HPRA 高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青在綠色公路建設(shè)中的應(yīng)用

廣東省深圳高速工程檢測有限公司/胡歡龍

HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青與傳統(tǒng)的鋪裝瀝青相比較，是一種依托新技術(shù)，設(shè)計(jì)新設(shè)備，然后使用新工藝加上新材料而制成的新技術(shù)，能夠有效解決傳統(tǒng)高速公路存在的路面質(zhì)量通病。除此之外，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青還能夠踐行綠色公路的設(shè)計(jì)需求，不斷推進(jìn)廢舊材料的重復(fù)再利用，提高環(huán)境保護(hù)，節(jié)約資源，推動高速公路的可持續(xù)發(fā)展。

一、HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的特點(diǎn)

區(qū)別于傳統(tǒng)鋪裝瀝青，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青在材料、技術(shù)、工藝上都有著明顯的區(qū)別。HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青主要將專利產(chǎn)品摻合料、SBS改性劑、橡膠粉按照新工藝注入基質(zhì)瀝青中，然后所形成的一種全新的膠結(jié)材料。而技術(shù)則從傳統(tǒng)的利用熱能、機(jī)械能“溶脹改性”的基礎(chǔ)技術(shù)出發(fā)，按照橡膠改性瀝青技術(shù)理論，消除了膠粉僅僅表面脫硫塑化的限定，使用以化學(xué)改性為核心的新型技術(shù)，也被稱為三重復(fù)合工藝，即瀝青與多種助劑、多種橡膠成分復(fù)合，機(jī)械能與熱能、化學(xué)能復(fù)合，以及化學(xué)制法和物理制法有機(jī)融合的三重復(fù)合工藝。所制成的HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青，具有高性能、高穩(wěn)定性、橡膠高摻量等一系列特性的新型橡膠瀝青。而在關(guān)鍵性能指標(biāo)方面也較為優(yōu)秀，與目前路用性能和性價(jià)比較高的SBS改性瀝青，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的48小時(shí)軟化點(diǎn)離析差不超過5℃，180℃時(shí)的粘度可維持在1.5到3.0Pa·s，恒態(tài)軟化點(diǎn)超過65℃，極大地拓寬了HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的性價(jià)比和路用性能。

二、綠色公路的建設(shè)意義

交通運(yùn)輸部于2016年7月印發(fā)了《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》，首次提出了綠色公路這一概念，并將提升服務(wù)、節(jié)能高效、生態(tài)環(huán)保、節(jié)約資源等措施錯(cuò)位綠色公路的設(shè)計(jì)理念。目前各個(gè)省市地區(qū)都在結(jié)合自身發(fā)展情況，不斷發(fā)展推行綠色公里的建設(shè)工作。

傳統(tǒng)的高度公路的建設(shè)一般都會優(yōu)先考量公路施工的難度以及交通通勤的便利性，很少將生態(tài)環(huán)境納入前期的規(guī)劃中，及時(shí)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了環(huán)境污染等情況，往往都是采用應(yīng)急治理。而根據(jù)綠色公路的設(shè)計(jì)理念，在綠色公路建設(shè)過程中就要不斷融入綠色低碳發(fā)展理念，建設(shè)公路基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)減少或避免周邊環(huán)境出現(xiàn)不可挽回的破壞和損失，不以破壞生態(tài)環(huán)境作為提高交通運(yùn)輸?shù)谋憷院桶l(fā)展性的代價(jià)，在提高運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也要最大程度上保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效益性?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展原則在綠色公路道路規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期就需要全面分析地質(zhì)問題以及周邊環(huán)境因素，充分將高速公路與周圍周邊生態(tài)系統(tǒng)高度融合，不破壞原有的生態(tài)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，從綠色公路的設(shè)計(jì)規(guī)劃到施工使用，以及后面的護(hù)養(yǎng)運(yùn)行的全生命周期都需要不斷采用綠色施工技術(shù)，傳播綠色出行理念。除此之外，還需要結(jié)合地區(qū)的環(huán)境及地形信息，最大程度上減少環(huán)境污染、節(jié)約可利用資源。讓環(huán)境保護(hù)與公路建設(shè)有機(jī)結(jié)合，并采取多種有益措施共同提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，從而形成環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟(jì)效益三效高度統(tǒng)一。

