橡胶改性沥青混合料性能及应用研究
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摘 要：伴随我国城镇化建设速度的不断加快，我国公路建设规模越来越大，并对其质量提出了更高的要求。沥青作为路面铺设的主要材料，属于石油的一种提炼产物，在石油价格不断增长的今天，沥青价格随之高涨，大大增加了公路建设成本。橡胶是沥青性能得以改善的重要添加剂之一，其主要利用废旧轮胎制造，将此类材料用于公路建设，可有效降低公路施工成本。为此，本文在充分了解橡胶改性沥青混合料路用性能的基础上，依托某改扩建公路工程，对试验路段生产配合比设计、施工应用及试验段测试等内容进行了分析与探究，以期有效提升路面使用性能，实现公路建设经济效益最大化。
关键词：橡胶改性沥青;路面性能;低温抗裂性
中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）10-0114-02
0 引言
据相关数据显示，全国2018年新注册登记共3172万辆机动车，机动车保有量已超过了3.5亿辆。这种情况下，不仅大大增加了公路路面通行壓力，还会产生大量废旧轮胎，全国仅2017年就产生了3000万吨以上的废旧轮胎，加剧了环境压力。橡胶是废旧轮胎的原材料，将橡胶用于沥青混合料内，可有效改善混合料的使用性能，同时还能大幅缩减公路建设成本。为此，深入研究橡胶改性沥青具有重要的现实意义。
1 橡胶改性沥青混合料路用性能分析
1.1 高温稳定性
在沥青混合料高温稳定性试验中，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTC E20-2011）相关要求，可选择车辙试验进行评价。选择三种混合料，即AC-20、SMA -13、SMA-16进行试验，通过车辙试验，可将车辙形成与发展过程真实反映出来，稳定度表示在60℃温度条件，当沥青混合料试件轮压为0.7Mpa时，每1mm变形下车轮作用次数，当该值增加时，则表明此混合料具有越强的抗车辙性能，则表明其高温稳定性越好。通过试验可知，在级配相同条件下，橡胶改性沥青不同，则沥青混合料动稳定度也有所不同，由此可见，沥青性能直接决定沥青混合料的高温性能。经测试，AC-20级配动稳定度值超过4500次/mm，SMA类级配动稳定度值超过5500次/mm，两值均在规范要求以上，则表明橡胶改性沥青混合料高温稳定性良好。
1.2 低温抗裂性
为避免路面裂缝产生，在低温条件下，必须确保沥青混合料韧性较强。根据《规程》要求，可通过劈裂试验评价沥青混合料低温抗裂性，本文同样选择上述三种沥青混合料，通过劈裂试验对其低温抗裂性能进行评价，通过劲度模量指标可见，当该值越小时，则表明沥青混合料具有越大的低温抗裂性能。则说明橡胶改性沥青混合料低温抗裂性能良好，在各类影响因素中，对其低温抗裂性影响最大的因素为改性剂橡胶粉的用量。
1.3 水稳定性
橡胶改性沥青混合料的水稳定性可通过浸水条件下，沥青混合料的稳定度、强度变化进行评价。本文以浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验进行分析。经测试可知，于橡胶改性沥青混合料水稳定性而言，级配型式、沥青种类对其影响较大。但整体来讲，上述三种混合料均具有良好水稳定性，可满足规范要求。
2 工程概况
某公路工程地处两省交界，是连接两省交通的枢纽工程，也是我国公路交通网的重要咽喉要道。自建成通车后，因交通量持续增加，及运营时间长，当前路面已呈现出不同程度的病害问题，以致整个路段开裂、坑槽病害严重。为保证道路通畅性，提高道路服务能力，现决定针对此路段进行改扩建施工。基于节约、环保的原则，选择废胶粉改性沥青混合料进行施工，从而提升路面使用性能。为保证施工质量，选取200m具有代表性路段作为试验段进行施工。
3 试验路段生产配合比设计
