橡膠瀝青超薄層鋪裝技術在橋面鋪裝中的應用

郝勝 劉穎

0 引言

寨子溝大橋位于重慶豐都縣境內省道S303線，原橋面鋪裝層為水泥混凝土，建成通車1年后就出現(xiàn)了很明顯的病害，影響該橋的使用性能。這次采用橡膠瀝青混凝土超薄鋪裝層技術對其橋面進行重新鋪裝。橡膠瀝青混凝土除具有普通瀝青混凝土的優(yōu)點外，還具有普通瀝青混凝土無法比擬的優(yōu)勢：優(yōu)越的高低溫性能，抗車轍能力強，高抗老化、抗氧化性能，耐久性好以及低噪聲等。

1 橋面鋪裝方案

先在橋面滾涂AMP-100二階反應型材料形成防水粘結層，再加鋪0.5 cm橡膠瀝青(SAMI)應力吸收層，最后鋪筑上面層2.5 cm的橡膠瀝青混凝土(AR-AC-13)。最大限度地減少了該橋恒載的增加值。

AMP-100是一種橋面防水粘結材料，與瀝青混凝土(水泥混凝土)的粘結力及剪切力均可達到1.0 MPa以上，能有效防止路面脫層、推移病害的產生;AMP-100二階反應固化形成的彈塑性防水粘結基面具有比瀝青混凝土路面更好的耐久性，能顯著提高橋面鋪裝結構層的使用壽命。

橡膠瀝青(SAMI)應力吸收層是一種碎石封層，用熱橡膠瀝青噴撒橋梁表面，然后立即撒布單一粒級的封層集料(9.5 mm～13.2 mm)，再進行碾壓，將集料嵌入瀝青膜。橡膠瀝青應力吸收層的主要優(yōu)點如下：

1)防止水分浸入橋面，起到保護橋面的作用;2)將原有橋面粘結在一起;3)減少反射裂縫;4)應力吸收。

2 原材料及配合比設計

2.1 粗集料

本工程采用的粗集料為江蘇茅迪玄武巖碎石。該粗集料潔凈、干燥、無風化、無雜質，且具有較高的強度及較好的耐磨耗性。

2.2 細集料

為改善混合料的水穩(wěn)性，細集料采用了豐都當?shù)亓蠄龅氖規(guī)r機制砂。該機制砂潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒級配。采用的集料分為四檔：1號(玄武巖10 mm～15 mm)、2號(玄武巖5 mm～10 mm)、3號(玄武巖3 mm～5 mm)和4號(石灰?guī)r0 mm～3 mm)，填料采用石灰石礦粉，外摻緩凝硅酸鹽水泥。對集料進行了篩分和相關性能的檢測，其級配和主要性能指標均滿足要求。

2.3 橡膠粉

選用常溫研磨粉碎的輪胎膠粉;宜選用斜膠胎膠粉或天然膠含量較高的膠粉;在保證碾壓成型，滿足使用性能要求的前提下，應盡量選用較粗的膠粉。根據(jù)工程經(jīng)驗，宜選用30目～60目之間的路用廢胎膠粉。本工程采用四川綠源科技有限公司生產的30目斜膠胎橡膠粉。

2.4 瀝青

本工程選用中海70號瀝青。瀝青三大指標的檢測結果如表1所示。

表1 中海70號基質瀝青指標檢測結果

2.5 填料

本工程采用緩凝硅酸鹽水泥和石灰石礦粉。

2.6 橡膠瀝青的制備與生產

橡膠瀝青的生產采用專用加工設備：高遠圣工GYXL3515型橡膠瀝青生產設備。

橡膠瀝青生產的關鍵因素是溫度的控制。生產前確認基質瀝青溫度達到170℃以上;橡膠粉的摻量為基質瀝青的20%(外摻)。170℃的基質瀝青通過由兩個32 m3的換熱器、進口可調速瀝青泵、瀝青流量計組成的瀝青快速升溫系統(tǒng)快速達到204℃ ～226℃的高溫，當橡膠粉加入后，瀝青溫度又有所降低，從而保證了瀝青的不老化。橡膠瀝青膠結料在攪動狀態(tài)下反應50 min，使其達到較為理想的反應效果，反應溫度保持在規(guī)定的190℃ ～210℃，其間不斷檢測橡膠瀝青的品質(主要是粘度指標)，外摻25%的30目橡膠粉的橡膠瀝青的性能指標如表2所示。

表2 橡膠瀝青指標檢測結果

2.7 配合比設計

采用馬歇爾設計方法對其進行配合比設計，得到AR-AC-13配合比設計結果：10 mm～15 mm玄武巖∶5 mm～10 mm玄武巖∶3 mm～5 mm玄武巖∶0 mm～3 mm石灰?guī)r∶石灰石礦粉∶水泥=17∶56∶3∶20∶2∶2(質量比)。

