表面層用斷級配橡膠瀝青混合料與SMA混合料比較研究

湯靜弟

（上海市青浦區(qū)公路管理所，上海市 201700）

0 引言

SMA混合料為一種間斷級配混合料，粗集料含量多、礦粉用量多、瀝青用量大，由粗集料石—石接觸形成骨架結(jié)構(gòu)，瀝青、礦粉、纖維組成的瑪蹄脂填充其空隙。大量實(shí)踐表明該路面以其良好的高溫抗車轍、低溫抗裂、耐久性、水穩(wěn)定性、抗滑、低噪音等性能在世界各國得到較廣泛的推廣，是我國高等級路面的主要形式。目前，我國SMA瀝青混合料基本上均采用SBS改性瀝青，由于SBS屬石油制品，因此，其生產(chǎn)將消耗大量石油資源。

此外，伴隨著我國交通事業(yè)的快速迅猛發(fā)展，廢舊輪胎產(chǎn)生量日趨增大，處置壓力增大，將廢舊輪胎破碎分選制成膠粉后用于道路工程，利用廢舊輪胎來改善瀝青路面性能，已成為國際上慣用的廢舊輪胎利用與延長道路結(jié)構(gòu)使用壽命的一個(gè)新的有效手段。因此，在道路工程消耗大量的SBS聚合物，工程造價(jià)持續(xù)攀升的同時(shí)，研究應(yīng)用橡膠瀝青瀝青路面技術(shù)，對節(jié)約社會資源和環(huán)境保護(hù)方面都有巨大的社會意義[1,2]。

1 斷級配橡膠瀝青混合料技術(shù)

橡膠瀝青混合料是指采用濕拌法生產(chǎn)的橡膠粉改性瀝青（通常簡稱為“橡膠瀝青”）作為結(jié)合料與礦料加熱拌和，而得到的一種瀝青混合料。由于橡膠瀝青的粘度較大且存在略帶微膨脹性的橡膠顆粒，在礦料表面形成較厚的油膜，因此，橡膠瀝青混合料通常采取間斷級配、開級配形式，而不用于密級配瀝青混合料。本研究針對上海地區(qū)面層較常采用公稱粒徑為13.2 mm的混合料情況，采取了《橡膠瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》[1]濕拌法橡膠瀝青混合料斷級配并作了微調(diào)，見表1，混合料設(shè)計(jì)技術(shù)要求見表2，混合料性能驗(yàn)證要求見表3。作為比較同時(shí)列舉了改性瀝青SMA-13的相關(guān)要求。

2 斷級配橡膠瀝青混合料設(shè)計(jì)

采用上海地區(qū)常用的輝綠巖集料、石灰?guī)r礦粉、70號A級瀝青、大車子午鋼絲胎膠粉（20～60目），進(jìn)行了斷級配橡膠瀝青混合料ARAC-13設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)流程與SMA混合料設(shè)計(jì)基本一致包括：原材料試驗(yàn)（不同之處包括橡膠瀝青配比設(shè)計(jì)）、級配選擇、確定設(shè)計(jì)級配、最佳瀝青用量確定、、最佳瀝青用量條件下混合料性能檢驗(yàn)等。經(jīng)嚴(yán)格試驗(yàn)確定橡膠瀝青膠粉摻量為18%（內(nèi)比），橡膠瀝青性能指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表4。礦料級配見表5，油石比為7.0%。不同橡膠瀝青混合料體積指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表6。

3 與SMA混合料性能比較試驗(yàn)

根據(jù)表3性能驗(yàn)證要求，對前文所設(shè)計(jì)的ARAC-13混合料，進(jìn)行了全面試驗(yàn)，結(jié)果見表7。作為比較，同時(shí)列舉了同類礦料、SBS改性瀝青（I-D，油石比為6.3%）、上海地區(qū)常用木質(zhì)素纖維等材料，生產(chǎn)的改性瀝青SMA-13混合料性能[2]。

表1 混合料級配范圍

表2 混合料設(shè)計(jì)技術(shù)要求

表3 混合料性能驗(yàn)證要求

表4 橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)

表5 ARAC-13礦料級配

表6 不同橡膠瀝青混合料體積指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

由表7可知，本研究所設(shè)計(jì)的ARAC-13混合料各項(xiàng)性能均滿足要求，高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、抗飛散性均略優(yōu)于SMA-13混合料。

4 經(jīng)濟(jì)性比較與分析

由于ARAC-13與改性瀝青SMA-13施工碾壓工藝相當(dāng)，施工碾壓費(fèi)用相當(dāng)，因此，本研究不作比較僅對生產(chǎn)用原材料、生產(chǎn)成本進(jìn)行比較，評估分析斷級配橡膠瀝青路面的應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，兩種混合料配合比見表8。

根據(jù)市場調(diào)查與初步測算分析，本次測算用原材料價(jià)格為：橡膠瀝青單價(jià)為4 806元/t；輝綠巖價(jià)格按100元/t計(jì)；礦粉按200元/t計(jì)；水泥按450元/t計(jì)；木質(zhì)素纖維單價(jià)為6 000元/t；改性瀝青單價(jià)為5 100元/t。橡膠瀝青混合料生產(chǎn)加工費(fèi)按120元/t計(jì)，改性瀝青SMA-13生產(chǎn)加工費(fèi)按90元/t計(jì)。則在不考慮管理費(fèi)、利潤、稅金的情況下，ARAC-13混合料成本價(jià)為540.8元/t，改性瀝青SMA-13混合料的成本價(jià)為517.1元/t。對兩種混合料所鋪筑的4cm表面層單位面積混合料成本分析結(jié)果見表9，可見，ARAC-13橡膠瀝青路面較改性瀝青SMA-13略有增加，增幅為3.8%。

表7 混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

表9 瀝青路面單位面積成本計(jì)算

5 結(jié)論

（1）橡膠瀝青混合料高溫穩(wěn)定、水穩(wěn)定、低溫抗裂、抗飛散等性能均優(yōu)于改性瀝青SMA混合料，具有明顯的技術(shù)性能優(yōu)勢。

（2）橡膠瀝青路面較改性瀝青SMA-13路面成本略有增加，增幅不超過3.8%。

（3）在高等級道路工程中，采用橡膠瀝青混合料替代SMA，可間接處治利用廢舊輪胎、節(jié)省SBS材料，對節(jié)約社會資源和環(huán)境保護(hù)方面有著巨大的社會意義。

表8 造價(jià)測算分析用混合料配比