橡膠瀝青材料是使用橡膠瀝青設備加入廢舊輪胎等廢舊橡膠制品制作而成,其發展已經有很長的歷史了。
橡膠瀝青材料在19世紀30年代末期開始就用 作接縫填縫料、補丁和薄膜。在19世紀50年代初期,公路局的劉易斯和博恩進行了大規模的實驗室研究評估了“各種橡膠對石油瀝青的性質影響”。他們使用14種橡膠粉和三種石油瀝青,包括“一種加州的低密度、低硫、低瀝青質的瀝青”。 這些結果與公路局的雷克斯和帕克合作的“橡膠瀝青材料試驗室研究”一起發表在1954年10月的“公路”刊物上?;旌狭系难芯糠秶肆蚧暮臀戳蚧南鹉z材料,包括廢輪胎的胎面、丁苯橡膠(SBR)、天然橡膠、聚丁二烯和回收的(脫硫的)橡膠,既用了干法也用了濕法,用在瀝青混凝土材料中。對這個領域的興趣和相關工作不斷增長,專利申請的數量也在不斷增加。1960 年三月,瀝青協會在芝加哥舉辦了首屆橡膠瀝青研討會,該會議有五份論文參加討論。
亞利桑那州鳳凰城的查爾斯.麥克唐納在60年代和70年代在橡膠和瀝青材料上做了大量的工作,他開發了生產橡膠瀝青的“濕法”(也稱為麥克唐納法),他第一個將橡膠瀝青作為常用方法用于維修和養護的補坑塘和表處,橡膠瀝青碎 石封層作為該城主要道路的養護和保存方案有效地使用了將近20年,直到交通量過大才改為薄 層瀝青混凝土罩面。后來又開發了橡膠瀝青斷級 配混合料成功地替代了碎石封層。
在1975年加州運輸部開始進行橡膠瀝青碎石封層試驗,包括在實驗室里和在03-Yol-84-PM 16+、03-Sac-99- PM 20+的小試驗段,并取得好的效果。1978年加州的第一條干法的橡膠處理瀝青混凝土路面在邁耶福萊SR50公路上建成。它先在集料中添加1%的廢橡膠,再與瀝青進行拌和,性能評價為優良。加州第一條用早期“濕法” 的橡膠瀝青和密級配集料建設的路面于1980年在斯托貝城(SR 50)和湯尼薩米(I-80)建成,斯托貝城項目是對一條極差的路面進行的緊急維修, 路面維修采用了路面加筋網和60毫米的密級配瀝青混凝土以恢復結構承載力,其上為薄層(30mm)橡膠瀝青混合料磨耗層。最早的三個項目都位于在冬天使用輪胎防滑鏈的高海拔的“冰凍區”,橡膠瀝青混凝土路面據說有很好的耐鏈條磨耗性能和抗裂性能。
1983年瑞文多城建成的項目(02-Las-395)極大地改變了加州應用橡膠瀝青的進程,這個項目處 于典型的兩難局面,采用瀝青混凝土改造的成本 不能接受,所以就要考慮低成本的可選方案,其 中就包括了薄層橡膠瀝青路面,這個項目設計了一系列13個試驗段,包括有SAMI的濕法(密級配) 和干法(斷級配)混合料各兩種厚度(4段),無SAMI的濕法和干法混合料厚度46mm(2段),四個比較控制段落采用46~152mm密級配瀝青混 凝土,兩個段落采用雙層橡膠瀝青碎石封層表處,一個段落采用單層橡膠瀝青碎石封層表處。 試驗段一直在進行跟蹤監測,干法段落使用了19 年,直到2002年才罩面。到了1987年就清楚地表現出薄層橡膠瀝青路面性能比普通瀝青好,加州又建造了更多的橡膠瀝青項目,繼續研究比普通路面薄的橡膠瀝青路面性能。
1987年以后,加州每年建設一兩個橡膠瀝青項 目,有橡膠瀝青密級配,也有開級配混合料,用 作路面表層,厚度范圍從開級配最薄24mm到密 級配最厚76mm。一些項目用了路面加筋網,或 者調平層,有些橡膠瀝青混合料下面用了橡膠瀝 青應力吸收層(SAMI-R)。
1992年3月加州運輸部在這些研究和項目回顧的基礎上發布了“橡膠瀝青斷級配混合料設計指 南”,指南介紹了斷級配橡膠瀝青混合料相對于 瀝青混凝土在延緩結構裂縫和反射裂縫方面的等價關系,包括設置SAMI層和不設SAMI層的結 構。這些等價關系后來經過證實,收編在加州運 輸部柔性路面改建手冊中(2001年3月),橡膠瀝青斷級配混合料在取代瀝青混凝土時常采用瀝青混凝土厚度的一半。
到了1995年,加州運輸部建成的橡膠瀝青項目超過100個,這時候加州的市縣建成了超過400 個橡膠瀝青項目,也包括橡膠瀝青碎石封層。但 是問題也開始出現了,出現了一些早期損壞的情 況,加州運輸部的工程師作了一次橡膠瀝青混合 料性能回顧,包括了橡膠瀝青運輸部的項目、也 選取了加州一些市縣的地方項目、以及41個亞利 桑那州運輸部的項目。一些觀測到的問題明顯與 施工有關,很多承包人對于橡膠瀝青混合料一點 經驗都沒有。
加州運輸部與工業界回顧做出的結論認為,在設計和施工良好的情況下橡膠瀝青材料能夠表現出良好的性能,推薦加州運輸部繼續使用和研究橡膠瀝青,一個重要發現是橡膠瀝青路面與結構等價的普通路面相比,損壞發展緩慢,在一些出現早期損壞(特別是開裂)的項目服務壽命期 內需要的養護較少,因為后續的損壞發展緩慢。 據報道斯托貝城的橡膠瀝青路面在15年后仍然有三分之一還在作為表面使用。
到了2001年中期,加州運輸部建成的橡膠瀝青項目超過210個,遍布加州,各市縣也在繼續使 用橡膠瀝青混合料和表處,性能良好。但是在產品選擇、設計和施工等方面,一些老問題還是有些出現。
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