广西高等级公路橡胶沥青混凝土路面应用与发展.doc

1、广西高等级公路橡胶沥青混凝土路面应用与发展摘要:随着社会的发展，人们更注重环保，要充分利用废弃物。橡胶沥青混凝土路面可以消耗大量的废旧轮胎，变废为宝，最大程度的利用了废旧轮胎，且广西根据自身的实际情况公路路面结构适合采用改性橡胶沥青混凝土+混凝土的形式。 关键词：混凝土;橡胶沥青路面 Abstract: With the development of society, people pay more attention to environmental protection, to make full use of waste. Rubber asphalt concrete pavement

2、 can consume a large amount of waste tires, waste to treasure, maximize the use of waste tires, and Guangxi according to the actual situation of highway pavement structure itself is suitable for rubber modified asphalt concrete and concrete form. Keywords: concrete; rubber asphalt pavement 中图分类号：TU3

3、7 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 2010 年我国高速公路通车里程达到 6.5 万公里，沥青混凝土路面以其良好的行驶性能和维修方便等特点，成为高等级公路主要的路面结构形式。随着我国交通的发展，车辆的数量增加及车辆吨位的提升，普通沥青路面在排水、抗车辙、抵抗冷热极端气温等性能上不强，容易出现龟裂、白花、松散、坑槽等问题，严重影响道路的安全使用。采用橡胶沥青铺筑的路面，比普通沥青混凝土路面在保持排水性能、抵抗重交通、抗剪切和不良气候影响、耐久性等方面有明显的优势。二、国内外橡胶沥青路面研究及应用现状 橡胶沥青指的是添加一定比例的橡胶粉到沥青混合料中，利用橡胶粉的热涨性，使其和沥青发生物理及

4、化学反应来增强沥青路面的性能。从上世纪六、七十年代以来，美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚、日本、南非、印度等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶粉沥青混凝土的应用研究，取得了许多研究成果并大量的进行应用。法国橡胶沥青路面已经累计摊铺了超过 1000,000m2；南非沥青混凝土路面超过 60%都采用了橡胶沥青；美国采用湿法工艺，并将湿法工艺生产的橡胶沥青视为一种公路常规使用的材料，且已有完整的技术标准体系、设计与使用指南。我国的橡胶沥青混凝土路面从 80 年代开始引进美国、法国、南非的技术，但由于当时我国的技术水平没有能进行到实际道路应用，多停留在科研上的应用，直到 2004 年我国从美国引进了

5、第一套橡胶沥青加工设备，第一台橡胶沥青热洒铺设备，我国才开始研制出橡胶沥青加工设备，并开展了橡胶沥青混凝土的实际应用及研究。从此以橡胶沥青及混合料为主的废胎胶粉在公路和城市道路建设、养护中的应用逐步展开。以北京、四川、江苏、河北、广东、辽宁等省市开展了大规模的实体工程的实施。2008 年，我国出版了废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南 、 橡胶沥青及混凝土成套技术 ，制定了“橡胶沥青加工工法” 、“橡胶沥青混凝土施工工法” 、 “热洒布式改性沥青(橡胶沥青)防水黏结层施工工法” 。三、广西高等级公路橡胶沥青路面的应用及研究 1、广西橡胶沥青路面的应用 广西隆林至百色高速公路是广西及全国第一条采

6、用大规模橡胶沥青混凝土路面的高速公路。这条高速公路采用的是混凝土路面加橡胶沥青混凝土的路面结构模式，即为下面为混凝土路面结构，上面加铺 6cm 的橡胶沥青混凝土。这个模式也可以称为罩面层，这样的结构模式也经常采用在沥青混凝土路面结构上。采用白加黑的路面结构模式，其优点为即利用了混凝土的刚性提高路面的承载性能，同时也充分发挥橡胶沥青混凝土的柔性、耐磨损性、降噪性、舒适性。玉林城区一环路进行路面大修也采用了混凝土路面加橡胶沥青混凝土的路面结构。钦州至崇左高速公路连接线为二级公路同时也是广西首条采用橡胶沥青混凝土路面的二级公路，该路段目前也采用“白加黑”路面施工，即在原有旧路水泥路面结构的基础上加铺

