橡胶粉改性沥青是指采用废旧轮胎经粉碎后制成的胶粉（橡胶粉细度一般为20-80目）作为改性剂，通过特殊的生产工艺得到的能够改善混合料性能的沥青结合料。在普通沥青中加入橡胶进行改性后，其针入度减小，粘度增大，软化点提高，具有较高的抗车辙能力和抗推移拥抱的能力。同时，在沥青中加入胶粉提高了沥青的柔韧性，改善了沥青的低温性能和抗疲劳性能。由于加入橡胶粉后沥青的粘附性增加，石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，因而提高了沥青路面抗水损害性能和耐久性，延长了公路的使用寿命。此外，用橡胶沥青和单粒径集料制成的橡胶沥青薄膜能够明显防止和减少沥青路面反射裂缝，大大延长路面裂缝的反射时间。表1为橡胶沥青技术标准。
目前国内按照生产工艺分成两种方法。一种称之为干法，另一种称之为湿法。干法是将废胶粉直接喷入沥青混合料拌和鼓中拌和，胶粉的添加量一般为混合料的2-3%，所得到的混合料称为橡胶改性沥青混合料。由于胶粉仅作为填料，对沥青改性效果只能通过沥青混合料性能的改变来反映，其均匀性控制和改性效果检验较困难，另外，存在胶粉损失和环境污染等问题，故使用范围受到限制；湿法是将胶粉先在180-200℃的热沥青中混合，通过机械能和热能及化学的方法，使胶粉降解，形成稳定分散的橡胶粉改性沥青，胶粉的添加量一般为沥青的15-20%。湿法，按工艺又分为溶胀法（以物理混合为主）和发育法（以化学变化为主，也存在一定的物理变化）。
黏性是沥青高温稳定性的重要指标，黏性高的沥青不仅抗变形能力增强，而且加强了沥青与碎石的黏结力，具有更好的封水性能。有资料显示，20%胶粉含量的橡胶沥青，在190℃时的动力黏度与4%SBS含量的改性沥青在135℃时的动力黏度值相当，约3Pa.s；橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃。
2.2改善沥青的低温性能 沥青的低温性能是指低温的脆性和抗裂性。据南非某公司试验比较，橡胶沥青的弗拉氏脆点与4%SBS改性沥青比较，降低约9℃，达-17℃至-19℃。橡胶沥青良好的低温性能，在寒冷地区将会明显减少路面开裂，延长路面使用寿命。
大量废轮胎胶粉的加入，不仅为沥青增加了抗老化、防氧化和热稳定性，而且由于轮胎橡胶优异的弹性也在较大的温度区间为沥青路面提供了柔性以及耐疲劳和抗裂纹能力，从而延长路面的使用寿命。有资料显示，橡胶沥青路面可提高路面使用寿命1~3倍。
由于橡胶路面的柔性，将缓冲路面局部不平整引起车辆的震动，改善轮胎与地面的附着性能，缩短制动距离，从而使车辆的舒适性和安全性都得到改善。2.5降低行车噪音
目前应用橡胶改性沥青技术主要有干法处理和湿法处理两种，由于干法处理是将橡胶屑作为填料直接加入到烘干的集料中，搅拌时间很短，在橡胶屑与沥青之间无法发生反应作用，因此通常不会产生很多改性作用。这种方法目前应用不多。
早期的湿法处理方式是将基质沥青温度加热到170℃左右，将橡胶屑的粒径尽可能的磨细（如100～200目），这种方式由于生产工艺、成本、处理时间大等问题，后来没有获得大面积推广；20世纪60～70年代，美国亚利桑那州C.H.McDonald开发了一种McDonald湿式处理法，这种工艺将基质沥青超高温加热到190～218℃，并将橡胶屑颗粒在这样的高温下在沥青中浸泡溶胀而与沥青的轻质油分形成一种凝胶（Gel）状的物质。后来这种工艺获得巨大成功，当前主要应用这种方式。
（1）橡胶屑的材料、颗粒细度、加工工艺、掺量选用废旧轮胎最好是大车轮胎中的花纹轮胎，因为这种轮胎天然橡胶含量多，容易降解；小车轮胎中使用的子午线轮胎由于的合成胶较多，不易降解；关键是掌握与控制大小车轮胎粉的比例，使生产的橡胶改性沥青性能稳定。
