橡膠瀝青在道路建設及養(yǎng)護中的運用

張肅軍

【摘 要】裂縫已成為公路主要病害之一，特別是甘肅河西地區(qū)，裂縫密度較大，是造成水損壞的主要因素。橡膠瀝青碎石封層和橡膠瀝青混凝土的運用，改善路面使用功能，延長路面使用壽命，有效的減緩原有裂縫的反射，而且對于路面橋面封水效果明顯，預防水損壞的發(fā)生。廢胎膠粉的利用，減輕廢輪胎帶來的環(huán)境壓力，符合我國當前建設節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經濟的政策。應大力推廣該技術在道路工程建設和養(yǎng)護中的應用。

【關鍵詞】橡膠瀝青加工；橡膠瀝青碎石封層；橡膠瀝青混凝土路面；技術運用

在全社會推進資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的前提下，交通系統(tǒng)已將材料節(jié)約與循環(huán)利用列為有力的技術支撐，大力推廣路面再生技術、新材料、新技術和新工藝的運用，為交通建設資源的高效利用和循環(huán)利用提供示范。橡膠瀝青技術的運用，不僅可以提高廢舊輪胎的利用，而且運用范圍廣，適合與瀝青路面的各結構層。廢輪胎粉碎成膠粉在瀝青路面結構中使用，是世界上公認的環(huán)保再生利用的手段之一，也符合我國當前發(fā)展循環(huán)經濟、資源再生利用的國策，橡膠瀝青技術的運用已逐步走向成熟，運用范圍在不斷的擴大。

1 工程概況

工程實施路段位于連（云港）霍（爾果斯）高速G30在酒泉境內SK2522-SK2528區(qū)間。該地區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū)，氣候主要特點是降雨少、蒸發(fā)量大、日照長、晝夜溫差顯著、冬春季節(jié)不太明顯，夏季炎熱而冬季寒冷，風大砂多，植被稀少，具有典型的大陸性荒漠氣候特征。根據(jù)氣象資料統(tǒng)計，多年平均氣溫6.9℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-31.6℃。多年平均降水量63.3-86.7mm，在全國公路氣候自然分區(qū)中屬于西北干旱Ⅵ區(qū)。本項目原設計路面為瀝青混凝土路面，上面層為5cm中粒式瀝青混凝土，下面層為7cm粗粒式瀝青混凝土，基層為30cm為水泥穩(wěn)定砂礫，底基層采用20cm水泥穩(wěn)定砂礫。路基總寬度為25.5m，單向行車道寬度為11m。工程實施路段處于戈壁路段，存在集料剝落，瀝青老化等問題，存在最大病害為裂縫，平均間距為8m，都為橫向貫通基層反射裂縫，裂縫寬度為2.5mm左右。本次施工對原有路面裂縫進行灌封處理后，實施1cm熱熔橡膠瀝青碎石封層，加鋪5cm橡膠瀝青碎石封層。

2 橡膠瀝青的加工

2.1 膠粉加工

使用子午胎40目膠粉，通過試驗數(shù)據(jù)達到技術要求。

2.2 橡膠瀝青加工設備標定

對橡膠瀝青加工設備計量設備進行標定。膠粉的計量稱重設備，瀝青泵的計量，反應釜的稱重設備進行準確標定。在實際的加工過程中，隨機抽取數(shù)據(jù)，對膠粉稱重數(shù)據(jù)和瀝青計量數(shù)據(jù)進行抽查驗證。在每天工作結束后，根據(jù)反應釜的稱重設備總數(shù)據(jù)驗證瀝青和膠粉數(shù)據(jù)的準確性。

2.3 橡膠瀝青加工過程

（1）本次施工橡膠瀝青加工采用現(xiàn)場加工，保證橡膠瀝青技術指標的穩(wěn)定性。

（2）在加工過程中，主要是溫度的掌握。在基質瀝青貯存罐加熱溫度仍需遵守170℃-180℃的要求，在注入橡膠瀝青加工罐后繼續(xù)升溫，橡膠瀝青加工罐加熱設備可快速升溫，配備有大功率燃燒器，避免基質瀝青長時間高溫所造成的老化問題。在橡膠瀝青混合罐內溫度應該根據(jù)試驗180℃旋轉黏度3.0的要求，控制在190℃-200℃之間。

（3）在橡膠瀝青加工混合后，始終保持攪拌狀態(tài)，在混合罐和反應釜內，裝有臥式攪拌器，避免膠粉的沉淀。采用的間歇式攪拌設備，在反應釜內攪拌反應時間不少于1小時。

2.4 橡膠瀝青的指標檢測

（1）橡膠瀝青核心指標是：針入度、軟化點、彈性恢復及黏度。關鍵指標為黏度。黏度也是隨時需要根據(jù)溫度檢測的指標。

（2）在橡膠瀝青黏度的檢測中，避免對橡膠瀝青進行二次加熱后測定黏度，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，二次加熱比現(xiàn)場測定黏度偏低0.3-0.5Pa.s，對黏度的檢測應以現(xiàn)場反應釜內使用便攜式黏度測定儀。

（3）檢測過程中應該注意溫度的影響，溫度偏高，黏度值較低，溫度偏低，黏度值較高。這也是在以后的施工中控制溫度的原因。

3 瀝青碎石封層

1）對橡膠瀝青撒布車和碎石灑布車進行計量標定。

2）對原路面進行清掃和灌縫處置。

3）采用單粒徑9.5-13.2mm石料灑布，根據(jù)單位面積滿鋪后的質量，按照灑布面積達到60%的要求，確定灑布量為12kg/m2。在灑布前對石料在拌合樓進行加熱，溫度控制在120℃。