根据当前道路改扩建施工现状，决定在铺筑试验段面层时，选择三种废胶粉改性沥青混合料，分别为AC-20、SMA-13、SMA-16，三种混合料的生产配合比如表1所示，同时对上述三种混合料性能进行了检测，具体结果如表2所示。
通过上述分析，可见三种混合料均满足相关规范要求。
4 橡胶改性沥青混合料施工应用
4.1 混合料拌和
在混合料拌和施工中，应合理选用搅拌机械，根据设计要求，均匀拌和混合料。并对拌和情况进行详细检测，避免出现花白料或离析现象。在整个拌和过程中，必须严格把控沥青及沥青混合料温度，若施工当天，温度较低，或降雨则需暂停施工。拌和施工完成后，需及时进行设备清理，并将管道内沥青材料排干净。
4.2 热拌沥青混合料摊铺
为避免因摊铺不均或施工操作不当，导致摊铺混合料过程中出现质量问题，必须准确做好热拌沥青混合料摊铺施工。整个摊铺施工，需采取型号相同的摊铺机进行施工，在分层摊铺前，需与设计要求核对，保证各摊铺厚度等参数满足规定。若混合料出现离析问题，需及时针对此类问题进行修补，及时处理。要先预热熨平板，保证匀速、缓慢行驶，一般可将摊铺速度控制在1～3m/min，不得出现间断现象，在整个摊铺施工中，不允许任意转变行驶速度，或急转弯、掉头等，有效提升平整度。
4.3 热拌沥青混合料及SMA压实成型
碾压施工中，必须严把温度、湿度关，在整个操作过程中，需多次对路面进行洒水保湿，根据路面压实度情况，确定碾压遍数，直到消除明显轮迹。在折返位置压路机需依照阶梯状进行施工，并及时查看碾压情况，避免漏压。完成上述施工后，为避免对沥青路面成型造成不利影响，严禁在路面有车辆、设备行驶，需做好养生施工后，才能开放交通。
5 试验路测试与分析
为更好地了解施工情况，及时查漏补缺，在完成道路铺筑施工后，需进行路面情况检测，主要检测路面压实度、构造深度等参数。
（1）从整体施工情况来讲，在配合比设计中选用橡胶沥青可满足相关施工规范规定，在铺设试验段时，各个施工工序均符合设计要求，经检测，本路段各项技术指标良好，且最大理论密度压实度超过93%，试验室标准密度压实度也超过了97%，完全满足相关规定。 （2）按照渗水系数AC-20在300mL/min以下，SMA在200 mL/min以下的规定要求，经检测，试验段内检测路面渗水系数范围为65～72mL/min，均符合要求。在抗滑性能方面，0.8～1.2mm为路面表面层构造深度规定范围，而检测所得范围为0.93～1.14mm，可满足要求。
（3）建成通车1年之后，检测试验段使用情况，路表未见横向裂缝，具有良好使用效果。检测车辙情况，车辙深度变化基本不见，当前整体路面具有良好高温稳定性，且路面质量良好。
6 橡胶改性沥青混合料经济性分析
经市场调研发现，近年来我国SBS改性沥青均价在6000元/吨以上，而废胶粉改性沥青均价在5100元/吨，每吨少900元/吨，采用废胶粉改性沥青价格更便宜，更具经济性。按照当前试验段施工情况，11.25m铺筑宽度，以此对每公里沥青用量等进行计算，具体如表3所示。
由表3可見，针对SMA-13、AC-20两种路面结构类型，11.25m宽度的路面，可节约8万元。若整个路面都选择废胶粉改性沥青，则节省的成本更大，具有良好经济性。此外，应用橡胶改性沥青，可能节约资源，减少浪费，可达到巨大的环保价值。
7 结语
综上所述，伴随我国国民经济迅速发展，大量基础设施如雨后春笋般不断涌现，公路工程作为连接区域经济发展的重要纽带，在经济发展中发挥着至关重要的作用。为进一步完善公路网，必须重视公路路面施工工艺，沥青路面是我国公路路面工程施工的主要形式之一，此类路面路用性能良好，橡胶改性沥青混合料在公路路面施工中的应用，可有效改善混合料的使用性能，大幅缩减公路建设成本，且能保护环境，减少资源浪费。为此，在施工中必须规范施工工艺，有效提升施工质量，延长路面工程使用寿命。
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