辉绿岩替代玄武岩拌制活性橡胶沥青混合料技术在杭瑞高速运用研究

秦 宇

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

辉绿岩替代玄武岩拌制活性橡胶沥青混合料技术在杭瑞高速运用研究

秦 宇

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

高速公路路面上面层一般采用高耐磨的玄武岩作为集料，介绍了采用辉绿岩作为玄武岩配制活性橡胶沥青混合料的对比情况，通过在杭瑞高速大兴至思南段的试验段，证明在条件制约条件下，采用辉绿岩与活性橡胶拌制混合料的工艺工法。活性橡胶沥青是一种由胶粉、活性矿物、沥青及其他改性剂复合而成的一种新型沥青添加剂，对于废旧轮胎的再生利用，是高速公路在环境保护上有重要意义的一种尝试。

辉绿岩；玄武岩;活性橡胶；配合比

杭州至瑞丽国家高速公路贵州境大兴(湘黔界)至思南段公路是《国家高速公路网规划》“7918”网中第十二条横向线贵州境内的重要段落。项目横贯铜仁地区，是《贵州省高速公路网规划》“6横7纵8联”中第2横贵州铜仁至云南宣威的主要组成部分。大兴(湘黔界)至思南段起点位于贵州松桃县大兴镇洞脑壳，接湖南省在建的凤凰至大兴(湘黔界)高速公路，路线全长151.447 km。该项目主线采用双向四车道高速公路标准建设，设计速度为80 km/h，路基宽24.5 m。

杭瑞高速大兴至思南段主线路面位于V3(贵州山地过湿区)，路面结构层为4 cm厚SMA-13上面层，6 cm厚AC-20中面层，8 cm厚AC-25下面层。全线在上面层主要集料为贵州清镇市产玄武岩。但铜仁地区距离玄武岩产区较远，由于材料供应紧张，如果全部采用玄武岩，将影响工程进度，考虑到铜仁地区距离湖南怀化较近，怀化是优质辉绿岩产区。决定在K68+650～K84+600段主线路面上使用了辉绿岩+活性橡胶沥青拌制TBVR-SMA-13橡胶沥青以确保项目通车目标。

辉绿岩与玄武岩的路用性能比较。玄武岩属岩浆中的喷出岩，贵州清镇市产玄武岩成分以辉石和斜长石为主，为深灰色，呈致密形状，矿物含量辉石占55%左右，斜长石为20%左右，蚀变矿物在25%左右。怀化产辉绿岩由辉石、斜长石和蚀变物质组成，矿物含量辉石占20%左右，斜长石为30%左右，蚀变矿物在50%左右。

两种集料的基本性能比较见表1。

表1 辉绿岩与玄武岩的基本性能比较

从表1可以看出，辉绿岩与玄武岩均具有抗压强度高，耐磨耗、坚硬的特点。二种岩石性能差别不大，辉绿岩用于路面工程是可行的。

橡胶沥青近年来得到较快发展。橡胶沥青研究和应用最为成熟的的美国Paromount, Ecopath 和Wright等沥青生产商已经可以提供高掺量胶粉(20%左右)的工厂化橡胶沥青。大思高速采用高稳定的资源集约化复合胶粉改性沥青，PG指标达到了PG82-28，应用于上面层路面中。大思高速作为贵州省内橡胶沥青技术应用的先行者，根据橡胶沥青“湿法”改性机理，采用胶体磨工艺实现胶粉与基质沥青等密度存在，达到沥青胶结料长期存储稳定的目的，研发出性能优良、存储稳定的资源集约型橡胶沥青产品。该橡胶沥青在保留传统湿法橡胶沥青优异性能的同时，还具有以下特点。

(1)连续式、低成本、低能耗生产

据统计，资源集约型橡胶沥青的生产能耗仅相当于传统现场湿法橡胶沥青的30%～40%，可有效降低有毒气体的排放，减少对环境的污染，符合我国“节能减排”和“低碳环保”的要求。