7、 5cm 橡胶沥青混凝土面层和粘结层。目前橡胶沥青混凝土面层在广西的主要应用为“白+黑”的模式。下面以钦州至崇左高速公路连接线试验段为例。 钦州至崇左高速公路连接线试验段位于 K17+250K18+250 右幅，施工总长为 1000 米。项目筹备过程中，由于崇左市板利、东门等乡镇二级路一直多年通车运行，导致路面污染大、清洗难，对沥青材料与路面粘合产生巨大影响。混凝土路面+橡胶沥青混凝土面层的模式下，因为橡胶沥青混凝土面层相对于路面的中下面层（混凝土路面）要薄很多，这两种路面的材料不一致，决定了这两种材料的粘结性至关重要，确保橡胶沥青料能紧密粘合在原有水泥面层上，确定了以盐酸大规模清洗处理方案，

8、保障粘合界面清洁度附合施工规范要求。方案确定后，项目团队遇到了现有盐酸清洗设备无法满足作业需要的难题，方案实施前，项目技术骨干坐在一起，就设备改装问题进行了探讨，在激烈的交流和商定决策后，项目设备组按照施工技术指导，以后托箱式农用车为主体，自主组装了一套设备。项目设备人员将 =5 公分， L=5.5 米（与路面半幅等宽）的 PVC 管（具有抗酸性）开牙钻孔作为喷洒装置，在储盐酸箱与喷洒装置间安装抗酸性水泵，并在驾驶室内安装空气开关控制水泵运作，在多次实地试验调整后，喷洒设备成功运用在试验段的施工现场。因此，钦崇高速公路连接线成为广西区内第一个在二级路水泥混凝土路面完成以盐酸大规模清洁路面的工程

9、项目。设备的改良，有效提高了路面清洗的进度，同时确保清洁度符合施工要求，有效解决了路面界面处理的问题，为提升橡胶沥青摊铺质量、施工进度都提供了有力保障。在试验段摊铺施工前，项目实验室经过无数次的橡胶沥青混凝土配比实验，反复检测优中取优，掌握了科学合理的配比参数。项目还邀请了广西交通科学研究院的专家进行试验段施工专题技术培训，并针对本次试验段建立了一整套完善的质量保证体系，项目做足了充分的施工准备。试验段橡胶沥青摊铺过程中，项目严格按照生产配比拌制沥青混合料(湿拌法)，现场管理人员对每车到场混合料进行温度检测，严格控制摊铺与碾压工序的衔接；同时，项目试验室对沥青混合料的油石比、级配、马歇尔稳定度

10、、孔隙率进行了复测。在当天的试铺结束后，经检测，试验段路面压实度、平整度、渗水、厚度、高程等各项指标均符合规范及设计要求，成型路面质量良好。 2、橡胶沥青和改性沥青的成本对比 首先进行沥青路面的成本分析，主要从两个方面考虑：一个是材料成本，二是寿命成本，三是路面厚度。从材料成本的角度考虑，橡胶沥青路面和 SBS 改性沥青路面的成本差别在于沥青结合料的材料成本和加工成本。橡胶沥青混凝土是指添加橡胶粉到沥青中，橡胶粉采用废旧轮胎通过设备来粉碎，得到 20 细目80 细目的橡胶粉。每吨废旧轮胎通过加工后得到橡胶粉为 70%75%，即 700kg750kg，每吨废旧轮胎收购价格为 1600 元/吨，换

