废轮胎胶粉改性沥青在高速公路工程中的应用
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关键词：废轮胎；胶粉改性沥青；高速公路
近年来，随着我国经济发展，国内汽车保有量急剧 增加，随之而来的是废轮胎的处理问题。废旧轮胎通常 被称为“黑色污染”，属于不熔或难熔的高分子弹性材 料，具有很强的抗热、抗生物、抗机械性并且难以降解。 利用废旧轮胎胶粉对普通沥青进行改性并生产路用混 合料是一种减少“黑色污染”的有效办法。
５５
针入度指数
≥０．６
０．６
延度（５ ｃｍ／ｍｉｎ，５ ℃）／ｃｍ
≥１０
１３．０
软化点（环球法）／℃
≥５５
５９．０
闪点 ／℃
≥２３０
２８２
密度（１５ ℃）／（ｇ·ｃｍ－３）
实测
１．０３３
软化点 ／℃
≤５．０
２．１
弹性恢复（２５ ℃）／％
≥７０
７７
布鲁克费尔德粘度（１７５ ℃）／Ｐａ·ｓ １～４
１．８１３
粉改性沥青形成高分子溶液相容体系，与常用的 ＳＢＳ
改性沥青体系相近，性能近似，但更廉价、环保。
性能优势
对各种沥青及其混合料性能对比见表 １。
表 1 对各种沥青及其混合料性能对比
胶粉
ＳＢＳ
性能分析 改性沥青 橡胶沥青 改性沥青 重交通沥青
改性剂 用量 ／％
１８～２５ １５～２５ ４～６
性能等级
ＰＧ７０－２８ ＰＧ７６－２８
胶粉改性沥青施工质量控制
运输
（１）运输车辆的车厢应该具有紧密、清洁、光滑的 金属底板并打扫干净。
（２）将胶粉改性沥青混合料往摊铺现场运输时，必 须用篷布覆盖，以保持混合料的温度。
（３）从拌和机向运料车上放料时，应该尽量缩小混 合料下落的距离。
（４）运料车在运输过程中，应匀速、慢行，速度一般
控制在 ３０～４０ ｋｍ／ｈ，尽可能减少因扰动造成的混合料 离析现象。
工程应用
胶粉改性沥青在津汕高速公路表面层施工中得到
了应用。
原材料
（１）胶粉改性沥青。对津汕高速公路所采用的胶粉 改性沥青进行了基于针入度分级体系、ＳＨＲＰ 性能分级 体系和粘度分级体系的研究，其技术性能结果见表 ２。
表 2 胶粉改性沥青性能
试验项目
技术要求 试验结果
针入度（２５ ℃，１００ ｇ，５ ｓ）／０．１ ｍｍ ４０～７０
９．５ １２．５ １９
图 1 胶粉改性沥青混合料级配
（２）胶粉改性沥青混合料性能验证。对胶粉改性沥
青的高稳性能、低温性能及水稳定性能等进行检验，
见表 ３。
表 3 胶粉改性沥青混合料性能
技术性能
试验结果油石比 ／％５ Nhomakorabea３空隙率 ／％
４．０
冻融劈裂试验 ／％
８６．５
动稳定度 ／（次·ｍｍ－１） ７ ７９１
结语
胶粉改性沥青大量使用废旧胶粉（每 ｋｍ 高速公路 工程约消耗 ７５ ｔ），其应用规模化将极大缓解废轮胎存 放占地，促进循环经济的发展。胶粉改性沥青节约了大 量的 ＳＢＳ 产品，每吨 ＳＢＳ 产品需要大量的原油、化学产 品 进 行 加 工 提 炼 ，降 低 其 需 求 量 可 使 得 石 油 资 源 和 化工污染的压力得到极大缓解。
碾压
（１）胶粉改性沥青混合料应该遵循“高温、紧跟、重 碾、慢压”的原则进行碾压。
（２）取消初压，直接进入复压阶段，然后终压。 （３）尽可能地缩短碾压段落长度，以保证在较高的 温度下完成碾压作业。 （４）碾压过程中，压路机起步、停车要缓慢，不得急 停或掉头。 （５）胶粉改性沥青具有高粘性，为防止碾压过程中 出现粘轮现象，必须在碾压前将压路机胶轮或钢轮清 洗干净。 （６）压路机不得停留在温度高于 ７０ ℃的已压实但 尚未完全冷却的路面上。
市 政 公 用 建 设 Municipal and Public Construction
废轮胎胶粉改性沥青在 高速公路工程中的应用
□文/商耀祥 王 静