3 施工工藝流程

3.1 橋面前期處理

對橋面病害處進行挖補處理，并對橋面進行清縫，接縫處采用橡膠瀝青灌封;對橋面水凼處進行烘干處理，確保橋面防水粘結層施工時橋面是干燥的;用強力清刷機清刷橋面的水泥浮漿，泥土等雜物，然后用鼓風機進行吹掃。

3.2 防水粘結層的施工

在處理后的橋面上涂刷AMP二階反應型防水粘結材料(0.5 kg/m2)。采用人工分兩次涂布，第一次和第二次時間間隔為6 h，施工12 h后進行橡膠瀝青應力吸收層的施工。

3.3 橡膠瀝青SAMI應力吸收層的施工

1)橡膠瀝青撒布：橡膠瀝青撒布量一般為2 kg/m2～3 kg/m2，根據(jù)試撒情況采用2.2 kg/m2，撒布應均勻。2)撒鋪碎石：橡膠瀝青撒布3 min內立即滿鋪碎石，碎石撒鋪量范圍為15 kg/m2～22 kg/m2，根據(jù)試鋪情況確定為19 kg/m2，以滿鋪、不散失為度。3)碾壓：碎石撒鋪后立即進行碾壓作業(yè)，采用兩臺徐工XP201輪胎壓路機緊跟碎石撒布車同時進行碾壓，碾壓遍數(shù)為3遍，從撒布橡膠瀝青到碾壓完成，在10 min內完成。4)清掃：在應力吸收層完成后應對橡膠瀝青應力吸收層進行清掃，以清除多余的和沒有粘結的松散碎石。

3.4 橡膠瀝青混凝土的施工

1)橡膠瀝青混合料拌合。

橡膠瀝青混合料的拌合參照普通瀝青混合料的拌合工藝，現(xiàn)場嚴格控制各環(huán)節(jié)溫度。在拌合時，溫度控制在170℃～185℃，但不要超過190℃，超過190℃及低于170℃的混合料應廢棄。保證供給拌合樓的橡膠瀝青大于195℃，集料加熱溫度控制，混合料的出廠溫度控制在175℃，同時盡量縮短橡膠瀝青供給管道長度，并在供給橡膠瀝青前提前30 min～60 min用導熱油對管道進行預熱，通過控制好拌合樓操作溫度，以適應橡膠瀝青混合料要求的拌合攤鋪溫度較高的要求。

2)橡膠瀝青混合料運輸。

橡膠瀝青混合料施工前，根據(jù)現(xiàn)場的施工速度確定所需運輸車輛的數(shù)量。橡膠瀝青混合料運輸車的運量應較拌合能力和攤鋪速度有所富余，攤鋪機前方應有3輛～5輛運料車等候卸料。橡膠瀝青混合料到場溫度不低于165℃。

3)橡膠瀝青混合料攤鋪。

橡膠瀝青斷級配攤鋪溫度一般為138℃～163℃，由于溫度對于橡膠瀝青混合料充分壓實的重要性，采用上限，實體工程規(guī)定攤鋪溫度不小于160℃。

4)橡膠瀝青混合料壓實。

橡膠瀝青粘度大，碾壓不宜采用輪胎壓路機。本工程采用了適合橡膠瀝青混凝土橋面壓實的酒井SW651ND復式水平振蕩壓路機。碾壓時遵循“高頻、低幅、緊跟、慢壓”的原則。

4 通車后的橋面狀況

通車兩年后，寨子溝大橋超薄橡膠瀝青鋪裝層各項路面性能良好，與傳統(tǒng)的橋面鋪裝層相比，具有更優(yōu)越的高低溫性能，抗車轍能力強，耐久性好以及較好的降噪功能等，而且改善了橋面鋪裝層的性能并延長了使用壽命。

5 經(jīng)濟效益分析

采用橡膠瀝青超薄層橋面鋪裝(2.5 cm)與傳統(tǒng)的SBS改性瀝青混凝土橋面鋪裝(4 cm)進行價格比較分析(見表3)。

表3 價格對比表

從表3材料價格對比可以看出，在相同路面功能的前提下，每平方米橡膠瀝青混凝土橋面鋪裝價格要比每平方米SBS改性瀝青混凝土橋面鋪裝價格要低34%，節(jié)約材料成本4萬余元，從而大大節(jié)約了橋面鋪裝的成本，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

［1］ 交通部公路科學研究院.橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］ JTG F40-2004，公路工程瀝青路面施工技術指南［S］.

［3］ 崔學軍.鋼橋面鋪裝修復施工技術［J］.山西建筑，2009，35 (10)：313-314.