橡膠瀝青混合料長期性能對(duì)比研究

張玉斌，王春紅，鮑世輝

（1.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，合肥 230088；2.公路交通節(jié)能與環(huán)保技術(shù)及裝備交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心，合肥 230088）

我國高速公路經(jīng)過30 a 的發(fā)展，截至2018年底，通車?yán)锍踢_(dá)到13.79×104km。近年來，橡膠瀝青得到了廣大道路工作者的足夠重視，并積極開展了廢胎膠粉在瀝青混合料中應(yīng)用技術(shù)研究。經(jīng)過不斷的探索研究，認(rèn)為橡膠瀝青在環(huán)境保護(hù)方面獨(dú)樹一幟，而且具有高黏、高彈、溫度敏感性低的特性；橡膠瀝青與一定級(jí)配的礦料組成混合料具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性以及抗滑降噪能力，在國內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。

本項(xiàng)目根據(jù)運(yùn)營7 a 橡膠瀝青混合料的工程項(xiàng)目路面技術(shù)狀況指數(shù)等參數(shù)，開展橡膠瀝青混合料應(yīng)用的后評(píng)價(jià)分析，客觀的評(píng)價(jià)橡膠瀝青混合料綜合路用性能，以期給相關(guān)技術(shù)人員在實(shí)踐工作中進(jìn)行參考。

1 項(xiàng)目簡介

安徽省應(yīng)用橡膠瀝青作為表面層的項(xiàng)目很多，有城市出入口道路、國省干線公路以及高速公路。為了對(duì)比研究，選擇2012年建成通車的兩條高速公路，兩項(xiàng)目的氣候狀況相當(dāng)。

甲高速公路為是安徽省公路主骨架的重要組成部分，承東啟西，連南接北、是“長三角”地區(qū)通往華中、華南等地的重要通道，也是安徽省江浙等地的必經(jīng)之路，在全國、安徽省路網(wǎng)中都占有重要地位。本項(xiàng)目全長約13.5 km，雙向四車道，交通量為26 865 pcu/d（上行線13 237 pcu/d，下行線13 628 pcu/d），貨車比例23.2%。路面結(jié)構(gòu)為4 cm 橡膠瀝青砼AR AC-13+6 cm 改性瀝青砼AC-20（SBS）+6 ～10 cm 普通瀝青砼AC-25+25 cm 原水泥面板碎石化+18 cm 二灰穩(wěn)定碎石+20 cm 石灰土。

乙高速公路是安徽省高速公路的重要組成部分，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)促進(jìn)中部地區(qū)崛起、實(shí)施安徽省東向發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化、逐步完善安徽省高速公路網(wǎng)絡(luò)體系、充分發(fā)揮高速公路網(wǎng)具有重要意義。本項(xiàng)目全長約15 km，雙向四車道。交通量為24 135 pcu/d（上行線11 933 pcu/d，下行線12 202 pcu/d），貨車比例17.3%。路面結(jié)構(gòu)為4 cm 改性瀝青砼AC-13C（SBS）+6 cm 改性瀝青砼AC-20C（SBS）+8 cm普通瀝青砼AC-25C+38 cm 水泥穩(wěn)定碎石20 cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石。

從對(duì)比的兩個(gè)項(xiàng)目來看，瀝青層總厚度基本相當(dāng)，均為兩層改性；甲項(xiàng)目為舊水泥混凝土碎石化直接加鋪，表面層用橡膠瀝青，乙項(xiàng)目為新建路面結(jié)構(gòu)，表面層為SBS 改性瀝青。

2 混合料性能

為方便比較，分別調(diào)取了兩項(xiàng)目施工期間的瀝青混合料相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。橡膠瀝青采用30 ～60 目子午貨車輪胎膠粉與普通70 號(hào)瀝青進(jìn)行現(xiàn)場改性，膠粉的摻量為20%，SBS 改性瀝青采用的是成品改性瀝青，SBS 改性劑摻量約3%，技術(shù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。上面層瀝青混合料采用的級(jí)配如表2所示。

通過試驗(yàn)油石比分別為：橡膠瀝青改性瀝青混合料為6.8%，SBS 改性瀝青混合料為5.1%，兩種瀝青混合料性能如表3所示。

表1 橡膠瀝青、SBS 改性瀝青主要技術(shù)指標(biāo)表

表2 上面層瀝青混合料礦料級(jí)配組成

表3 AC13 瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)

兩個(gè)項(xiàng)目上面層滲水試驗(yàn)均不滲水，瀝青混合料其余各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求[1,2]。

3 路況檢測指標(biāo)對(duì)比

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，使用橡膠瀝青表面層的高速公路自通車運(yùn)營以來，其路面病害相對(duì)較少，僅局部有些許車轍，基本無裂縫。而使用SBS 改性瀝青的高速公路自通車運(yùn)營以來，出現(xiàn)不少裂縫、坑槽等損壞。根據(jù)兩條高速公路通車3 a、5 a、7 a行車道的檢測數(shù)據(jù)可知，路面狀況一直保持較好狀態(tài)。檢測數(shù)據(jù)見表4所示。

表4 通車后高速公路行車道路面技術(shù)狀況指標(biāo)

從對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，使用橡膠瀝青的高速公路路面損壞狀況指數(shù)較SBS 改性瀝青要好，SBS 改性瀝青在5 a 后變化相對(duì)較大。在路面抗車轍方面，SBS 改性瀝青混合料表現(xiàn)得略好[3-6]。

通過調(diào)閱各個(gè)項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)資料，發(fā)現(xiàn)使用橡膠瀝青的路段僅在第5 a 使用微表處處理行車道的車轍，處理長度為單幅行車道1.654 km，換算成平均每千米處治量，約為0.12 km。

而使用SBS 改性瀝青的路段，先后在第4 a 對(duì)行車道實(shí)施了7.5 km 精細(xì)抗滑表層，以解決路面在滲水、貧油、微細(xì)裂縫等方面的問題。并且在第6 a對(duì)行車道實(shí)施了2.4 km 銑刨重鋪養(yǎng)護(hù)措施。換算成平均每千米處治量，精細(xì)抗滑表層平均每千米約處治0.50 km，銑刨重鋪平均每千米約處治0.16 km。

從以上對(duì)比分析，不考慮精細(xì)抗滑表層等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，SBS 改性瀝青路段養(yǎng)護(hù)工程量也比較大，進(jìn)而可說明橡膠瀝青路面的使用性能衰變較慢，路面耐久性較好。橡膠瀝青路面的損壞程度較低，無論是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)還是中修養(yǎng)護(hù)，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)工作量均較小。

4 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析

以2019年原材料的市場單價(jià)分別計(jì)算上述兩個(gè)項(xiàng)目4 cm 上面層的建設(shè)成本與養(yǎng)護(hù)材料成本，計(jì)算結(jié)果見表5所示。從經(jīng)濟(jì)效益來看，初期投資橡膠瀝青相對(duì)較大，而從長期壽命來看，橡膠瀝青較為經(jīng)濟(jì)。

表5 4 cm 上面層的建設(shè)成本與養(yǎng)護(hù)材料成本一覽表（元/m2）

從社會(huì)效益來看，應(yīng)用橡膠瀝青，具有較明顯的社會(huì)效益。首先能夠在提高路面性能的同時(shí)，解決廢輪胎的環(huán)境污染問題，實(shí)現(xiàn)廢輪胎的循環(huán)利用；其次據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知，橡膠瀝青混凝土路面比SBS 改性瀝青混凝土路面降低3 ～8 dB，具有降噪功能。

5 結(jié)論

a）根據(jù)橡膠瀝青與SBS 改性瀝青在實(shí)體工程中的長期應(yīng)用情況后評(píng)價(jià)，橡膠瀝青路面具有良好的耐久性；

b）從室內(nèi)試驗(yàn)和實(shí)體工程來看，橡膠瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，但較SBS 改性瀝青混合料低；

c）通過長期經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析，應(yīng)用橡膠瀝青具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。