橡胶沥青混合料长期性能对比研究

张玉斌，王春红，鲍世辉

（1.安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，合肥 230088；2.公路交通节能与环保技术及装备交通运输行业研发中心，合肥 230088）

我国高速公路经过30 a 的发展，截至2018年底，通车里程达到13.79×104km。近年来，橡胶沥青得到了广大道路工作者的足够重视，并积极开展了废胎胶粉在沥青混合料中应用技术研究。经过不断的探索研究，认为橡胶沥青在环境保护方面独树一帜，而且具有高黏、高弹、温度敏感性低的特性；橡胶沥青与一定级配的矿料组成混合料具有优良的高温稳定性、低温抗裂性以及抗滑降噪能力，在国内得到广泛的应用。

本项目根据运营7 a 橡胶沥青混合料的工程项目路面技术状况指数等参数，开展橡胶沥青混合料应用的后评价分析，客观的评价橡胶沥青混合料综合路用性能，以期给相关技术人员在实践工作中进行参考。

1 项目简介

安徽省应用橡胶沥青作为表面层的项目很多，有城市出入口道路、国省干线公路以及高速公路。为了对比研究，选择2012年建成通车的两条高速公路，两项目的气候状况相当。

甲高速公路为是安徽省公路主骨架的重要组成部分，承东启西，连南接北、是“长三角”地区通往华中、华南等地的重要通道，也是安徽省江浙等地的必经之路，在全国、安徽省路网中都占有重要地位。本项目全长约13.5 km，双向四车道，交通量为26 865 pcu/d（上行线13 237 pcu/d，下行线13 628 pcu/d），货车比例23.2%。路面结构为4 cm 橡胶沥青砼AR AC-13+6 cm 改性沥青砼AC-20（SBS）+6 ～10 cm 普通沥青砼AC-25+25 cm 原水泥面板碎石化+18 cm 二灰稳定碎石+20 cm 石灰土。

乙高速公路是安徽省高速公路的重要组成部分，项目建设对促进中部地区崛起、实施安徽省东向发展战略、促进区域经济一体化、逐步完善安徽省高速公路网络体系、充分发挥高速公路网具有重要意义。本项目全长约15 km，双向四车道。交通量为24 135 pcu/d（上行线11 933 pcu/d，下行线12 202 pcu/d），货车比例17.3%。路面结构为4 cm 改性沥青砼AC-13C（SBS）+6 cm 改性沥青砼AC-20C（SBS）+8 cm普通沥青砼AC-25C+38 cm 水泥稳定碎石20 cm低剂量水泥稳定碎石。

从对比的两个项目来看，沥青层总厚度基本相当，均为两层改性；甲项目为旧水泥混凝土碎石化直接加铺，表面层用橡胶沥青，乙项目为新建路面结构，表面层为SBS 改性沥青。

2 混合料性能

为方便比较，分别调取了两项目施工期间的沥青混合料相关试验数据。橡胶沥青采用30 ～60 目子午货车轮胎胶粉与普通70 号沥青进行现场改性，胶粉的掺量为20%，SBS 改性沥青采用的是成品改性沥青，SBS 改性剂掺量约3%，技术试验数据如表1所示。上面层沥青混合料采用的级配如表2所示。

通过试验油石比分别为：橡胶沥青改性沥青混合料为6.8%，SBS 改性沥青混合料为5.1%，两种沥青混合料性能如表3所示。

表1 橡胶沥青、SBS 改性沥青主要技术指标表

表2 上面层沥青混合料矿料级配组成

表3 AC13 沥青混合料技术指标

两个项目上面层渗水试验均不渗水，沥青混合料其余各项指标均能满足规范要求[1,2]。

3 路况检测指标对比

调研发现，使用橡胶沥青表面层的高速公路自通车运营以来，其路面病害相对较少，仅局部有些许车辙，基本无裂缝。而使用SBS 改性沥青的高速公路自通车运营以来，出现不少裂缝、坑槽等损坏。根据两条高速公路通车3 a、5 a、7 a行车道的检测数据可知，路面状况一直保持较好状态。检测数据见表4所示。

表4 通车后高速公路行车道路面技术状况指标

从对比数据可以看出，使用橡胶沥青的高速公路路面损坏状况指数较SBS 改性沥青要好，SBS 改性沥青在5 a 后变化相对较大。在路面抗车辙方面，SBS 改性沥青混合料表现得略好[3-6]。

通过调阅各个项目养护资料，发现使用橡胶沥青的路段仅在第5 a 使用微表处处理行车道的车辙，处理长度为单幅行车道1.654 km，换算成平均每千米处治量，约为0.12 km。

而使用SBS 改性沥青的路段，先后在第4 a 对行车道实施了7.5 km 精细抗滑表层，以解决路面在渗水、贫油、微细裂缝等方面的问题。并且在第6 a对行车道实施了2.4 km 铣刨重铺养护措施。换算成平均每千米处治量，精细抗滑表层平均每千米约处治0.50 km，铣刨重铺平均每千米约处治0.16 km。

从以上对比分析，不考虑精细抗滑表层等预防性养护措施，SBS 改性沥青路段养护工程量也比较大，进而可说明橡胶沥青路面的使用性能衰变较慢，路面耐久性较好。橡胶沥青路面的损坏程度较低，无论是预防性养护还是中修养护，相应的养护工作量均较小。

4 经济社会效益分析

以2019年原材料的市场单价分别计算上述两个项目4 cm 上面层的建设成本与养护材料成本，计算结果见表5所示。从经济效益来看，初期投资橡胶沥青相对较大，而从长期寿命来看，橡胶沥青较为经济。

表5 4 cm 上面层的建设成本与养护材料成本一览表（元/m2）

从社会效益来看，应用橡胶沥青，具有较明显的社会效益。首先能够在提高路面性能的同时，解决废轮胎的环境污染问题，实现废轮胎的循环利用；其次据相关文献可知，橡胶沥青混凝土路面比SBS 改性沥青混凝土路面降低3 ～8 dB，具有降噪功能。

5 结论

a）根据橡胶沥青与SBS 改性沥青在实体工程中的长期应用情况后评价，橡胶沥青路面具有良好的耐久性；

b）从室内试验和实体工程来看，橡胶沥青混合料在高温稳定性能够满足现行规范要求，但较SBS 改性沥青混合料低；

c）通过长期经济社会效益分析，应用橡胶沥青具有显著的经济和社会效益。