橡膠瀝青混合料長期性能對比研究

張玉斌，王春紅，鮑世輝

（1.安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，合肥 230088；2.公路交通節能與環保技術及裝備交通運輸行業研發中心，合肥 230088）

我國高速公路經過30 a 的發展，截至2018年底，通車里程達到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用技術研究。經過不斷的探索研究，認為橡膠瀝青在環境保護方面獨樹一幟，而且具有高黏、高彈、溫度敏感性低的特性；橡膠瀝青與一定級配的礦料組成混合料具有優良的高溫穩定性、低溫抗裂性以及抗滑降噪能力，在國內得到廣泛的應用。

本項目根據運營7 a 橡膠瀝青混合料的工程項目路面技術狀況指數等參數，開展橡膠瀝青混合料應用的后評價分析，客觀的評價橡膠瀝青混合料綜合路用性能，以期給相關技術人員在實踐工作中進行參考。

1 項目簡介

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

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之路，在全國、安徽省路網中都占有重要地位。本項目全長約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%。路面結構為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，項目建設對促進中部地區崛起、實施安徽省東向發展戰略、促進區域經濟一體化、逐步完善安徽省高速公路網絡體系、充分發揮高速公路網具有重要意義。本項目全長約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%。路面結構為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 水泥穩定碎石20 cm低劑量水泥穩定碎石。

從對比的兩個項目來看，瀝青層總厚度基本相當，均為兩層改性；甲項目為舊水泥混凝土碎石化直接加鋪，表面層用橡膠瀝青，乙項目為新建路面結構，表面層為SBS 改性瀝青。

2 混合料性能

為方便比較，分別調取了兩項目施工期間的瀝青混合料相關試驗數據。橡膠瀝青采用30 ～60 目子午貨車輪胎膠粉與普通70 號瀝青進行現場改性，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%，技術試驗數據如表1所示。上面層瀝青混合料采用的級配如表2所示。

通過試驗油石比分別為：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 改性瀝青主要技術指標表

表2 上面層瀝青混合料礦料級配組成

表3 AC13 瀝青混合料技術指標

兩個項目上面層滲水試驗均不滲水，瀝青混合料其余各項指標均能滿足規范要求[1,2]。

3 路況檢測指標對比

調研發現，使用橡膠瀝青表面層的高速公路自通車運營以來，其路面病害相對較少，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營以來，出現不少裂縫、坑槽等損壞。根據兩條高速公路通車3 a、5 a、7 a行車道的檢測數據可知，路面狀況一直保持較好狀態。檢測數據見表4所示。

表4 通車后高速公路行車道路面技術狀況指標

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

通過調閱各個項目養護資料，發現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 對行車道實施了7.5 km 精細抗滑表層，以解決路面在滲水、貧油、微細裂縫等方面的問題。并且在第6 a對行車道實施了2.4 km 銑刨重鋪養護措施。換算成平均每千米處治量，精細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。

從以上對比分析，不考慮精細抗滑表層等預防性養護措施，SBS 改性瀝青路段養護工程量也比較大，進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，無論是預防性養護還是中修養護，相應的養護工作量均較小。

4 經濟社會效益分析

以2019年原材料的市場單價分別計算上述兩個項目4 cm 上面層的建設成本與養護材料成本，計算結果見表5所示。從經濟效益來看，初期投資橡膠瀝青相對較大，而從長期壽命來看，橡膠瀝青較為經濟。

表5 4 cm 上面層的建設成本與養護材料成本一覽表（元/m2）

從社會效益來看，應用橡膠瀝青，具有較明顯的社會效益。首先能夠在提高路面性能的同時，解決廢輪胎的環境污染問題，實現廢輪胎的循環利用；其次據相關文獻可知，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 結論

a）根據橡膠瀝青與SBS 改性瀝青在實體工程中的長期應用情況后評價，橡膠瀝青路面具有良好的耐久性；

b）從室內試驗和實體工程來看，橡膠瀝青混合料在高溫穩定性能夠滿足現行規范要求，但較SBS 改性瀝青混合料低；

c）通過長期經濟社會效益分析，應用橡膠瀝青具有顯著的經濟和社會效益。