摘 要：文章对废轮胎胶粉改性沥青的机理、技术性能进行了研究并对其在津汕高速公 路工程中的应用情况进行了介绍。该项技术成功应用于津汕高速公路的建设工 程中，取得了巨大的经济、社会和环境效益，具有良好的推广应用价值。
（５）运 料 车 在 停 车 卸 料 时 ，不 可 将 帆 布 或 棉 被 卷 起。
摊铺
（１）在铺筑混合料之前，必须对下承层进行检查。 （２）为保证摊铺质量，必须提前 ３０～６０ ｍｉｎ 对熨 平板进行预热处理，使其温度不低于 １２０ ℃。 （３）胶粉改性沥青混合料的松铺系数应该根据试 验路段确定。 （４）摊铺过程一定要保持连续性，摊铺机应以均匀 的速度行驶，以保证混合料均匀、不间断地摊铺，要经 常保持 ３～６ 辆车等待。
定结果为 ＰＧ７６－２８，高于其 ＰＧ７０－２２ 的技术要求，说明
其高温性能及低温性能均能超过技术要求。 （２）其他材料。经检测，津汕高速工程用的玄武岩
集料、石灰岩矿粉的技术性能均符合 ＪＴＧＦ ４０－２００４《公
74 天津建设科技 2010·NO.4
Municipal and Public Construction 市 政 公 用 建 设
ＰＧ６４－２８ ＰＧ７０－２８
ＰＧ７０－２８ ＰＧ７６－２８
ＰＧ５８－２２ ＰＧ６４－２２
储存稳定性 １ 月左右 １～２ ｄ
１～３ 月 长期
高温抗变形 好
较好
较好
差
低温抗开裂 较好
好
较好
差
耐交通疲劳 好
好
好
差
由表 １ 看出，胶粉改性沥青的综合性能优越，尤其 是高温抗变形性能突出，综合考虑其路用性能及环境 保护方面的突出贡献，所以其应用更加广泛。
路沥青路面施工技术规范》的要求。
胶粉改性沥青混合料
（１）胶粉改性沥青混合料设计。采用了 ＳＵＰＥＲＰＡＶＥ
的 混 合 料 设 计 方 法 ，其 级 配 见 图 １，最 佳 油 石 比 为
５．３％。
各筛孔通过百分率 ／％
１００
９０
设计级配曲线
８０
７０
６０
５０
４０
３０
２０
１０
０ ０．０７５ ０．３ １．１８ ２．３６ ４．７５ ０．１５ ０．６ 筛孔尺寸 ／ｍｍ
残留稳定度 ／％
８９．６
渗水系数 ／（ｍＬ·ｍｉｎ－１）
０
表面构造深度 ／ｍｍ
１．１５
技术要求
４．０ ≥８０ ≥２ ８００ ≥８５ ≤１２０
≥０．４５
表 ３ 表明，胶粉改性沥青及混合料性能能够满足 相关技术规范和设计标准要求。通过工程施工技术研 究形成了胶粉改性沥青混凝土生产施工技术指南。同 时研究表明，胶粉改性沥青混凝土路面与 ＳＢＳ 改性沥 青混凝土施工技术相比未增加施工难度，现有的施工 技术水平完全可以做好。
质量损失 ／％ 旋转薄膜加热试 验 １６３ ℃８５ ｍｉｎ 针入度比 ／％
延度（５ ℃）／ｃｍ
－１．０～＋１．０ ≥６０ ≥８
－０．１２ ９０．９ １２．２
美国 ＳＨＲＰ 计划胶结料性能分级试验ＰＧ７０－２２
ＰＧ７６－２８
由表 ２ 看出，津汕高速工程采用的胶粉的各项指
标均符合技术要求并且通过 ＳＨＲＰ 分级试验的技术测
胶粉改性沥青作用机理及性能优势
作用机理
胶粉改性沥青是通过物理剪切、研磨和化学活化、
稳定等手段，将胶粉中分子链断开，降低胶粉颗粒粒
径，使沥青、橡胶混合物形成稳定共溶体系。通过活化
和机械降解胶粉分子链，使胶粉中各种成分（如橡胶、
炭黑、抗氧剂等）能够分别发挥其作用，以大分子粒径
的级别来改善沥青性能，同时通过化学稳定技术，使胶
□■
□中图分类号：TU535 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）04-74-02 □收稿日期：2010-06-05 □作者简介：商耀祥/男，1972 年出生，高级工程师，天津高速公
路集团有限公司，从事技术管理工作。 □王 静/天津高速公路管理处。
