浅析季冻区橡胶沥青混合料水稳定性与现状

浅析季冻区橡胶沥青混合料水稳定性与现状

1.朱洪志  ,2.李晓龙 ,2.冯博栋

1.龙建路桥股份有限公司    哈尔滨150000

2. 黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司 哈尔滨150000

摘要：根据世界环境组织的调查，2014年全世界储存了30亿个废轮胎，并且这个数字还在以每年10亿个的速度增长。因此，如何更好地处理废旧轮胎已成为各国环保部门关注的焦点。当前，随着中国经济的快速发展，资源回收和环境保护问题逐渐受到重视。大量研究表明，废轮胎中含有天然橡胶、SBR等聚合物和添加剂，可以更好地提高沥青混合料的路用性能。在国内外公路和城市道路中，高等级公路路面的主要结构类型为沥青混凝土。但沥青混凝土作为一种弹一塑性粘滞的材料在季节性冻土地区高级路面随着交通量、重载、渠化交通等情况的发生，裂缝、剥落、车辙等路面破坏现象已经直接影响了车辆的正常运行。废旧橡胶改性沥青的出现极大地改善了高等级路面使用的沥青性能。提高了沥青混凝土路面的使用年限及使用质量。

关键词:季节性;冻土地区;橡胶改性沥青

1.前言

沥青混凝土路面的纵横向裂缝及路面网状破碎是我国北方季节性冻土地区的主要破坏形式，表现为在冬期时节沥青混合料中的集料破碎。该种路面问题不仅破坏了路面的整体性，而且经过雨水的侵蚀，沥青路面的基层含水量加大，路基、路面承载力下降，进一步恶化路面质量问题。在纵横向裂缝的出现，破坏了沥青混凝土路面的整体性，经过不同车辆的碾压，沥青路面会产生网状破碎，进而造成路面坑洼、波浪等质量问题，对道路的耐久性及来往车辆造成不良影响。文章从改善沥青混合料的低温性能，从路面材料、路面结构方面研究，以保证沥青路面在低温条件下的使用质量。

公路是由不同的建筑材料构成的结构。在满足各项技术指标的条件下，如果废轮胎的应用能得到广泛应用，将大大减少环境污染，更好地提高混合料的性能。新型路面材料橡胶沥青混合料在国内广泛应用，不仅提高了路面性能，还有效解决了废旧轮胎的处理问题。橡胶沥青是一种改性沥青胶凝材料。将废轮胎原料加工成胶粉颗粒，再按一定比例粗、细级配进行组合。加入多种大分子改性剂，在高温条件下(180℃以上)与基础沥青充分混合。橡胶沥青提高了路面的抗裂性、耐水性、低温稳定性、高温稳定性，提高了路面的抗疲劳性和耐久性。既可以节约道路养护资金，又可以延长养护期限。同时，与其他改性沥青相比，橡胶沥青价格低廉，在废旧轮胎用于废旧利用时，其经济优势也体现出来。

由于水的存在而影响沥青混合料性能的问题可以统称为沥青混合料的“水稳定性”或“水敏感性”。水对沥青混合料的不利影响主要有:沥青粘结剂的粘结性能下降;粘结剂与骨料之间的粘结无效。粘结剂内聚力的丧失必然导致粘结剂刚度的降低，这不仅会直接降低混合料抵抗交通荷载的能力，而且还会加速在荷载作用下骨料表面粘结膜的破坏，使水更容易侵入粘结剂与骨料之间的界面，降低其附着力，粘结剂会从骨料表面剥落。

2.结合中国目前道路的现状，一些道路在通车后不久的初期就会出现破损，包括松动、坑洼、网裂、车辙等，其中很多是由水损坏造成的。经济方面，前期水害严重，导致大量维护费用，给交通带来诸多不便，也严重影响了道路的经济价值。因此，橡胶沥青混合料的水稳定性研究引起了广泛关注。橡胶沥青路面是一种新型路面材料，能较好地改善路面性能。其水稳定性需要从结构组成、材料工艺、筑路工艺、排水方法等方面加以提高。

沥青是一种感温性的粘弹塑性材料，只有在高温下才具有拌和所需要的粘度，因此在道路建设主要采用的热拌沥青混合料HMA，然而由于施工温度高，加剧了沥青老化、排放有害气体及能源消耗严重等一系列问题。

季冻地区由于气候环境恶劣，造成温度升高困难，施工机械功率低，碾压不

密实等问题，导致热拌沥青混合料很难达到低海拔地区的施工效果:因此研制一种能够在高温粘度降低，低温粘度增高，同时中间温度粘度缓慢增加的新型缓粘型沥青对改善路面施工的上述缺点具有重要的意义。

北方地区属于季冻性区域，冬季寒冷，夏季高温，同时由于夏季和冬季的雨雪天气，对于沥青路面的水稳定性能要求很高，而在沥青材料研究中，橡胶粉改性沥青混合料具有较高的路用性能，并受温差的变化影响较小。本课题对沥青混合料的水稳定性展开试验研究，通过对水稳定性的合理的认知，可以把因水损害而导致路面损坏的概率大大的降低。此外，它还可以有效地提高我国公路沥青路面的质量，提高公路的施工水平，延长道路的使用寿命以及降低道路养护成本，进而提高公路的服务质量。

3.在沥青混合料低温性能研究方面，我国道路研究部门在此方面也进行了大量的研究工作，1977年至1980年，北京市政研究所通过对大交通量路面的沥青配合比设计方法和技术指标的研究，建议采用10℃劈裂抗拉强度和劈裂垂直变形来表征沥青混合料的低温性能，80年西安公路研究所作了沥青混合料的低温应力分析及低温收缩，低温回弹模量和低温弯拉试验;81年同济大学对沥青混合料的低温开裂进行研究，用回归分析法提出了收缩系数和劲度模量随温度变化的数学模式，并提出了预估横向裂缝间距的方法;83年至84年，哈尔滨建筑工程学院通过研究，提出用沥青流变性能的流变指数L作为沥青混合料的低温指标，“七五”期间我国在“重交通道路沥青在高等级公路工程中的应用技术”研究中，对国产重交通沥青混合料的低温特性进行了较为系统的研究，有调查分析，也有室内研究，室内研究方面，采用应力松弛、低频低温反复荷载试验，等应变速率加载的弯曲及劈裂试验等对沥青混合料低温特性进行了的研究。

4结束语

经过对橡胶改性沥青混合料的性能研究，证明了橡胶改性沥青具有如下优点:粘度高;优良的弹性恢复性能;抗老化、抗氧化性能改善;良好的高、低温性能;橡胶沥青混合料具有更高的抗疲劳强度和抵抗反射裂缝的能力;橡胶沥青可作为良好的下封层材料。

橡胶改性沥青混合料既有优越的路用性能，又具有巨大的经济效益，相应的橡胶改性沥青也能在一定程度上解决废旧轮胎堆积占地和焚烧导致“黑色”环境污染问题，有着巨大的环保效益与社会效益，是未来沥青路面的发展方向之一。建议废旧橡胶粉在东北季冻地区公路建设中推广应用，能够提高路面的使用性能，延长路面使用寿命，

为季冻区提供更好的交通条件和环境条件。