表面层用断级配橡胶沥青混合料与SMA混合料比较研究

汤静弟

（上海市青浦区公路管理所，上海市 201700）

0 引言

SMA混合料为一种间断级配混合料，粗集料含量多、矿粉用量多、沥青用量大，由粗集料石—石接触形成骨架结构，沥青、矿粉、纤维组成的玛蹄脂填充其空隙。大量实践表明该路面以其良好的高温抗车辙、低温抗裂、耐久性、水稳定性、抗滑、低噪音等性能在世界各国得到较广泛的推广，是我国高等级路面的主要形式。目前，我国SMA沥青混合料基本上均采用SBS改性沥青，由于SBS属石油制品，因此，其生产将消耗大量石油资源。

此外，伴随着我国交通事业的快速迅猛发展，废旧轮胎产生量日趋增大，处置压力增大，将废旧轮胎破碎分选制成胶粉后用于道路工程，利用废旧轮胎来改善沥青路面性能，已成为国际上惯用的废旧轮胎利用与延长道路结构使用寿命的一个新的有效手段。因此，在道路工程消耗大量的SBS聚合物，工程造价持续攀升的同时，研究应用橡胶沥青沥青路面技术，对节约社会资源和环境保护方面都有巨大的社会意义[1,2]。

1 断级配橡胶沥青混合料技术

橡胶沥青混合料是指采用湿拌法生产的橡胶粉改性沥青（通常简称为“橡胶沥青”）作为结合料与矿料加热拌和，而得到的一种沥青混合料。由于橡胶沥青的粘度较大且存在略带微膨胀性的橡胶颗粒，在矿料表面形成较厚的油膜，因此，橡胶沥青混合料通常采取间断级配、开级配形式，而不用于密级配沥青混合料。本研究针对上海地区面层较常采用公称粒径为13.2 mm的混合料情况，采取了《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》[1]湿拌法橡胶沥青混合料断级配并作了微调，见表1，混合料设计技术要求见表2，混合料性能验证要求见表3。作为比较同时列举了改性沥青SMA-13的相关要求。

2 断级配橡胶沥青混合料设计

采用上海地区常用的辉绿岩集料、石灰岩矿粉、70号A级沥青、大车子午钢丝胎胶粉（20～60目），进行了断级配橡胶沥青混合料ARAC-13设计，其设计流程与SMA混合料设计基本一致包括：原材料试验（不同之处包括橡胶沥青配比设计）、级配选择、确定设计级配、最佳沥青用量确定、、最佳沥青用量条件下混合料性能检验等。经严格试验确定橡胶沥青胶粉掺量为18%（内比），橡胶沥青性能指标试验结果见表4。矿料级配见表5，油石比为7.0%。不同橡胶沥青混合料体积指标试验结果见表6。

3 与SMA混合料性能比较试验

根据表3性能验证要求，对前文所设计的ARAC-13混合料，进行了全面试验，结果见表7。作为比较，同时列举了同类矿料、SBS改性沥青（I-D，油石比为6.3%）、上海地区常用木质素纤维等材料，生产的改性沥青SMA-13混合料性能[2]。

表1 混合料级配范围

表2 混合料设计技术要求

表3 混合料性能验证要求

表4 橡胶沥青技术指标试验

表5 ARAC-13矿料级配

表6 不同橡胶沥青混合料体积指标试验结果

由表7可知，本研究所设计的ARAC-13混合料各项性能均满足要求，高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能、抗飞散性均略优于SMA-13混合料。

4 经济性比较与分析

由于ARAC-13与改性沥青SMA-13施工碾压工艺相当，施工碾压费用相当，因此，本研究不作比较仅对生产用原材料、生产成本进行比较，评估分析断级配橡胶沥青路面的应用技术经济性，两种混合料配合比见表8。

根据市场调查与初步测算分析，本次测算用原材料价格为：橡胶沥青单价为4 806元/t；辉绿岩价格按100元/t计；矿粉按200元/t计；水泥按450元/t计；木质素纤维单价为6 000元/t；改性沥青单价为5 100元/t。橡胶沥青混合料生产加工费按120元/t计，改性沥青SMA-13生产加工费按90元/t计。则在不考虑管理费、利润、税金的情况下，ARAC-13混合料成本价为540.8元/t，改性沥青SMA-13混合料的成本价为517.1元/t。对两种混合料所铺筑的4cm表面层单位面积混合料成本分析结果见表9，可见，ARAC-13橡胶沥青路面较改性沥青SMA-13略有增加，增幅为3.8%。

表7 混合料性能试验结果

表9 沥青路面单位面积成本计算

5 结论

（1）橡胶沥青混合料高温稳定、水稳定、低温抗裂、抗飞散等性能均优于改性沥青SMA混合料，具有明显的技术性能优势。

（2）橡胶沥青路面较改性沥青SMA-13路面成本略有增加，增幅不超过3.8%。

（3）在高等级道路工程中，采用橡胶沥青混合料替代SMA，可间接处治利用废旧轮胎、节省SBS材料，对节约社会资源和环境保护方面有着巨大的社会意义。

表8 造价测算分析用混合料配比