（2）橡胶沥青所具有的特性与橡胶屑的颗粒细度有很大关系，以往的观点认为橡胶屑的颗粒越细越好，但通过实践证明，在沥青混合料中，橡胶屑的最佳颗粒大小应该是橡胶屑在高温的沥青中浸泡后，与沥青中的轻质油分发生溶胀，仍然保持着固体颗粒核心。因此，对橡胶沥青混凝土来讲，最佳的橡胶屑颗粒应为20～40目，即颗粒比较粗；对应用于橡胶碎石封层和应力吸收层应用的橡胶屑，应用颗粒细度为40～60目左右的，即比较细。
（3）橡胶沥青的加工目前有很多方法，比较好的方式是低速煎切工艺，传统的高速煎切工艺（即胶体磨）通过实践证明，加工的橡胶屑生产的橡胶沥青黏度不如低速煎切工艺黏度高。橡胶屑的掺量一般为18－24％。
橡胶沥青混凝土的级配一般为断级配，但也可以作为改进型的密级配沥青混凝土，同样也可以用于SMA路面中。
温度是橡胶沥青制作过程控制的重要参数之一。温度对橡胶沥青反应时间有较大影响，因此，反应温度不能太低。胶粉改性沥青反应温度190℃~210℃。 提高掺配罐的温度不是一件容易的事，一方面是加入20%常温胶粉对基质沥青降温过多，计算表明200℃的基质沥青加入20%常温胶粉，平均温度将降至约163℃；另一方面是短时间补充过多热能有一定的困难，这不仅需要较大热源，而且传热系统也变得复杂。 高温下制作的橡胶沥青不宜长时间存放，以防止材料特性发生变化，降低使用性能。为此，橡胶沥青宜采用现场改性，就地使用，这不仅是为了防止材料降低性能，而且减少再次升温需要消耗的热量。如果橡胶沥青需要储存的话，应降低储存温度。
对橡胶沥青的应用作出全面的评价，不仅要看它的技术可行性，还要看它的使用经济性，并与其他沥青使用价格相比较。根据最近的材料价格：SBS20000元/吨，40目的废旧橡胶粉4000元/吨（40目以下价格更低），基质沥青5000元/吨。计算常用配比：SBS添加5%、胶粉添加20%时，一吨SBS改性沥青与橡胶沥青的价格.1吨5%的SBS改性沥青与20%的橡胶沥青的价格参考价格： SBS改性沥青6000元/吨，橡胶粉改性沥青5800元/吨。
橡胶沥青路面具有降噪、除冰等优良的路用性能，以及能够回收利用大量的废旧轮胎，减少环境污染，受到了社会的广泛关注。但是目前橡胶沥青路面还没有成熟的规范供设计施工。按照胶浆理论，橡胶沥青胶浆的性能是橡胶沥青路面路用性能发挥的决定要素之一。粉胶比（矿粉掺量与胶粉掺量的比值）及橡胶粉的掺量是影响橡胶沥青胶浆性能的两个重要因素。本文在三种不同的橡胶粉掺量下，选用不同的粉胶比，对橡胶沥青胶浆的高、低温性能进行了详细的试验研究；分析了粉胶比以及橡胶粉掺量对橡胶沥青胶浆高、低温性能的影响程度，提出了建议的粉胶比及胶粉掺量值。
橡胶沥青胶浆的组成材料主要有基质沥青、橡胶粉以及矿粉。对各组成材料按照国家规定的相关试验规程，进行试验测试，测试结果如表1、2、3所示，
分析表1、2、3得出，本研究中所采用的组成橡胶沥青胶浆的各原材料均满足沥青路面相应的规范要求。
将基质沥青加热至180℃后，向其中分批次逐渐加入准备好的橡胶粉，在高速沥青剪切仪中剪切1小时，制备成橡胶沥青。制备好的橡胶沥青为了使其具有较优的性能，在180℃温度条件下，采用静置的方法发育4小时，然后再用来制备橡胶沥青胶浆。将矿粉在105±5℃的烘箱中加热4小时左右，使其充分干燥。将制备好的橡胶沥青加热至175℃左右，分批次逐渐加入已烘干的矿粉，并不断地搅拌，使其混合均匀，便制得了所需的沥青胶浆。
在车辆荷载的冲击作用下，沥青粘度通常比静载时小，为了能够真实模拟实际路面受力状况，本研究采用美国SHRP中评价沥青结合料高温稳定性的动态剪切流变仪（DSR）来研究橡胶沥青胶浆的高温性质。DSR是通过测定沥青结合料的复数剪切模量（G*）和相位角（δ）来表征其粘性和弹性性质。DSR试验仪能够记录相应的应力（τ）和应变（σ），按照式（1）~（4）
