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—石接觸形成骨架結構，瀝青、礦粉、纖維組成的瑪蹄脂填充其空隙。大量實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，其生產將消耗大量石油資源。

此外，伴隨著我國交通事業的快速迅猛發展，廢舊輪胎產生量日趨增大，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構使用壽命的一個新的有效手段。因此，在道路工程消耗大量的SBS聚合物，工程造價持續攀升的同時，研究應用橡膠瀝青瀝青路面技術，對節約社會資源和環境保護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

橡膠瀝青混合料是指采用濕拌法生產的橡膠粉改性瀝青（通常簡稱為“橡膠瀝青”）作為結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計施工技術指南》[1]濕拌法橡膠瀝青混合料斷級配并作了微調，見表1，混合料設計技術要求見表2，混合料性能驗證要求見表3。作為比較同時列舉了改性瀝青SMA-13的相關要求。

2 斷級配橡膠瀝青混合料設計

采用上海地區常用的輝綠巖集料、石灰巖礦粉、70號A級瀝青、大車子午鋼絲胎膠粉（20～60目），進行了斷級配橡膠瀝青混合料ARAC-13設計，其設計流程與SMA混合料設計基本一致包括：原材料試驗（不同之處包括橡膠瀝青配比設計）、級配選擇、確定設計級配、最佳瀝青用量確定、、最佳瀝青用量條件下混合料性能檢驗等。經嚴格試驗確定橡膠瀝青膠粉摻量為18%（內比），橡膠瀝青性能指標試驗結果見表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試驗結果見表6。

3 與SMA混合料性能比較試驗

根據表3性能驗證要求，對前文所設計的ARAC-13混合料，進行了全面試驗，結果見表7。作為比較，同時列舉了同類礦料、SBS改性瀝青（I-D，油石比為6.3%）、上海地區常用木質素纖維等材料，生產的改性瀝青SMA-13混合料性能[2]。

表1 混合料級配范圍

表2 混合料設計技術要求

表3 混合料性能驗證要求

表4 橡膠瀝青技術指標試驗

表5 ARAC-13礦料級配

表6 不同橡膠瀝青混合料體積指標試驗結果

由表7可知，本研究所設計的ARAC-13混合料各項性能均滿足要求，高溫穩定性、水穩定性、低溫抗裂性能、抗飛散性均略優于SMA-13混合料。

4 經濟性比較與分析

由于ARAC-13與改性瀝青SMA-13施工碾壓工藝相當，施工碾壓費用相當，因此，本研究不作比較僅對生產用原材料、生產成本進行比較，評估分析斷級配橡膠瀝青路面的應用技術經濟性，兩種混合料配合比見表8。

根據市場調查與初步測算分析，本次測算用原材料價格為：橡膠瀝青單價為4 806元/t；輝綠巖價格按100元/t計；礦粉按200元/t計；水泥按450元/t計；木質素纖維單價為6 000元/t；改性瀝青單價為5 100元/t。橡膠瀝青混合料生產加工費按120元/t計，改性瀝青SMA-13生產加工費按90元/t計。則在不考慮管理費、利潤、稅金的情況下，ARAC-13混合料成本價為540.8元/t，改性瀝青SMA-13混合料的成本價為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 混合料性能試驗結果

表9 瀝青路面單位面積成本計算

5 結論

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

（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、節省SBS材料，對節約社會資源和環境保護方面有著巨大的社會意義。

表8 造價測算分析用混合料配比