２０１５年１Ｏ月 石油沥青ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＡＳＰＨＡＬＴ 第２９卷第５期 橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ—ｌ３ 在成渝复线高速公路中应用研究 汤雄 （交通运输部公路科学研究院，北京１０００８８） 摘要：本研究是在交通运输部打造低碳环保节能新高速的基础上，以成渝复线高速公路 胶粉改性沥青路面工程为依托，根据＂３地的交通环境和气候特点，通过橡胶沥青路面ＡＲ— －ＳＭＡ一１３的应用研究，为重庆地区橡胶沥青路面的应用提供基础，解决重庆南高温多雨地 区路面工程应用胶粉改性沥青的有关技术问题，研究胶粉改性沥青混合料路用性能特点、施 工方法和质量控制等方面内容，从而进一步推广应用胶粉改性沥青，提高胶粉改性沥青路面 的使用性能和耐久性，延长其使用寿命，达到低碳环保的目的。 关键词：低碳橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ一１３应用研究 随着我国汽车工业的飞速发展，作为“黑 青路面工程为依托，根据重庆交通环境和气候特 色污染”的固体废弃物——废旧轮胎的数量也 点，通过橡胶沥青路面ＡＲ—ＳＭＡ一１３的应用研 随之增加，这些“黑色污染物”遍布城乡每个 究，为重庆地区橡胶沥青路面的应用提供基础， 角落，严重污染我国环境。随着环保理念的提 解决重庆南高温多雨地区路面工程应用胶粉改性 出，橡胶粉的应用已经成为沥青路面研究的一个 沥青的有关技术问题。 前沿，同时，废胶粉的价格远低于ＳＢＳ，利用废 １原材料性能研究 胶粉替代价格昂贵的ＳＢＳ作沥青改性剂是一种 １．１橡胶沥青 既经济实用又简单有效的方法，不仅可以降低修 根据重庆气候特点，采用热区的标准进行质 路的成本，还可以充分利用资源，变废为宝，消 量控制。需要注意的是橡胶沥青检测均应在橡胶 除“黑色污染”，对我国构建“资源节约型”、 沥青生产后即时进行，避免橡胶沥青二次加热给 “环境友好型”交通发展模式也具有重要意义。 检测指标带来的影响。本项目委托重庆美仑道路 本研究是在交通运输部打造低碳环保节能新 沥青工程有限公司按照要求生产橡胶沥青，其各 高速的基础上，以成渝复线高速公路胶粉改性沥 项检测结果见表１。 表１橡胶沥青检测结果 收稿日期：２０１５一ｏ４—２７。 作者简介：汤雄，交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心工程师。 第５期 汤雄．橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ一１３在成渝复线高速公路中应用研究 ４９ １．２集料及填料 ２橡胶沥青混合料配合比设计及性能研究 粗集料采用南京金石磊建材（集团）有限 ２．１级配 公司生产的５—１０ ｍｍ、１０～１５ ｍｍ玄武岩碎石、 根据依托工程特点，确定级配为ＳＭＡ一１３ 铜梁县荣丰建材有限公司生产的３～５ ｍｍ石灰 类型，通过研究初选三组级配，最终确定Ｂ级 岩碎石。 配为最佳级配，试验结果见表２～４。 细集料采用铜梁县荣丰建材有限公司生产的 ２．２最佳油石比 ０～３ ｍｍ石灰岩机制砂；填料采用重庆市参天建 以５．９％、６．２％、６．５％、６．８％、７．１％五 材（集团）有限公司生产的石灰岩矿粉，以上 组油石比进行马歇尔试验，检测沥青混合料体积 材料经检测其各项指标均合格。 指标及力学指标，检测结果见表５所示。 表２ ＡＲ—ＳＭＡ一１３初选级配 ％ 表３粗集料骨架松装间隙率 裹４沥青混合料目标配合比级配选定数据汇总 表５马歇尔试验检测结果 注：以上各项指标均为４个试件的算术平均值。 根据马歇尔试验结果，确定ＯＡＣ ＝６．４４％， 配合比最佳油石比选定为６．５％。 根据各项指标符合技术标准油石比范围ＯＡＣ ； 一 ２．３橡胶沥青混合料路用性能研究 ＯＡＣ 计算 ｃ２＝６．６２％，ＯＡＣ＝６．５３％。根据 试验采用相同填料、机制砂、碎石、级配下 气候分区划分，该区域地处１—４，气候为夏炎 使用ＳＢＳ改性沥青（木质素纤维掺量为沥青混 热区，且为重载交通高速公路。因此，综合考虑 合料质量的０．３％，ＳＢＳ改性沥青、木质素纤维 成渝复线高速公路所处地理位置及环境，将本次 检测结果合格）按照相关规程规范进行ＳＢＳ— 石 油 沥 青 ２０１５年第２９卷 ＳＭＡ一１３沥青混合料设计，与ＡＲ—ＳＭＡ一１３橡 比较研究。 胶沥青混合料基本相同的空隙率下进行路用性能 沥青混合料性能检测结果见表６。 表６沥青混合料性能检测结果 注：ＡＲ—ＳＭＡ一１３混合料理论最大相对密度要求为实测，ＳＢＳ—ＳＭＡ一１３混合料理论最大相对密度要求为计算。 由表６研究可知，掺加２０％±２％橡胶粉后 ３。２橡胶沥青混合料的拌和 的橡胶沥青混合料的与ＳＢＳ改性沥青混合料的 沥青混合料拌和机采用型间接式大型拌和 路用性能都能满足规范及设计要求。 机，干拌时问１０～１５ ｓ，湿拌时间Ｉ＞４５ Ｓ，且拌 ３橡胶沥青混合料施工工艺及质量控制研究 和工艺同普通沥青混合料。橡胶沥青混合料拌和 ３．１橡胶沥青的加工与储存 温度参数见表７。 橡胶沥青加工的基本流程如图１所示，将级 表７橡胶沥青混料拌和温度参数 ℃ 沥青快速升温至１９０—２００℃，掺加２０％±２％ 的橡胶粉进行高速搅拌，然后送人反应罐中反应 ４５—６０ ａｒｉｎ。橡胶沥青原则上应在２４ ｈ内使用 完，考虑到一些不可抵抗的因素，可以将橡胶沥 ３．３橡胶沥青混合料的运输、摊铺、碾压 青温度降低到１４５—１５５℃范围内临时储存，储 橡胶沥青混合料运输、摊铺、碾压工艺与其 存时间一般不超过３ ｄ，但在使用时必须进行检 他普通沥青混合料无大的区别，但在压实工艺环 测。 节，由于橡胶沥青黏度大，要求的压实温度高， 初压温度控制在１６０—１７０ ｏＣ，复压温度不低于 １５０ ｏＣ，终压温度不低于１２０ ｏＣ确保压实效果， 保证质量。 ３．４橡胶沥青路面施工质量控制 对施工路段进行试验检测是胶粉改性沥青路 面质量保证体系的基本依据。胶粉改性沥青上面 层施工各环节温度的检验频率和控制要求按照相 图１橡胶沥青加工流程 关规范执行。 第５期 汤雄．橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ一１３在成渝复线高速公路中应用研究 ５ｌ ３．５试验路质量评价 “资源节约型”、“环境友好型”交通发展模式也 在本项目橡胶沥青路面试验路铺筑后，对路 具有重要意义。 面进行了路面平整度、抗滑性能及渗水性能研 ５结语 究。经检测路面平整度标注差均在１．０左右微 本研究结合成渝复线高速沥青路面工程，对 动，平整度较好。路面的构造深度平均值为 掺量为２０％橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ一１３沥青混合料 ０．６４２，达到了相应的指标要求（≥０．５５ ｍｍ）， 配合比、路用性能及施工工艺进行了研究，得出 摩擦系数平均值为６２．６ ＢＰＮ，也达到了相应的 以下结论： 指标要求（≥４５ ＢＰＮ）。这说明路面具有良好的 （１）通过配合比设计及相关路用性能研究， 宏观构造，路面抗滑性能良好。对渗水系数的检 并与常规ＳＢＳ—ＳＭＡ一１３混合料性能对比，表 测，渗水系数的平均值满足设计要求。为了更好 明橡胶沥青ＡＲ—ＳＭＡ一１３沥青混合料高温性 的评价胶粉改性沥青混合料的路用性能，后续将 能、抗水损害性能及低温性能等均满足要求。此 对整个试验路段进行长期跟踪观测。 外，橡胶沥青混合料的应用，可以有效消除 ４胶粉改性沥青路面经济社会效益分析 “黑色污染”，对我国构建“资源节约型”、“环 ，通过研究，采用橡胶沥青混合料比普通 境友好型”交通发展模式也具有重要意义。具 ＳＭＡ可降低５１元／ｔ，考虑施工单位加热成本增 有较大推广价值。 加和一些不确定因素，每吨至少降低３Ｏ元，因 （２）通过研究提出了橡胶沥青加工工艺及 此使用胶粉改性沥青混合料的工程造价要比ＳＢＳ 控制要点，明确了橡胶沥青混合料施工及质量控 改性沥青低。同时，通过将废旧橡胶粉用于路面 制要点，为重庆地区橡胶沥青混合料应用提供技 施工，可以有效消除“黑色污染”，对我国构建 支持。 Ａｐｐｌｉｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＡＲ—ＳＭＡ一１ ３ Ｒｕｂｂｅｒ Ａｓｐｈａｌｔ ｉｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ——Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｄｏｕｂｌｅ——Ｌｉｎｅ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｔａｎｇ Ｘｉｏｎｇ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＨｉｇｈｗａｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８８） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ｎｅｗ ｌｏｗ—ｃａｒｂｏｎ ｇｒｅｅｎ ｈｉｇｈｗａｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＡＲ—ＳＭＡ一１３ ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ｏｎ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ａｓｐｈａｌｔ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｃｈｅｎｇ— ｄｕ—Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ—ｌｉｎｅ ｈｉｇｈｗａｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏｏｋ ｌｏｃａｌ ｔｒａｇｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｒｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ ｉｎ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ａｒｅａ，ｓｏｌｖｅｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｗｉｔｈ ｈＪｉｓｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｒａｉｎｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｌｏｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｈｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ ｐｏｗｄｅｒ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ａｓｐｈａｌｔ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｐｒｏｍｏｔｅ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｉｍ－ ｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，ｅｘｔｅｎｄ ｉｔｓ ｕｓｅｆｕｌ ｌｉｆｅ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｌｏｗ ｃａｒｂｏｎ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ—ｃａｒｏｂｎ；ｒｕｂｂｅｒ ａｓｐｈａｌｔ；ＡＲ—ＳＭＡ一１３；ａｐｐｌｉｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ
