项目名称：橡胶沥青在水泥混凝土路面上加铺应用开发研究(橡胶高粘高弹沥青开发与应用技术)

成果所属专题编号：鉴定证书号：（2014）武科鉴字001号

成果主要完成单位：武汉市公路管理处、武汉理工大学、湖北国创高新材料股份有限公司、武汉市市政建设集团有限公司

联系人：王建章   联系电话：13971119079　E-MAIL：1793693360@qq.com  

通信地址：湖北省武汉市黄孝河路47号武汉市公路管理处

内容简介

一、主要技术内容（技术原理和创新性成果）

水泥混凝土路面加铺沥青层的复合结构结合了刚性、柔性两种路面结构形式，造成材料差异大，容易产生层间滑移，而且水泥混凝土路面板上存在接缝，并且产生有裂缝、错台及脱空等损坏现象，使得整个路面结构产生应力集中，这就会在加铺层对应于旧路面板接缝、裂缝的位置上出现反射裂缝，影响路面的使用性能。本成果通过橡胶粉优选、级配调整等技术手段优化了橡胶沥青的性能，此外在橡胶沥青的基础上复合SBS改性组分，并利用增粘、增塑、增容等组分进行沥青改性后胶体结构的调控，制备出了粘度、韧性、粘韧性、回弹性能明显优于普通橡胶沥青的橡胶高粘高弹改性沥青，通过橡胶高粘高弹改性沥青制备的应力吸收层材料具有更加优异的粘弹性，当下层反射裂缝处产生应力集中时可有效的将应力分散，使铺装层界面处的应力水平明显降低，同时采用橡胶高粘高弹改性沥青制备的沥青混合料具有优异的抗疲劳能力，加铺层材料自身出现裂缝的概率降低，从而达到提升加铺层使用寿命的目的，最大程度的避免了反射裂缝的出现。本成果主要用于水泥混凝土路面加铺工程，此外还可应用于桥面铺装工程及高等级公路路面工程。

项目的创新性成果：

1、开发出粘韧性能优异的橡胶高粘高弹改性沥青

采用SBS、增容、增塑、增粘等组分进行沥青复合改性（保证橡胶粉掺量10%~20%），开发出粘弹性能优异的橡胶高粘高弹改性沥青，60℃粘度≥60000Pa？S，软化点≥90℃，弹性恢复＞95%，韧性＞15N？m，粘韧性＞20N？m，与普通橡胶沥青相比，粘度、韧性、回弹性能均得到明显提升。

2、研发出集防水、粘结、应力吸收功能于一体的过渡层材料

采用具备优异粘韧性能的橡胶高粘高弹改性沥青，通过配方优化，沥青量与设计，开发出了集应力吸收、防水、粘结功能于一体的过渡层材料，其阻止裂缝反射能力为普通橡胶沥青应力吸收层的5倍，是未设应力吸收层的50倍，最大程度的避免了水泥混凝土路面加铺层反射裂缝的出现。

3、应用橡胶高粘高弹沥青制备出集排水、抗滑、降噪、阻燃功能的AFNA路面材料与抗疲劳、抗高温车辙的高粘SMA路面材料

实现了橡胶高粘高弹改性沥青在骨架空隙型与骨架密实型沥青混合料中的应用，制备出的集排水、抗滑、降噪功能的AFNA路面材料构造深度达到1.7mm，峰值吸声系数大于0.6，路面噪声水平与水泥混凝土路面相比降低6dBA；制备出的高粘SMA路面材料水稳定性能、高温稳定性能优异，疲劳寿命超过达到5万次（0.3应力比），明显提升了路面铺装层材料寿命。

4、形成基于橡胶高粘高弹改性沥青的路面材料成套施工技术

研究成果形成了包括湖北省级工法“沥青路面HVESM防水粘结层施工工法”（HBGF070-2012）、“橡胶沥青及混合料设计施工技术指南”、“高粘SMA沥青路面施工技术指南”、“ 抗滑、降噪、排水沥青路面施工技术指南”的成套施工技术，成果在318国道永安段路面改造工程、杭瑞高速公路鸡口山与上官隧道路面工程、武汉二七长江大桥桥面铺装工程、武汉金桥大道桥面铺装工程中成功应用，提升了公路、隧道、桥面的铺装层材料耐久性能与使用性能，极大的丰富了橡胶粉利用途径，具有重大的绿色环保意义。

二、适用范围（成果可应用领域和已应用领域）

本成果可应用于交通运输领域，并已应用于此领域。

三、已应用情况（应用本成果解决的关键问题）

开发的高粘高弹防水粘结应力吸收层有效的解决了钢混叠合梁桥面铺装与水泥混凝土路面加铺工程中存在的裂缝反射问题，提升了桥面防水性能，同时提高了铺装层间的粘结性能，避免了桥面推移等病害；开发的高粘高弹改性SMA疲劳性能、高温稳定性能、抗滑性能优异，采用橡胶高粘高弹沥青制备的OGFC沥青混凝土具备优异的抗飞散能力与排水、抗滑、降噪功能，为我国桥面铺装、城市道路、隧道工程提供了性能优异的铺装材料，此外，研究成果可资源化利用废弃轮胎橡胶粉，降低环境污染，具有重大的环保意义。

研究成果形成了橡胶高粘高弹沥青及混合料施工与质量控制成套技术，申报了湖北省级工法《沥青路面HVESM防水粘结层施工工法》（HBGF070-2012），并成功应用于武汉金桥大道、二七长江大桥、唐山205国道、318国道等重点工程，取得了显著的经济与社会效益。

四、应用效益（取得的经济、社会、环境效益）

本成果先后应用于318国道武汉经济开发区段、107国道江夏段、318国道新洲段、金桥大道L32联钢箱梁铺装、武汉二七长江大桥、武汉市二环线珞狮南路立交桥、唐山205国道丰南至古冶段OGFC排水路面等工程，总计节支总额达到1102.8万元，取得了显著的经济效益。

橡胶沥青中橡胶成分最少占到总量的15%，能够大量的消耗废旧橡胶粉，减轻环境负荷。并且橡胶颗粒与热沥青产生融胀，它具有高的弹性性能和低的弹性模量。将这一材料与技术运用到水泥混凝土路面加铺沥青面层的复合式路面结构中，能够解决由于这种复合结构结合了刚性、柔性两种路面结构形式，造成材料差异大，容易产生层间滑移的问题，而且还能有效的防止反射裂缝。将橡胶沥青技术应用于路面层，可以提高沥青混合料的各项路用性能，使路用材料的种类的到了发展。将废旧轮胎橡胶粉用于改性沥青可以改善沥青路面使用品质、延长使用寿命、降低工程造价。高性能、低成本的橡胶沥青路面材料如果能大量运用于道路工程中，将形成环境保护、废物利用、延长道路寿命、降低路面工程造价的多赢局面，不仅推动了社会经济发展，而且对路面材料的发展进步提供了宝贵经验。