11、算橡胶粉材料最高成本为 2285 元，加上其他费用出厂价格为 3000 元/吨。 表 1 沥青成本对比分析 注：使用 70#基质沥青，其单价按 5000 元/吨。 计算公式: SBS 改性沥青 5000+20000*4%+400=6200 橡胶改性沥青 5000*80%+3000*20%+800=5400 由表 1 可知橡胶沥青比改性沥青成本少 800 元/吨，并且这两者的价格主要受基质沥青影响，如果基质沥青的单价越高，则橡胶沥青的优势越高。 以罩面层即上面层来计算，对橡胶沥青面层和改性沥青面层进行了成本寿命分析，如表 2 所示： 表 2 橡胶沥青路面与 SMA 成本比较 根据不同混合料用油量

12、的不同，计算了在设计沥青用量条件下，混合料的结合料成本，并结合国内外应用情况，预期了各种不同路面的使用寿命，进行了成本寿命分析。 由表 2 可知： 从初期投资来看（不考虑路面减薄因素） ，由大到小的顺序是：橡胶沥青混凝土大于改性沥青混凝土，虽然橡胶沥青单价相对改性沥青低，但其沥青用量大，因此每吨的沥青结合料造价相对较高。结合国内外使用经验，这两种路面结构的使用期限以橡胶沥青路面最长为 15 年，然后是改性沥青混合料；通过成本寿命的比值 N 计算结果可知，橡胶沥青混合料的成本/寿命比效果显著，为最小。说明即使橡胶沥青初期投资相对较大，但是其预期使用年限较长，后期维护费用少，长期效益显著。 3、广

13、西的实际情况应该充分发挥“白+黑“的路面结构模式 广西的石灰岩山体多，广西水泥产量也大，应该充分发挥本地的产业特性，支持地方经济发展。目前广西的高等级公路从 2003 年的百罗高速公路采用沥青路面开始，后面的高速公路和一半以上的二级公路都是采用了沥青路面，对于水泥的需求量大大减少，我们应该针对广西的实际情况充分发挥混凝土路面的特性：强度高荷载性强、稳定性好、耐久性好、养护费用小、夜间行车性好，同时也要充分发挥橡胶沥青混凝土的特性：绿色环保、平整度好，驾驶舒适性好，维护周期短、耐磨性强、噪音小。广西公路目前采用的橡胶沥青混凝土中的橡胶粉末是没有进行过改性的。胶粉改性技术分为：胶粉表面改性、控制性

14、降解-再生工艺，其中胶粉表面改性又分为：机械力化学改性、再生脱硫降解改性、接枝或互穿聚合物网络改性、聚合物涂层改性、核-壳改性、气体改性、物理辐射改性、磺化和氯化反应改性。根据何亮1的研究得出改性橡胶沥青比未改性橡胶沥青的高温黏性降低，即降低了施工难度；改性橡胶沥青中的橡胶颗粒与沥青存在较多的活性链，即橡胶颗粒与沥青发生更多的化学反应，相互之间更好的粘合在一起，而不是仅仅靠物理的热膨胀填充作用。如果使用改性橡胶沥青作为路面，其性能比普通橡胶沥青路面要优越。 四、展望 随着社会的发展，人们对环境保护意识的提高，橡胶沥青路面的发展与推广应用越来越多，广西高等级公路应根据自身的实际情况，推广路面结构

15、为：在中下面层采用混凝土，上面层采用橡胶沥青的路面，即“混凝土+橡胶沥青混凝土” 。随着对改性橡胶的研究越来越透彻，更应该发展成“混凝土+改性橡胶沥青混凝土” 。 参考文献： 1何亮等 再生胶改性沥青性能及其微观结构研究. 建筑材料学报J 2012.04 (15-2):227-231 2陈玲废旧胶粉橡胶沥青的成本效益分析D;南开大学.2010 3冯文欣等.近年废胶粉改性道路沥青的研究J.石油沥青.2008.22(1):6-11 4邓廷权，陆杰珊.RAC-13 橡胶沥青混合料级配设计及路用性能分析J.西部交通科技.2011(05):112-116 5吴奇峰;橡胶沥青混合料温拌技术的研究D;长安大学;2011