(2)高掺量胶粉配比

国内现场湿法橡胶沥青中胶粉掺量普遍为15%～18%，资源集约型橡胶沥青中胶粉掺量在18%～25%之间，通常在20%以上，60 ℃动力黏度>13 000 Pa·s，较高的黏度赋予了橡胶沥青优异的抗水损害和高温抗车辙性能。

(3)高储存稳定性

资源集约型橡胶沥青通过合理的制备工艺和材料配比设计，解决了橡胶沥青储存稳定性差的难题，将橡胶沥青稳定储存时间由传统的3 d提高至30 d，提高了橡胶沥青施工便宜性。

(4)良好的混合料性能

室内试验和工程实践表明，资源集约型橡胶沥青不仅可取代普通沥青用于连续级配混合料，而且可取代SBS改性沥青用于间断级配混合料中，在较低沥青用量下，混合料的各项性能均满足规范技术要求，且保留了传统橡胶沥青路面平稳、耐久、低噪的传统性能特点，综合性能优异。

依据《公路沥青路面施工技术规范》、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》、《公路工程集料试验规程》、《杭瑞高速大兴至思南资源集约型橡胶沥青TBAR-SMA-13施工指导意见》,进行了多次试配试验。为保证二次筛分试样的代表性和真实性，拌合楼上料速度与正常生产时上料速度一致，各个热料仓单独放料，各热料仓前面料放掉待稳定后从热料仓放料取样，并对所取样品采用四分法进行热料筛分和密度试验，经过目标配合比设计和生产配合比设计，辉绿岩和玄武岩配制沥青混合料结果见表2～表4。

表2 拌和楼各热料仓筛分结果(辉绿岩)

表3 拌和楼各料仓集料密度试验结果(辉绿岩)

表4 生产配合比设计结果(辉绿岩)

原来采用的玄武岩配合比见表5～表7。

表5 拌合楼各热料仓筛分结果(玄武岩)

表6 拌合楼各料仓集料密度试验结果(玄武岩)

表7 生产配合比设计结果(玄武岩)

通过辉绿岩和玄武岩的生产配合比对比，采用辉绿岩的情况下，可以节约沥青材料，而且玄武岩到项目运距较远，辉绿岩由于运距较近，节约了施工成本。玄武岩运输需要用火车运到铜仁再转为汽车运输，过程中容易产生污染。辉绿岩由汽车一次运到工地，不易受到转运污染，能较好保证集料质量。

结论：杭瑞高速路面工程资源集约型橡胶沥青配合辉绿岩专项试验段，其配合比设计及现场检测结果表明，资源集约型橡胶沥青新建及再生路面具有优异的路用性能。作为本次专项工程试验段，对项目的性能验证和推广具有重要的价值，已经成为贵州新技术推广的典型示范工程。新建路面运行二年后观测结果表明，资源集约型橡胶沥青路面车辙介于相邻路段SBS改性沥青SMA-13路面，平整度优于相邻SMA-13路面。与SBS改性沥青路面相比，资源集约型橡胶沥青路面短期路用性能较优。全寿命周期内资源集约型橡胶沥青新建路面的单位能耗显著低于普通沥青和改性热拌沥青路面；辉绿岩作为玄武岩在路面材料中使用具有基本相同的物理性能。作为一种玄武岩替代材料，可以显著节约成本。对贵州山区高速公路路面材料的选用提供了数据与理论支撑。橡胶沥青利用废旧轮胎的二次使用，符合发展循环经济、节能环保和保护生态环境的要求，具有广阔的推广应用前景。

[1] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)[S].北京，人民交通出版社，2006.

[2] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)[S].北京，人民交通出版社，2004.

2016-08-05

秦宇(1977-)，男，贵州兴仁人，高级工程师，研究方向：路桥工程。

U416.217

C

1008-3383(2017)03-0017-02