橡膠瀝青簡史及技術應用

曲青龍

【摘 要】橡膠瀝青利用廢舊輪胎原質所制造出來的，是對廢物的一種利用。其有著諸多的有點，應用也較為廣泛。在文中主要就橡膠瀝青簡史及技術應用進行介紹，以期可以加深對橡膠瀝青的認識。

【關鍵詞】橡膠瀝青；技術應用；簡史

一、什么是橡膠瀝青

通俗的講，橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細橡膠瀝青級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下（180℃以上），與基質瀝青充分熔脹反應后形成的改性瀝青膠結材料。

再具體來說，橡膠瀝青是采用18%～22%廢膠粉、瀝青和添加劑組成的混合物，在與集料混合之前先在高溫下進行反應。橡膠瀝青采用的膠粉多為80目，膠粉中需含有25±2%富含天然橡膠的成分，該成分可直接從廢橡膠輪胎中得到。橡膠瀝青采用的膠粉一般有兩種，一種是只采用廢棄輪胎橡膠，另一種是不僅采用廢棄的輪胎橡膠，而且摻加了天然橡膠。橡膠瀝青在生產時，為增強橡膠粉與基質瀝青的相容性，一般可根據需要添加外加劑，常用的外加劑一般為填充油，用量一般為瀝青用量的2.5～6.0%。

橡膠瀝青具有高溫穩定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環保型路面材料，主要應用于道路結構中的應力吸收層和表面層中。

二、橡膠瀝青簡史

橡膠瀝青的產生和發展經過了各國許多單位和人員的共同努力。最早橡膠瀝青的文獻見于1843年的英國專利，此時的橡膠瀝青材料只是簡單的在普通瀝青中加入橡膠粉進行改性。19世紀50年代初期，美國公路局的劉易斯和伯恩在加州第一次較為系統地開展了“各種橡膠對石油瀝青的性質影響”的研究工作。他們使用了14種橡膠粉和三種石油瀝青做為研究對象，而橡膠粉的研究范圍包括硫化和未硫化的橡膠材料，包括廢輪胎的胎面、丁苯橡膠、天然橡膠、聚丁二烯和回收的橡膠，既用了干法也用了濕法。此后有關橡膠瀝青的研究工作不斷開展，成果也不斷涌現。1960年三月，瀝青協會在芝加哥舉辦了首屆橡膠瀝青研討會。查爾斯麥克唐納在60-70年代在橡膠瀝青材料上做了大量工作，他開發了生產橡膠瀝青的“濕法”（也稱為麥克唐納法）。加州在1975年開展了橡膠瀝青碎石封層的研究工作，并逐漸推廣使用，后來又逐漸推廣使用了橡膠瀝青混凝土。1978年建成了第一條干法施工的橡膠處理瀝青混凝土路面。加州第一條濕法施工的橡膠瀝青混凝土路面完成于1980年的斯托貝城和湯尼薩米城，它主要用于道路的緊急維修。1992年3月加州運輸部在眾多研究和項目實施的基礎上發布了“橡膠瀝青斷級配混合料設計指南”。1993以后隨著橡膠瀝青技術專利的失效，橡膠瀝青開始了更為全面高速的發展。

美國、瑞典、英國、比利時、法國、南非、日本、澳大利亞和印度等國先后開展了橡膠瀝青和橡膠粉改性瀝青混凝土的應用研究。1991年美國國會通過了陸上綜合運輸經濟法案（又稱冰茶法），要求從1994年，凡使用聯邦經費購買熱拌和瀝青混合料都必須將5%的經費用于廢橡膠瀝青混合料。以后每年遞增5%，直至1997年達20%。

南非自上世紀60年代研究橡膠瀝青，至今已有幾十年的研究與應用歷史，并形成了一套理論及工藝，技術上已經趨于成熟。據統計，目前南非60%以上的道路瀝青使用橡膠瀝青，而且根據他們的經驗，認為對于重載交通環境，橡膠瀝青路面更加有利。

