橡胶沥青路面与常规沥青路面性价比分析

1、橡胶沥青混凝土路面与普通沥青路面性价比分析说明书重庆中交科技股份有限公司二00九年8月橡胶沥青混凝土路面与普通沥青路面性价比分析说明根据橡胶沥青在国内外应用的成功经验，简要分析橡胶沥青与普通沥青路面的性价 比。一、性能比较与普通沥青路面相比，橡胶沥青路面具有以下优势：1.1路面更黑、更美观由于废旧轮胎中含有炭黑，使橡胶沥青路面能保持更长时期的黑色，提高了路面颜色和 标志线的反差，间接的改善了行车的安全性，而且路面更加美观。1.2降噪、消音路面橡胶沥青的弹性加上间断级配混合料的构造深度可有效地降低车轮在路面上行驶的噪 音（38分贝），橡胶沥青被誉为“消音沥青”。噪音每降低3dB（A ）相当于：-

2、距离增加1倍；-交通量减少50%-车速降低25%1.3优良的路用性能橡胶沥青混凝土，采用橡胶沥青为胶结料，具有优良的高、低温性能，且弹性恢复好， 与间断级配矿料组成橡胶沥青混合料后，其具有优良的抗疲劳开裂和抗车辙能力，且低温抗 裂性和抗水损害能力优良。可以适当减薄铺装厚度，参照交通部公路研究所主编的橡胶沥 青及混合料设计施工技术指南（2008年12月出版）。1.4优良的行车舒适性及安全性橡胶沥青混凝土罩面层采用断级配混凝土，具有较好的表面构造深度，路面抗滑、降噪 效果好，被称为“消音”路面。而且，由于废旧轮胎中含有炭黑，使橡胶沥青路面能保持更 长时期的黑色，提高了路面颜色和标志线的反差，间接的

3、改善了行车的安全性，而且路面更 加美观。特别适合市政道路的路面铺装。据美国科罗拉多州一项联合试验调查，使用橡胶沥青路面可以降低49%的车祸发生概 率。橡胶沥青混凝土路面y暴雨下了 10分钟时, 路面标线非常模糊, 其车轮后溅水较大橡胶沥青混凝土路面y暴雨下了 10分钟时, 路面标线非常模糊, 其车轮后溅水较大暴雨下了 15分钟 时，路面标线清晰 可见据统计，使用橡膜沥青路面，交通事故可降低49%1.5提高沥青路面耐久性关于对橡胶沥青混合料的抗疲劳开裂性能评估国外曾在19931997年Caltrans、CSIR 等四个单位组织实施了路面加速试验研究项目用CSIR开发的重载车辆模拟设备在世纪铺筑

4、的试验路面上进行实物轮胎的模拟加载试验。试验路面采用了三种不同厚度的密级配沥青混 凝土和断级配沥青混凝土罩面，铺设在一条已有疲劳裂缝的旧路面上，试验是在两种路面温 度（10C和5C）和两种荷载（40KN和80KN）下进行的。模拟加载疲劳试验结果见表1。表1模拟加载疲劳试验结果汇总加载次数载荷（kN）罩面参数普通密级配混凝土75mm厚度断级配橡胶沥青 混凝土 38mm厚度断级配橡胶沥青混凝土25mm厚度0100 00040在100 000次时出现细裂缝没有发现裂缝没有发现裂 缝10 000175 00040在175 000次时出现块状裂缝没有发现裂缝没有发现裂 缝荷载改为80 kN175 000

5、200 00080完全碎裂没有发现裂缝细裂缝200 000237 00080停止试验没有发现裂缝完全碎裂表面温度降至5C237 000250 00080停止试验一半试验路面碎 裂停止试验图1模拟加载疲劳试验结果从表1和图1可以看出，橡胶沥青混合料路面在其厚度减薄一半的情况下其抗疲劳破坏 的性能仍远胜于普通的密级配沥青混凝土。美国亚利桑纳州的公路是很好的例子，在严寒及沙漠的地区，使用橡胶沥青道路超过17 年。按路面设计及实际交通流量而定，不过一般来说橡胶沥青比普通沥青耐用多达40%或以上。二、经济性比较橡胶沥青及混合料的技术经济评价，由于我国刚刚开始这方面的应用，尚缺乏相应的定 额指标，而根据国

6、外有关资料表明，从材料单价角度看，橡胶沥青或混合料的价格明显高于 一般沥青混凝土，如何从全寿命的角度评价橡胶沥青及混凝土的技术经济性，也是值得研究 的问题。国内外使用经验证明，废胎胶粉用于沥青路面中与一般沥青混凝土路面甚至改性沥青混凝土路面相比具有一定的经济效益。其经济效益的分析分为3个层次：一是单纯从橡胶沥青或混合料的材料成本测算，分 析混合料的单价；二是发挥橡胶沥青及混合料特点，结合路面结构设计，测算整体路面的建 设成本；三是经过多年的使用，考虑建设成本，运营成本和养护成本进行全寿命的技术经济 分析。1.1 材料成本测算首先，从材料成本角度分析。由于橡胶沥青的加工主要采用搅拌方式，比一般S

7、BS改性 沥青的加工方式简单，同时橡胶沥青加工过程中对反应温度和时间要求比较严格，因此可以 认为橡胶沥青与SBS为代表的改性沥青相比，加工成本相当，主要比较器材料成本。按照目 前国内市场的40目废胎胶粉价格约3000元/t左右，SBS改性剂的为20000元/t。拟定胶粉 掺量为20%，SBS掺量为5%。表2橡胶沥青与SBS改性沥青材料成本比较基质沥青的价格（元/t）SBS改性沥青材料成本（元/t）40目橡胶沥青（掺量20%）360044203480从改性沥青材料成本考虑，1t橡胶沥青的价格是低于SBS改性沥青的价格的，而且基 质沥青的价格越高，胶粉掺量约高，价格越具优势。从混合料的角度出发，计