4）瀝青灑布車按照2kg/m2標定。根據(jù)灑布前和灑布后的過磅質量差，和路面灑布數(shù)量，對灑布量進行校正。

4 橡膠瀝青混凝土的生產

本工程使用瑪璉尼3000型拌合樓生產ARHM13（W）型瀝青混合料。

4.1 目標配合比（表1、表2）

采用間斷級配，控制2.36-4.75mm規(guī)格的石料用量。

4.2 生產配合比

首先對拌合樓進行計量稱的標定。然后確定延遲誤差和噴油誤差。由于拌合樓所有倉門都為液壓裝置，在計量稱達到設定值時，液壓閥傳感器收到信號開始關閉倉門，在倉門關閉時間還會有石料落入，此落入量就為延遲誤差值，誤差值和料倉里存貯石料的重量有很大關系，存貯料越多，倉門關閉時，由于重力作用流入量越大，所以在配合比的驗證過程中，要保持拌合樓的生產連續(xù)穩(wěn)定性。拌合料場具體程序如下：

1）根據(jù)目標配合比，確定冷料倉比例，10-15mm：5-10mm：0-3mm=46%：19.6%：28.4%，根據(jù)相應的質量比，調整冷料倉調速電機的功率。

2）待加熱滾筒溫度恒定后，冷料倉開始供料。

3）熱料倉存貯量達到60%后，關閉冷料倉，對各個熱料倉石料進行篩分，確定單級配篩分。

4）連續(xù)生產過程中，逐步調整粉煤機調速電機功率，使加熱滾筒溫度恒定達到190℃-200℃。確定調速電機的功率。

根據(jù)熱料倉單級配重新進行配合比設計，達到目標配合比的級配要求。

5）重新開始拌合樓標定，在拌合樓按照熱料倉配合比進行設置，冷料倉開始供料，熱料按照試驗配比生產，統(tǒng)計每一盤實際的稱量值和設置值之間的差值，并逐步調整拌合樓修正值，使實際稱量值達到目標配比值。

6）觀測熱料倉的存貯量，逐步調整冷料倉供給，達到拌合樓溢料孔無溢料，熱料倉存儲量恒定后，確定冷料倉的供給比例。對拌合出的混合料進行取樣篩分。

7）根據(jù)篩分結果對照目標配比曲線，確定篩分曲線和目標配比曲線之間的凸凹點的峰值，并取中間值，進行每檔料的調整。

根據(jù)調整后的比例，再次拌合樓生產，再次篩分，直到接近目標配合比。

8）對拌合樓利用廢料拌合，確定噴油誤差，逐步調整修正值，使實際噴油量達到設置值。

9）拌合樓開始試拌，加熱骨料、加入礦粉和橡膠瀝青，連續(xù)生產后取樣，在試驗室采用馬歇爾試驗、車轍試驗等技術參數(shù)的檢測。根據(jù)試驗結果調整配合比、油石比和礦粉用量。直至到達目標要求。

5 橡膠瀝青混凝土路面

本項目實施原路面加鋪5cmARHM13（W）瀝青混凝土。

5.1 試驗段鋪筑

確定鋪筑300m試驗路段。

5.1.1 施工準備

1）人工：25人。

2）機械：三一重工攤鋪機兩臺，安裝均衡梁具有自動找平功能。YZC12雙鋼輪壓路機5臺，自卸車12輛。

3）根據(jù)3000型拌合樓產量確定為120t/h，運距25km，試驗段總用量400t，初設攤鋪機速度為3m/min，待攤鋪機前運料車到達6輛開始鋪筑。

5.1.2 施工過程

1）攤鋪機提前一小時加熱熨平板，溫度達到100℃以上。

2）壓路機提前注滿水箱。

3）兩臺攤鋪機前后間距不超過10m。

4）一臺攤鋪機組合兩臺壓路機，初壓壓路機需緊跟攤鋪機進行壓實，復壓也須及時高溫壓實。壓路機噴水量不易過大，以不粘輪為宜。

5）混合料出料溫度控制在180℃-200℃，溫度控制均衡。

6）初壓溫度不宜低于155℃；復壓溫度不宜低于135℃；終壓溫度不宜低于90℃。壓實應該盡可能高溫條件下進行。

5.1.3 試驗段總結

通過試驗段鋪筑，對瀝青混合料進行馬歇爾試驗、高溫穩(wěn)定性、路面抗滑性能、鉆芯取樣檢測、混合料級配和路面滲水等試驗，經過檢測均符合規(guī)范標準。可以進行下一步組織施工。

5.2 項目工程鋪筑

按照試驗段路面施工方法，組織進行G30酒泉境內SK2522-SK2528區(qū)間路面鋪筑。

6 結束語

以上為施工環(huán)節(jié)的控制要素和施工經驗總結，鋪筑后的路面已進入寒冬期，截止目前未出現(xiàn)裂縫和水損壞。在橡膠瀝青混凝土的運用中應嚴格技術指標，不僅可以有效解決G30嘉安高速公路出現(xiàn)的密集裂縫，改善路面使用功能，延長路面使用壽命，而且減輕廢輪胎帶來的環(huán)境壓力，應推廣該橡膠瀝青技術在工程建設和養(yǎng)護中的應用。

【參考文獻】

[1]橡膠瀝青及混合料設計施工技術指南[S].人民交通出版社，2009.06.

[2]公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].人民交通出版社，2005.01.

[3]公路工程質量檢測評定標準[S].人民交通出版社，2005.01.

[4]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程[S].人民交通出版社，2011.12.

[責任編輯：王楠]