西銅高速公路橡膠路面設計

李 克，趙勝林，王 鵬

（陜西省公路勘察設計院，陜西 西安 710068）

1 工程概況

新建的西安至銅川高速公路全線采用高速公路標準，其中起點為涇陽立交段為雙向八車道高速公路；涇陽立交—銅川為雙向六車道高速公路。項目于2009年開工建設，在西銅高速公路建設期間，按照交通運輸部、陜西省交通運輸廳關于建設綠色低碳交通的要求，以及本項目試驗段鋪設橡膠瀝青路面的使用效果及項目進展情況，經過專題研究、比選論證后將西銅高速公路上面層采用橡膠瀝青路面，已于2011年底建成通車，目前運營情況良好。

2 橡膠瀝青路面與SBS瀝青路面的對比分析

西安至銅川高速公路施工圖設計原路面為總厚度22cm的瀝青混凝土層結構，上面層為4cm細粒式瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13。瀝青瑪蹄脂碎石具有較好的高溫穩定性、良好的耐久性和表面特征及低溫抗裂性。但其對粗、細集料質量及加工工藝要求高，施工監控較復雜、造價高，而且其后期養護成本也高。在項目建設期間，按照省廳節約辦交通、低碳綠色辦交通的理念，對橡膠瀝青作為上面層進行了比選、論證。

橡膠瀝青是將廢舊的汽車輪胎回收，加工成橡膠粉，再將橡膠粉和某些添加劑均勻的摻加到基質瀝青里，并在一定的溫度條件下（180℃以上）與瀝青充分的熔脹反應得到的改性瀝青膠結材料。由于橡膠粉的加入，極大的改善了瀝青的性能，因此橡膠瀝青路面具有較強的高溫穩定性、優異的低溫性能、突出的抗老化、抗裂性能和抗變形能力。

在本項目中，4cmSMA-13每平方米預算為65.89元，而4cm橡膠瀝青路面每平方米預算為57.43元，降低工程造價12.8%。橡膠瀝青路面技術經濟優勢明顯。

2008年，交通部公路科學研究院主編了“橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南”，并由人民交通出版社出版，是橡膠瀝青在我國發展的里程碑，也為橡膠瀝青路面的推廣打下了堅實的基礎。

3 橡膠瀝青的設計與施工

建設項目處于陜西涇渭河河谷、黃土臺塬兩大地貌單元區。多年平均氣溫13.3℃，一月平均氣溫-1.5℃，七月平均氣溫30.6℃，氣候分區為1-3-2。結合項目的建設情況，最終路面結構為：4cm細粒式橡膠瀝青混凝土上面層，6cm AC-20中面層，12cm ATB-30）下面層。

橡膠瀝青的基質瀝青采用A級90號道路石油瀝青，外摻瀝青用量20%的40目（0.425mm）斜交胎橡膠粉。

橡膠瀝青混凝土集料技術要求：粗集料應潔凈、干燥、表面粗糙；細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并具有適當的顆粒級配，其質量應符合瀝青路面施工技術規范的有關要求。

根據有關資料，擬定了混合料礦料級配作為設計級配，進行了施工礦料組成試驗：a）確定拌合樓熱料倉篩孔尺寸分別為3mm、6mm、11mm、18mm；b）根據橡膠瀝青混合料AR-GM-13目標配合比各檔料比例進行上料，現場取樣，對各熱料倉礦料進行篩分、密度試驗，根據篩分結果確定各熱料倉材料比例。

馬歇爾試驗：按確定的各熱料倉比例計算材料用量，試配油石比6.5%、6.8%、7.1%三組，摻加0.3%的高模量抗車轍劑氯化聚合物，并按照規范每組制備五個馬歇爾試件，根據試驗結果選定最佳油石比，具體試驗結果見表1、圖1。

表1 混合料馬歇爾試驗結果匯總

圖1 馬歇爾試驗結果圖

根據馬歇爾試驗結果，確定最佳油石比為6.8%。

最佳油石比試驗：最佳油石比為6.8%時，試驗結果見表2。

表2 最佳油石比為6.8%時試驗結果

混合料水損害性能檢驗：按最佳油石比進行48h浸水馬歇爾試驗與凍融劈裂性能檢驗，其各項性能結果詳見表3。

表3 最佳油石比為6.8%時混合料水損害性能檢測結果

高溫穩定性能檢驗：按最佳油石比6.8%進行車轍試驗，試驗數據見表4。

表4 最佳油石比為6.8%時車轍試驗數據表

滲水試驗：按最佳油石比6.8%進行車轍板滲水試驗，試驗數據見表5。

表5 最佳油石比為6.8%時滲水試驗數據表

低溫彎曲試驗：按最佳油石比6.8%進行低溫彎曲試驗，試驗數據見表6。

表6 最佳油石比為6.8%時低溫彎曲試驗數據表

根據以上試驗結果，最終選定最佳油石比為6.8%。

通過生產配合比的驗證，最終確定礦料摻配比例為：4#倉∶3#倉∶2#倉∶1#倉∶礦粉∶石灰=36%∶35%∶6.5%∶15%∶6%∶1.5%，最佳油石比為礦料的6.8%，抗車轍劑氯化聚合物為混合料的0.3%。

按照施工現場確定的工程級配，拌和橡膠瀝青混合料上面層并進行試攤、碾壓，確定了有關拌和、運輸、攤鋪、碾壓、養護等技術要求，并于2011年8月全面展開施工，2011年底建成通車。目前運營情況良好。

4 結語

橡膠瀝青作為路用材料，對基質瀝青的使用性能有很大的提升，且優于目前常用的改性劑SBS、SBR、EVA等制成的改性瀝青。

中國現在每年產生2億個廢輪胎，這給環境帶來了巨大的危害，如何處理這些廢輪胎成了棘手的問題。橡膠瀝青研究開發和生產推廣，可以大量消化廢輪胎，有效的保護了環境和節約了能源，符合創造節約型社會和環保型社會的精神，具有極大的推廣價值。

[1]交通部公路科學研究院.橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2]孫祖望，等.橡膠瀝青技術應用指南[M].北京：人民交通出版社，2009.