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近年来，随着我国经济发展，国内汽车保有量急剧 增加，随之而来的是废轮胎的处理问题。废旧轮胎通常 被称为“黑色污染”，属于不熔或难熔的高分子弹性材 料，具有很强的抗热、抗生物、抗机械性并且难以降解。 利用废旧轮胎胶粉对普通沥青进行改性并生产路用混 合料是一种减少“黑色污染”的有效办法。
５５
针入度指数
≥０．６
０．６
延度（５ ｃｍ／ｍｉｎ，５ ℃）／ｃｍ
≥１０
１３．０
软化点（环球法）／℃
≥５５
５９．０
闪点 ／℃
≥２３０
２８２
密度（１５ ℃）／（ｇ·ｃｍ－３）
实测
１．０３３
软化点 ／℃
≤５．０
２．１
弹性恢复（２５ ℃）／％
≥７０
７７
布鲁克费尔德粘度（１７５ ℃）／Ｐａ·ｓ １～４
１．８１３
粉改性沥青形成高分子溶液相容体系，与常用的 ＳＢＳ
改性沥青体系相近，性能近似，但更廉价、环保。
性能优势
对各种沥青及其混合料性能对比见表 １。
表 1 对各种沥青及其混合料性能对比
胶粉
ＳＢＳ
性能分析 改性沥青 橡胶沥青 改性沥青 重交通沥青
改性剂 用量 ／％
１８～２５ １５～２５ ４～６
性能等级
ＰＧ７０－２８ ＰＧ７６－２８
胶粉改性沥青施工质量控制
运输
（１）运输车辆的车厢应该具有紧密、清洁、光滑的 金属底板并打扫干净。
（２）将胶粉改性沥青混合料往摊铺现场运输时，必 须用篷布覆盖，以保持混合料的温度。
（３）从拌和机向运料车上放料时，应该尽量缩小混 合料下落的距离。
（４）运料车在运输过程中，应匀速、慢行，速度一般
控制在 ３０～４０ ｋｍ／ｈ，尽可能减少因扰动造成的混合料 离析现象。
工程应用
胶粉改性沥青在津汕高速公路表面层施工中得到
了应用。
原材料
（１）胶粉改性沥青。对津汕高速公路所采用的胶粉 改性沥青进行了基于针入度分级体系、ＳＨＲＰ 性能分级 体系和粘度分级体系的研究，其技术性能结果见表 ２。
表 2 胶粉改性沥青性能
试验项目
技术要求 试验结果
针入度（２５ ℃，１００ ｇ，５ ｓ）／０．１ ｍｍ ４０～７０
９．５ １２．５ １９
图 1 胶粉改性沥青混合料级配
（２）胶粉改性沥青混合料性能验证。对胶粉改性沥
青的高稳性能、低温性能及水稳定性能等进行检验，
见表 ３。
表 3 胶粉改性沥青混合料性能
技术性能
试验结果油石比 ／％５ Nhomakorabea３空隙率 ／％
４．０
冻融劈裂试验 ／％
８６．５
动稳定度 ／（次·ｍｍ－１） ７ ７９１
结语
胶粉改性沥青大量使用废旧胶粉（每 ｋｍ 高速公路 工程约消耗 ７５ ｔ），其应用规模化将极大缓解废轮胎存 放占地，促进循环经济的发展。胶粉改性沥青节约了大 量的 ＳＢＳ 产品，每吨 ＳＢＳ 产品需要大量的原油、化学产 品 进 行 加 工 提 炼 ，降 低 其 需 求 量 可 使 得 石 油 资 源 和 化工污染的压力得到极大缓解。
碾压
（１）胶粉改性沥青混合料应该遵循“高温、紧跟、重 碾、慢压”的原则进行碾压。
（２）取消初压，直接进入复压阶段，然后终压。 （３）尽可能地缩短碾压段落长度，以保证在较高的 温度下完成碾压作业。 （４）碾压过程中，压路机起步、停车要缓慢，不得急 停或掉头。 （５）胶粉改性沥青具有高粘性，为防止碾压过程中 出现粘轮现象，必须在碾压前将压路机胶轮或钢轮清 洗干净。 （６）压路机不得停留在温度高于 ７０ ℃的已压实但 尚未完全冷却的路面上。
市 政 公 用 建 设 Municipal and Public Construction
废轮胎胶粉改性沥青在 高速公路工程中的应用
□文/商耀祥 王 静