8、算其成本假 设橡胶沥青混合料的油石比为8%，沥青用量为7.4%； SBS改性SMA13的油石比为6.5%，沥 青用量为6.1%，矿料价格以80元/t计算。表3 SBS改性沥青混凝土和橡胶沥青混凝土生产成本测算对比混合料类型单位质量（t）沥青用量（%）胶结料矿料总价格（元/t）质量（t）价格（元）质量（t）价格（元）SBS改性沥青混凝土16.10.0612690.93975344橡胶沥青混凝土17.40.0742570.92674331由于橡胶沥青混合料拌和工艺、摊铺碾压工艺与SBS改性SMA基本一致，因此认为其加 工成本和施工成本基本相当，从表3可以看出，从混合料成本生产成本考虑，橡胶沥青与改

9、 性SMA混合料成本是相当的。1.2 橡胶沥青路面结构造价分析其次，从结构角度分析。美国和南非的研究经验表明，使用橡胶沥青混凝土和使用橡胶 沥青应力吸收层，从路面结构承载力和抗反射裂缝角度可以减薄路面结构的厚度。我国的一 些试验路和实体工程中也使用了类似的结构，与常用的路面结构相比，橡胶沥青路面与普通 路面相比，使用性能相当，甚至更好。表4为一种典型的橡胶沥青路面与我国常用的高速公路结构造价比较。我国一般采用 4cm+6cm+8cm，总厚度为18cm的沥青面层，而且近些年来为了提高沥青路面的抗车辙能力， 不仅表面层使用改性沥青而且中面层也使用，层间采用改性乳化沥青粘结层，半刚性基层顶 面铺设乳

10、化沥青稀浆封层，厚度一般为0.6cm。橡胶沥青路面结构一般采用4cm+6cm，总厚 度10cm，与常规结构相比少了 8cm，整个铺装结构设置了两层橡胶沥青防水粘结层，分别设 于上下面层的底部，加强层间的结合和路面结构的防水，同时起到应力吸收层的作用，减缓 半刚性基层的反射裂缝。根据国外研究成果，这两层橡胶沥青应力吸收层足以代替6cm沥青 混凝土的抗反射裂缝的作用。表4两种路面结构的造价比较（新建路面）结构层常用路面结构橡胶沥青路面结构材料厚度单价（元/m2）材料厚度单价（元/m2）上面层改性沥青混凝土4cm15/cm橡胶沥青混凝土4cm20/cm粘结层乳化沥青0.30.6kg/m23橡胶沥青防

11、水粘结层18中面层改性沥青混凝土6cm13/cm粘结层乳化沥青0.30.6kg/m23下面层普通沥青混凝土8 cm10/cm橡胶沥青混凝土6cm20/cm下封层稀浆封层0.6cm8橡胶沥青应力 吸收层22单价合计232238表5两种路面结构的造价比较（白改黑工程）结构层常用路面结构橡胶沥青路面结构材料厚度单价（元/m2）材料厚度单价（元/m2）上面层改性沥青混凝土4cm15/cm橡胶沥青混凝土5 cm20/cm粘结层乳化沥青0.30.6kg/m23下面层改性沥青混凝土6cm13/cm应力吸收层玻纤格栅10橡胶沥青应力吸收层1cm22粘结层改性乳化沥 青0.30.6kg/m25反应型粘结层0.3

12、0.6kg/m218原水泥路 面路面（处 治）原水泥路面路 面（处治）单价合计156232140橡胶沥青路面用于新建路面，其造价与改性沥青混凝土造价相当，用于“白改黑”路面， 造价可以降低至少10%，而且如果考虑减少一层沥青混凝土的摊铺，可缩短沥青面层施工工 期近1/3,所带来的社会效益和经济效益将更加显著。1.3橡胶沥青路面寿命周期分析我国由于对橡胶沥青路面的研究比较晚，对橡胶沥青路面寿命周期缺少具体的分析， 这里主要饮用国外对橡胶沥青路面寿命周期费用分析结构（Life Cycle Cost Analysis,简 称 LCCA）。2002年美国亚利桑那州交通厅和亚利桑那州立大学联合开展了橡胶

13、沥青路面与传统 路面结构的寿命周期费用分析。该研究采用40号洲际公路里程范围196204西侧路段中橡 胶沥青路段，路面结构为20cm破碎的旧水泥混凝土路面+7.5cm普通沥青混凝土+5cm橡胶沥 青混凝土+1.27cm橡胶沥青开级配磨耗层。作为对比传统路面结构路段为40号州际公路， 里程为191194的西曾路段，路面结构为10cm级配碎石基层+15cm沥青处治基层+27cm沥青混凝土面层。其中，对比路面使用的单位造价为1515008美元，而橡胶沥青路面的单位造 价为875776美元。但从橡胶沥青路面19912001年11年间路面使用性能水平以及对比 路段19851995年11年间路面使用性能水平的对比表中可以发现，使用11年后橡胶沥青 路面的服务水平明显高于对比路段。而且通过采用世界银行公路设计和养护系统和NCHRP 开发的MircoBENCOST系统，进行两种路面的全寿命周期分析，分析发现，无论从养护费用， 还是用户费用都表现为橡胶沥青路面全寿命周期的经济优势。而且美国俄勒根州立大学等相 关人士专门分析了亚利桑那州、加利福尼亚州、得克萨斯州橡胶沥青路面和传统沥青混凝土 路面的全寿命费用分析，分析发现，在亚利桑那州，采用橡胶沥青路面和非橡胶沥青路面厚 度基本一样，但是橡胶沥青路面的寿命平均比非橡胶