法國在1900年鋪筑了第一條橡膠瀝青路面。法國也是多孔性路面的發源地。瑞典、日本等國還將廢舊輪胎橡膠顆粒用于防凍路面。

我國橡膠瀝青的研究起步較晚。2001年交通部科教司、西部辦在第一批交通部西部科技項目專門立項開展《廢舊輪胎膠粉用于筑路的技術研究》。2003年北京交通委《廢胎膠粉改性瀝青應用研究》項目立項，2006年結題，該項目以濕拌工藝為主研究，取得了重要的研究成果，編制了我國第一部地方性的應用指南《北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工技術指南》。2004年從美國引進了第一套橡膠瀝青加工設備、第一臺橡膠瀝青熱灑鋪設備。交通部公路院和道路學會在北京聯合召開第一次“橡膠粉改性瀝青及混合料應用技術國際研討會”。2006年交通部公路院和中國公路學會道路分會在海南召開了“橡膠瀝青在路面工程中應用技術交流會”。國家發改委于2007年9月8日發文推廣橡膠瀝青。同時北京市路政局于2007年3月13日發布《北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工指南（試行）》確定，從該年起北京道路大修中將推廣使用橡膠改性瀝青鋪筑道路，橡膠瀝青混凝土在首都機場南線高速、奧運工程中全面使用，第一條交通部科技示范工程 實施。2008年，編制了交通部《廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工技術指南》，出版了《橡膠瀝青及混凝土成套技術》。由國際橡膠瀝青路面協會和江蘇省交通廳主辦的第四屆國際橡膠瀝青大會在南京開幕。經過了20年的摸索，10年的發展，中國橡膠瀝青技術逐漸形成。

三、橡膠瀝青的基本技術應用

1.橡膠瀝青用于裂縫的填充。

由于橡膠瀝青具有粘度大，抗老化、抗氧化能力強，彈韌性好等優點，橡膠瀝青最早的應用即作為裂縫的填充材料，至今也有廣泛的應用。

2.橡膠瀝青碎石封層。

碎石封層是一種在噴灑瀝青類結合料后，立即撒鋪一定粒徑的粗集料，經碾壓而形成的薄層 封層。撒鋪的碎石即提供對瀝青的保護，也給行駛車輛提供必要的粗糙度，以保證安全行駛 。碎石封層的主要作用是封閉表面細小裂縫，阻止水侵入路面，損壞基層與路基。該技術產 生于上個世紀20年代，起初主要作為小交通量道路的表面層，目前已被廣泛用于各種交通量 道路的預防性養護。

3.橡膠瀝青混合料。

橡膠瀝青混凝土由于采用橡膠瀝青作為膠結料，除具有普通瀝青混凝土的優點外，還具有普通瀝青混凝土無法比擬的優勢：優越的高低溫性能，抗車轍能力強，高抗老化、抗氧化性能，耐久性好以及低噪音等。在同等路面功能要求下，橡膠瀝青厚度可比普通瀝青混凝土厚度減少一半，該性能使得橡膠瀝青混凝土尤其適用于橋面鋪裝。橡膠瀝青混凝土作為磨耗層時，一般采用開級配或斷級配的混合料設計方法。

斷級配和開級配混合料主要用于舊瀝青路面和舊水泥路面的養護或者改建的罩面。

橡膠瀝青混合料也可直接用于新建工程的罩面。用于新建工程時，橡膠瀝青斷級配混合料應當直接取代上層普通瀝青混凝土作為面層。橡膠瀝青混合料也可用于居民區作為新建道路的表面（磨耗）層，并起到減輕噪音的作用。

以上是對橡膠瀝青小史及基本應用技術的簡單介紹，我國的科研單位、企業對橡膠瀝青的研究和應用都投入了大量的精力。但目前，國內有關橡膠瀝青的研究工作以及發展仍需要進行大量的努力。相信在不久的將來，橡膠瀝青領域會不斷涌現出更新的技術，更高的成果，擁有更廣闊的前景。endprint