摘 要：文章对废轮胎胶粉改性沥青的机理、技术性能进行了研究并对其在津汕高速公 路工程中的应用情况进行了介绍。该项技术成功应用于津汕高速公路的建设工 程中，取得了巨大的经济、社会和环境效益，具有良好的推广应用价值。
（５）运 料 车 在 停 车 卸 料 时 ，不 可 将 帆 布 或 棉 被 卷 起。
摊铺
（１）在铺筑混合料之前，必须对下承层进行检查。 （２）为保证摊铺质量，必须提前 ３０～６０ ｍｉｎ 对熨 平板进行预热处理，使其温度不低于 １２０ ℃。 （３）胶粉改性沥青混合料的松铺系数应该根据试 验路段确定。 （４）摊铺过程一定要保持连续性，摊铺机应以均匀 的速度行驶，以保证混合料均匀、不间断地摊铺，要经 常保持 ３～６ 辆车等待。
定结果为 ＰＧ７６－２８，高于其 ＰＧ７０－２２ 的技术要求，说明
其高温性能及低温性能均能超过技术要求。 （２）其他材料。经检测，津汕高速工程用的玄武岩
集料、石灰岩矿粉的技术性能均符合 ＪＴＧＦ ４０－２００４《公
74 天津建设科技 2010·NO.4
Municipal and Public Construction 市 政 公 用 建 设
ＰＧ６４－２８ ＰＧ７０－２８
ＰＧ７０－２８ ＰＧ７６－２８
ＰＧ５８－２２ ＰＧ６４－２２
储存稳定性 １ 月左右 １～２ ｄ
１～３ 月 长期
高温抗变形 好
较好
较好
差
低温抗开裂 较好
好
较好
差
耐交通疲劳 好
好
好
差
由表 １ 看出，胶粉改性沥青的综合性能优越，尤其 是高温抗变形性能突出，综合考虑其路用性能及环境 保护方面的突出贡献，所以其应用更加广泛。
路沥青路面施工技术规范》的要求。
胶粉改性沥青混合料
（１）胶粉改性沥青混合料设计。采用了 ＳＵＰＥＲＰＡＶＥ
的 混 合 料 设 计 方 法 ，其 级 配 见 图 １，最 佳 油 石 比 为
５．３％。
各筛孔通过百分率 ／％
１００
９０
设计级配曲线
８０
７０
６０
５０
４０
３０
２０
１０
０ ０．０７５ ０．３ １．１８ ２．３６ ４．７５ ０．１５ ０．６ 筛孔尺寸 ／ｍｍ
残留稳定度 ／％
８９．６
渗水系数 ／（ｍＬ·ｍｉｎ－１）
０
表面构造深度 ／ｍｍ
１．１５
技术要求
４．０ ≥８０ ≥２ ８００ ≥８５ ≤１２０
≥０．４５
表 ３ 表明，胶粉改性沥青及混合料性能能够满足 相关技术规范和设计标准要求。通过工程施工技术研 究形成了胶粉改性沥青混凝土生产施工技术指南。同 时研究表明，胶粉改性沥青混凝土路面与 ＳＢＳ 改性沥 青混凝土施工技术相比未增加施工难度，现有的施工 技术水平完全可以做好。
质量损失 ／％ 旋转薄膜加热试 验 １６３ ℃８５ ｍｉｎ 针入度比 ／％
延度（５ ℃）／ｃｍ
－１．０～＋１．０ ≥６０ ≥８
－０．１２ ９０．９ １２．２
美国 ＳＨＲＰ 计划胶结料性能分级试验ＰＧ７０－２２
ＰＧ７６－２８
由表 ２ 看出，津汕高速工程采用的胶粉的各项指
标均符合技术要求并且通过 ＳＨＲＰ 分级试验的技术测
胶粉改性沥青作用机理及性能优势
作用机理
胶粉改性沥青是通过物理剪切、研磨和化学活化、
稳定等手段，将胶粉中分子链断开，降低胶粉颗粒粒
径，使沥青、橡胶混合物形成稳定共溶体系。通过活化
和机械降解胶粉分子链，使胶粉中各种成分（如橡胶、
炭黑、抗氧剂等）能够分别发挥其作用，以大分子粒径
的级别来改善沥青性能，同时通过化学稳定技术，使胶
□■
□中图分类号：TU535 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）04-74-02 □收稿日期：2010-06-05 □作者简介：商耀祥/男，1972 年出生，高级工程师，天津高速公
路集团有限公司，从事技术管理工作。 □王 静/天津高速公路管理处。
75 天津建设科技 2010·NO.4
