西铜高速公路橡胶路面设计

李 克，赵胜林，王 鹏

（陕西省公路勘察设计院，陕西 西安 710068）

1 工程概况

新建的西安至铜川高速公路全线采用高速公路标准，其中起点为泾阳立交段为双向八车道高速公路；泾阳立交—铜川为双向六车道高速公路。项目于2009年开工建设，在西铜高速公路建设期间，按照交通运输部、陕西省交通运输厅关于建设绿色低碳交通的要求，以及本项目试验段铺设橡胶沥青路面的使用效果及项目进展情况，经过专题研究、比选论证后将西铜高速公路上面层采用橡胶沥青路面，已于2011年底建成通车，目前运营情况良好。

2 橡胶沥青路面与SBS沥青路面的对比分析

西安至铜川高速公路施工图设计原路面为总厚度22cm的沥青混凝土层结构，上面层为4cm细粒式沥青玛蹄脂碎石SMA-13。沥青玛蹄脂碎石具有较好的高温稳定性、良好的耐久性和表面特征及低温抗裂性。但其对粗、细集料质量及加工工艺要求高，施工监控较复杂、造价高，而且其后期养护成本也高。在项目建设期间，按照省厅节约办交通、低碳绿色办交通的理念，对橡胶沥青作为上面层进行了比选、论证。

橡胶沥青是将废旧的汽车轮胎回收，加工成橡胶粉，再将橡胶粉和某些添加剂均匀的掺加到基质沥青里，并在一定的温度条件下（180℃以上）与沥青充分的熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。由于橡胶粉的加入，极大的改善了沥青的性能，因此橡胶沥青路面具有较强的高温稳定性、优异的低温性能、突出的抗老化、抗裂性能和抗变形能力。

在本项目中，4cmSMA-13每平方米预算为65.89元，而4cm橡胶沥青路面每平方米预算为57.43元，降低工程造价12.8%。橡胶沥青路面技术经济优势明显。

2008年，交通部公路科学研究院主编了“橡胶沥青及混合料设计施工技术指南”，并由人民交通出版社出版，是橡胶沥青在我国发展的里程碑，也为橡胶沥青路面的推广打下了坚实的基础。

3 橡胶沥青的设计与施工

建设项目处于陕西泾渭河河谷、黄土台塬两大地貌单元区。多年平均气温13.3℃，一月平均气温-1.5℃，七月平均气温30.6℃，气候分区为1-3-2。结合项目的建设情况，最终路面结构为：4cm细粒式橡胶沥青混凝土上面层，6cm AC-20中面层，12cm ATB-30）下面层。

橡胶沥青的基质沥青采用A级90号道路石油沥青，外掺沥青用量20%的40目（0.425mm）斜交胎橡胶粉。

橡胶沥青混凝土集料技术要求：粗集料应洁净、干燥、表面粗糙；细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并具有适当的颗粒级配，其质量应符合沥青路面施工技术规范的有关要求。

根据有关资料，拟定了混合料矿料级配作为设计级配，进行了施工矿料组成试验：a）确定拌合楼热料仓筛孔尺寸分别为3mm、6mm、11mm、18mm；b）根据橡胶沥青混合料AR-GM-13目标配合比各档料比例进行上料，现场取样，对各热料仓矿料进行筛分、密度试验，根据筛分结果确定各热料仓材料比例。

马歇尔试验：按确定的各热料仓比例计算材料用量，试配油石比6.5%、6.8%、7.1%三组，掺加0.3%的高模量抗车辙剂氯化聚合物，并按照规范每组制备五个马歇尔试件，根据试验结果选定最佳油石比，具体试验结果见表1、图1。

表1 混合料马歇尔试验结果汇总

图1 马歇尔试验结果图

根据马歇尔试验结果，确定最佳油石比为6.8%。

最佳油石比试验：最佳油石比为6.8%时，试验结果见表2。

表2 最佳油石比为6.8%时试验结果

混合料水损害性能检验：按最佳油石比进行48h浸水马歇尔试验与冻融劈裂性能检验，其各项性能结果详见表3。

表3 最佳油石比为6.8%时混合料水损害性能检测结果

高温稳定性能检验：按最佳油石比6.8%进行车辙试验，试验数据见表4。

表4 最佳油石比为6.8%时车辙试验数据表

渗水试验：按最佳油石比6.8%进行车辙板渗水试验，试验数据见表5。

表5 最佳油石比为6.8%时渗水试验数据表

低温弯曲试验：按最佳油石比6.8%进行低温弯曲试验，试验数据见表6。

表6 最佳油石比为6.8%时低温弯曲试验数据表

根据以上试验结果，最终选定最佳油石比为6.8%。

通过生产配合比的验证，最终确定矿料掺配比例为：4#仓∶3#仓∶2#仓∶1#仓∶矿粉∶石灰=36%∶35%∶6.5%∶15%∶6%∶1.5%，最佳油石比为矿料的6.8%，抗车辙剂氯化聚合物为混合料的0.3%。

按照施工现场确定的工程级配，拌和橡胶沥青混合料上面层并进行试摊、碾压，确定了有关拌和、运输、摊铺、碾压、养护等技术要求，并于2011年8月全面展开施工，2011年底建成通车。目前运营情况良好。

4 结语

橡胶沥青作为路用材料，对基质沥青的使用性能有很大的提升，且优于目前常用的改性剂SBS、SBR、EVA等制成的改性沥青。

中国现在每年产生2亿个废轮胎，这给环境带来了巨大的危害，如何处理这些废轮胎成了棘手的问题。橡胶沥青研究开发和生产推广，可以大量消化废轮胎，有效的保护了环境和节约了能源，符合创造节约型社会和环保型社会的精神，具有极大的推广价值。

[1]交通部公路科学研究院.橡胶沥青及混合料设计施工技术指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2]孙祖望，等.橡胶沥青技术应用指南[M].北京：人民交通出版社，2009.