橡胶沥青道路在新疆地区城市中的应用

周文生，张建宁，张宏伟，毛德峰

（1.新疆石油工程建设有限责任公司，新疆 克拉玛依 834000；2.新疆克拉玛依市城市建设质量监督站，新疆 克拉玛依 834000）

0 引言

随着我国西部开发进程的加快及新疆经济的高速增长，新疆交通基础建设投入逐年加大，道路等级逐步提高，同时随着中国汽车工业的迅猛发展，新疆地区汽车使用量也呈现快速增长的态势，废旧轮胎越来越多，对环境造成黑色污染。鉴于橡胶沥青的优良性能和环保特点，新疆克拉玛依炼油厂已将研究、生产橡胶沥青列入今后沥青生产的重点。因此橡胶沥青在新疆道路工程中的应用也将进一步扩大。克白快速干道工程是新疆首次进行的较大面积的橡胶沥青应用推广研究项目，对今后橡胶沥青在新疆道路工程中的应用具有积极的指导作用。

新疆克白快速干道工程是根据克拉玛依市总体规划中城镇体系发展布局要求以及“克拉玛依-白碱滩城镇组群”规划，为完善克拉玛依公路交通网而兴建的一条高标准的城市快速干道工程。道路全长17.652km，主车道为双向六车道，设计车速为80km/h，其路面结构设计为：上面层4cm SMA—13沥青玛蹄脂碎石+下面层7cmAC—25沥青混凝土+30cm水泥稳定砂砾基层+30cm天然级配砂砾底基层。橡胶沥青应用于K10+100～K11+100左幅主车道上面层及K11+000～K12+000右幅主车道上面层。

1 原材料的选择

1.1 橡胶沥青

克拉玛依炼油厂生产的橡胶沥青，采用AH—90的道路石油沥青添加20%的胶粉按“湿法”工厂化加工而成，主要技术指标见表1。

表1 橡胶沥青试验结果

1.2 集料

粗、细集料采用克拉玛依后山料碎石厂生产的碎石及水洗砂。粗、细集料粒径规格为10～15mm、5～10mm、0～5mm三种。集料的各项技术指标见表2、表3。

表2 粗集料检测结果

表3 细集料检测结果

1.3 填料

石灰石矿粉的主要技术指标检测结果见表4。

表4 石灰石矿粉的主要技术指标检测结果

1.4 纤维稳定剂

本工程使用的纤维稳定剂是采用颗粒状的木质纤维，采用纤维投料机按拌和站总控室给定的信号进行定量投料，用量为混合料总量的0.3%。

2 橡胶沥青SMA混合料配合比设计

配合比设计采用了目标配合比、生产配合比及生产配合比验证三阶段设计方法。首先对各种集料进行筛分，同时检验其质量指标，按照SMA—13的级配范围要求，确定的配合比为碎石（10～15mm）∶碎石（5～10mm）∶天然砂（0～5mm）∶矿粉=50∶30∶9∶11。从沥青混凝土拌和站的热料仓取样筛分，进行多次试配，确定的生产配合比为为 4#仓 （10～15mm）∶3#仓 （5～10mm）∶1#仓（0～3mm）∶矿粉=47∶31∶11∶11。混合料级配见表5。

表5 SMA—13矿料级配表

根据SMA橡胶沥青混合料室内拌和与击实温度规定，制备SMA橡胶沥青混合料，进行沥青混合料的各项性能检测，综合确定最佳油石比7.2%，检测结果见表6、表7。

表6 SMA橡胶沥青混合料基本性能检测结果

表7 SMA配合比设计检验结果（平均值）

SMA混合料经试拌并铺筑试验段后，从现场取样进行了抽提筛分（见表8）及马歇尔试验（见表9），各项指标满足规范要求。

表8 SMA橡胶沥青混合料抽提及矿料级配筛分结果

表9 SMA橡胶沥青混合料马歇尔试验结果

3 SMA橡胶沥青玛蹄脂碎石路面施工

SMA橡胶改性沥青施工阶段的温度控制对沥青混凝土路面的路用性能影响很大，因此要严格控制SMA橡胶沥青在各个施工阶段的温度，通过橡胶改性沥青的黏温关系，确定SMA橡胶沥青混合料拌和、压实温度和操作条件，包括：

（1）确定拌和温度、拌和时间，验证矿料级配和沥青用量；

（2）确定摊铺温度、摊铺速度；

（3）确定压实温度、压路机类型、压实工艺及压实遍数。

SMA沥青玛蹄脂碎石路面的摊铺按全幅作业施工，摊铺系数根据试铺确定为1.19。摊铺前熨平板必须预热至不低于85℃，并检查熨平板的拱度。预热接缝的原铺装层后方可向前行驶，并确定调整好摊铺机作业时所必须的各项参数，根据拌和站的运输生产能力，保证摊铺机匀速、连续、不间断的摊铺，确保摊铺的平整度，保证面层厚度和密实度等各项指标满足要求。碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低振”的原则，碾压速度及遍数见表10。在SMA沥青玛蹄脂碎石路面碾压作业中，必须严格控制压路机碾压的顺序、速度、遍数、温度，不应采用轮胎式压路机，防止沥青玛蹄脂上浮造成路面构造深度不足。

表10 碾压控制速度和遍数

4 解决的关键技术问题及应用效果

4.1 解决的关键技术问题

（1）通过对SMA橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的配合比设计，得到了较好的骨架级配，从而提高了SMA橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料的高温稳定性和低温抗裂性。

（2）通过试验段的实践，取得了从沥青混合料加工至现场施工的各环节所需的参数。

4.2 应用效果

（1）路面完工后的关键指标弯沉值、压实度值均满足设计要求。

（2）SMA路面构造深度（粗糙度）比常用的AC级沥青路面大，提高了雨雪天气的行车安全。

（3）噪音小，SMA沥青玛蹄脂碎石路面的表面开孔空隙大，具有一定的吸音性能。

5 存在的问题及解决措施

5.1 存在的问题

由于在施工前忽略了对沥青拌和站性能的检查，此次的橡胶沥青黏度较大。沥青混合料拌和站的沥青输送管道相对较小，沥青泵的功率达不到要求，致使沥青进入拌和站计量系统较为困难。在完成2km的路面摊铺后，沥青拌和站的管道全部被拆除更换，沥青输送泵也因损害而不能使用。

5.2 解决措施

在对SMA橡胶沥青混合料进行加工前，应先检查沥青混合料拌和站的沥青输送系统。此外，建议采取以下解决措施。

（1）从沥青储存罐至拌和站的沥青输送管道尽量做到完全保温，最大限度地减少沥青输送过程中的热损失。

（2）加大沥青输送泵的功率，建议采用橡胶沥青输送泵，沥青泵的型号及功率根据拌和站的生产能力而定，一般沥青泵额定的输送流量应大于拌和站沥青需求量的1.3倍。

（3）增加沥青拌和站的沥青计量储备罐的沥青管道盘管数量，以缩短计量后的沥青加入拌缸的时间，提高橡胶沥青混合料拌和站的生产能力。

6 结语

从本次实施的2km橡胶沥青路面试验段的使用情况来看，橡胶沥青用于沥青混凝土路面将明显改善道路的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能，降低路面的行车噪音，有利于提高路面的使用寿命，节省道路的维修及养护费用。