因此，對比傳統(tǒng)的高速公路，綠色公路無論是從設(shè)計(jì)理念上，還是使用運(yùn)行上，都有著較為本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的高速公路會優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)效益，很多時(shí)候?yàn)榱诉_(dá)到減低成本或者是提高交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展便利，會以破壞周邊生態(tài)系統(tǒng)作為代價(jià)。而綠色公路則是有力地踐行了可持續(xù)發(fā)展理念，將地區(qū)的社會效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，尋求更適宜的方式。因此二者有著不同的評價(jià)體系，綠色公路評價(jià)體系可以從能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多方面多層次地全面評價(jià)，而傳統(tǒng)公路的評價(jià)體系則是從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)所做的較為單一的效果性評價(jià)。簡單來說，綠色公路就是在不降低交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展速度的同時(shí)，更注重公路的長久效益、從環(huán)境保護(hù)出發(fā)，減低能源的使用成本，提高材料的重復(fù)使用率，從而也優(yōu)化完善了公路評價(jià)體系。

三、綠色公路設(shè)計(jì)原則

（一）減低公路建設(shè)對原有環(huán)境的損害程度

一般來說公路的施工環(huán)節(jié)較多，澆筑混凝土、綁扎鋼筋、開挖回填一系列的施工過程都會對周邊環(huán)境造成可大可小的破壞，甚至改變原有的生態(tài)系統(tǒng)或者對歷史遺址造成不可修復(fù)的損傷。因此綠色公路的設(shè)計(jì)階段就需要對周邊環(huán)境進(jìn)行較為細(xì)致全面的考察，避開動植物的生態(tài)保護(hù)區(qū)，遠(yuǎn)離歷史遺址，從而避免對原有環(huán)境的破壞。

（二）在公路的全生命周期觀察綠色公路理念

在設(shè)計(jì)建設(shè)綠色公路時(shí)，不但要從前期的設(shè)計(jì)階段結(jié)合綠色公路理念，還要將綠色公路的理念深入落實(shí)到公路施工、使用、運(yùn)行、養(yǎng)護(hù)等全生命周期，不斷提高對綠色公路的監(jiān)督工作和管理力度，從而減少綠色工作在運(yùn)行過程中出現(xiàn)影響周圍環(huán)境的因素。

（三）提高資源重復(fù)利用效益，降低建設(shè)成本

在綠色公路的設(shè)計(jì)階段，就要充分了解當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，可就近選材，選擇當(dāng)?shù)刭Y源作為施工材料，不但能夠減低運(yùn)輸成本，縮短施工建設(shè)時(shí)間，還能夠在一定程度上推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，從而呈現(xiàn)雙贏的局面。除此之外，一些建筑剩余材料如砂石、木材、鋼筋等可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行重復(fù)再利用，不但能夠大力降低建設(shè)成本，減低資源的消耗，還進(jìn)一步減少建筑垃圾對周邊環(huán)境的影響和破壞。

四、綠色公路的設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)則

傳統(tǒng)的公路建設(shè)主要是對建設(shè)進(jìn)度和建設(shè)質(zhì)量的把控，以及對公路安全性的考量；很少在環(huán)境破壞和資源浪費(fèi)上做太多的工作。而綠色公路則是在傳統(tǒng)公路建設(shè)的基礎(chǔ)上，不斷優(yōu)化原有的施工工藝，充分體現(xiàn)出新穎、綠色的特點(diǎn)，在建設(shè)過程中充分結(jié)合公路的周邊資源，提高建設(shè)效益的同時(shí)不斷減少建設(shè)成本。因此，綠色公路無論是從設(shè)計(jì)方面還是從施工方面都需要提高對周邊環(huán)境的資源利用率、降低資源的使用量，從而最大程度上提高資源的利用效率。除此之外，還需要對施工現(xiàn)場實(shí)施科學(xué)有效的管理，避免施工過程對周邊環(huán)境的破壞。

在綠色公路的施工過程中，需要制定較為科學(xué)合理的管控措施，減少噪聲的干擾，提高施工現(xiàn)場的空氣質(zhì)量，并嚴(yán)格約束相關(guān)的人員組織。同時(shí)要在初期的設(shè)計(jì)階段將建設(shè)資源進(jìn)行有效分配，從而提高施工現(xiàn)場的資源配置工作。在控制開挖量的操作中，充分使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，采用綠色理念，減少路塹擋土墻，提高現(xiàn)場資源的利用率。

五、HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的優(yōu)勢

（一）能夠減低建設(shè)成本，提高建設(shè)效率

對比傳統(tǒng)的橡膠改性瀝青，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青具有超過25%的膠粉摻合量，因此能夠大幅度降低基質(zhì)瀝青的使用量。而與抗車轍性能較好的添加加抗車轍劑AC瀝青混凝土和SBS改性SMA瀝青馬蹄脂混凝土路面相比，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青在綜合單價(jià)上，平均一平方米可減低大約10%的成本，同時(shí)隨著國際上瀝青價(jià)格不斷上升的趨勢，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青減低成本的效果越發(fā)明顯。

（二）具有非常明顯的綠色環(huán)保效益

根據(jù)目前的HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青設(shè)計(jì)施工來看，每鋪筑1公里的公路，就比傳統(tǒng)的公路施工節(jié)省約25噸的瀝青使用量。而從HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的工廠化生產(chǎn)成本來看，平均每生產(chǎn)1噸的橡膠粉耗費(fèi)大約100條廢舊輪胎，鋪設(shè)1公里公路僅使用10噸左右的橡膠粉。如此算來，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青有著非常明顯的環(huán)保效果。除此之外，在HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青的工廠化生產(chǎn)過程中，大多使用四重尾氣處理系統(tǒng)，提高廢氣的處理力度，減少廢氣的排放量，從而實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)的目的。

（三）具有良好的高溫穩(wěn)定性

由于在公路建設(shè)過程中需要時(shí)刻保持著瀝青較高的流動性，因此瀝青一般都是高溫保存。普通的改性瀝青存儲時(shí)間超過1天就會出現(xiàn)形狀分層的現(xiàn)象，甚至成分離析無法使用，這對公路的建設(shè)造成了很大的影響。而HPRA 高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青具有非常顯著的高溫穩(wěn)定性，存儲時(shí)間長達(dá)7天，不會發(fā)生性狀分層的情況，更不會出現(xiàn)成分離析現(xiàn)象，性能非常的穩(wěn)定，更適合遠(yuǎn)距離施工作業(yè)。

（四）進(jìn)一步提升公路的使用性能

HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青經(jīng)過深度脫硫能夠大幅度提高瀝青黏結(jié)力，能夠較大程度上彌補(bǔ)AC-13瀝青的耐久性能差、路面抗滑性能不足的缺點(diǎn)。同時(shí)，與傳統(tǒng)的改性瀝青混合料相比，HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青因其特殊的膠結(jié)材料組成，所以還具有非常優(yōu)秀的抗開裂、抗老化、抗車轍等多種路用性能 。

六、結(jié)語

綜上所述，隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們更加關(guān)注交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，也更加注重自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，因此，綠色公路理念是公路運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。HPRA高黏高彈膠粉復(fù)合改性瀝青作為當(dāng)前較為先進(jìn)的新技術(shù)、新材料、新工藝也在綠色公路的建設(shè)和應(yīng)用中兼具著較大的比重，同時(shí)也要不斷完善相應(yīng)的建設(shè)、養(yǎng)護(hù)公路制度，從而科學(xué)有效地利用先進(jìn)技術(shù)，共同踐行可持續(xù)發(fā)展的綠色公路理念。