计算得复数剪切模量（G*）和相位角（δ）。车辙因子G*/sinδ，表征沥青结合料抵抗永久变形的能力，其值越大，表示沥青结合料抵抗永久变形的能力越强。本研究中为了反映在最不利的夏季高温环境下橡胶沥青路面的功能性要求，采用70℃时的车辙因子G*/sinδ来表征橡胶沥青胶浆的高温性能。
本研究中选用40目橡胶粉进行试验。橡胶粉的掺量选取18%、20%、22%三种。已有工程经验认为粉胶比一般在0.6~1.2之间为宜，为了全面深入的研究粉胶比对橡胶沥青胶浆高温性能，本研究中选取0.8~1.5的粉胶比。利用DSR试验仪测得的车辙因子G*/sinδ如表4及图1所示，
分析表2及图1得出：（1）随着橡胶粉掺量的增加，胶浆的车辙因子（G*/sinδ）逐渐增大。这主要是由于胶粉在沥青中的吸附溶胀作用，减少了沥青中的轻质组分，增大了胶粉周围的凝胶膜，提高了胶浆的高温性能。（2）粉胶比在1.0~1.2之间时，胶浆的车辙因子（G*/sinδ）出现突变。主要是由于粉胶比在1.0~1.2之间时矿粉颗粒之间形成了相互连接的骨架形式，胶浆车辙因子（G*/sinδ）出现突然增大趋势。但是粉胶比大于1.2之后，由于矿粉含量过剩，其中便出现不均匀的矿粉团，损坏了胶浆的粘结性，故其高温性能的增加缓慢。所以橡胶沥青胶浆中粉胶比宜在1.0~1.2之间选取。（3）胶粉掺量为22%时，胶浆车辙因子（G*/sinδ）的提高效果较两种掺量更加明显，故在以后施工过程中宜选用22%作为最佳的橡胶粉掺量。
本研究中利用美国SHRP研究中的弯曲梁流变实验（BBR）通过测定橡胶沥青胶浆的劲度模量和蠕变速率来评价橡胶沥青胶浆的低温性能。蠕变劲度能够很好地反映在低温条件下实际路面结构中沥青结合料的受拉变形特性，本研究中利用蠕变劲度评价橡胶沥青胶浆的低温抗裂性能。
同上述高温性能的研究，在此还是选取18%、20%、22%三种不同橡胶粉掺量，粉胶比亦在0.8~1.5之间选取。利用DDR试验测得的劲度模量（s）和蠕变速率（m）值如表5及图2、3所示，
分析表5及图2、3得出：（1）随着粉胶比的增大橡胶沥青胶浆的劲度模量呈增大趋势，相应其蠕变速率逐渐减小，损坏了橡胶沥青胶浆的低温性能。主要是由于随着粉胶比的增大，胶浆中矿粉含量增多，由于矿粉具有较大的比表面积，沥青体积起增强作用，加之其物化反映，使胶浆变得更加粘稠，降低了低温性能。（2）当粉胶比在1.0~1.2之间时，橡胶沥青胶浆的劲度模量和蠕变速率随粉胶比的变化曲线时，矿粉的作用逐渐过渡到主导地位，粉胶比过了1.2之后，矿粉与沥青形成一种固液平衡的状态，m值的减小速率变小。因此在施工过程中粉胶比宜控制在1.0~1.2之间。（3）结合橡胶沥青胶浆的高温性能分析，随着胶粉掺量的增加，胶浆的高温和低温性能均有所提高，故宜选取22%作为实际施工时的橡胶粉掺量值。
本文在18%、20%、22%三种不同的橡胶粉掺量下，选取0.8~1.5之间的粉胶比，通过动态剪切流变试验（DSR）以及弯曲梁流变实验（BBR）分别对橡胶沥青胶浆的高温和低温性能做了详细的试验研究，得出：
（2）粉胶比在1.0~1.2之间时，胶浆的高温、低温性能随粉胶比的变化曲线）综合橡胶沥青胶浆的高温、低温性能试验结果，粉胶比宜在1.0~1.2之间选取；
（4）随着胶粉含量的增加，橡胶沥青胶浆的高低温性能均有所提高，但是22%掺量较两种掺量，胶浆高温性能的提高更加明显，同时考虑到经济效益，橡胶粉掺量宜为22%。
[ 1] 美国沥青协会编译.高性能沥青路面基础参考手册[M].北京：人民交通出版社，2005
[ 3] 曹卫东，吕伟民.废旧轮胎橡胶混合法改性沥青混合料的研究[J].建筑材料学报，2007,10（1）：110-114
伴随着社会经济的迅猛发展和时展步伐不断前进，我国城市交通量与日增。
