干法橡膠瀝青混凝土在高等級路面施工中的應用

張 立 軍

(山西長興路橋工程有限公司,山西 長治 046000)

干法橡膠瀝青混凝土在高等級路面施工中的應用

張 立 軍

(山西長興路橋工程有限公司,山西 長治 046000)

橡膠瀝青混凝土路面是解決廢舊輪胎污染的有效途徑之一，介紹了干法橡膠瀝青混凝土路面的技術特點和路用性能，以某工程為例說明了施工中質量控制關鍵點，具有良好的經濟效益和社會效益。

橡膠瀝青，干法，路面

0 引言

隨著我國經濟社會的持續快速發展，汽車保有量將繼續呈快速增長趨勢，與之伴隨的是廢舊輪胎數量也增長迅猛。廢舊輪胎作為固體廢棄物，傳統的露天堆積存放占用土地，還造成環境污染，影響人民群眾的正常生產生活。進行廢舊輪胎處治，實現循環利用是變廢為寶的一種有效途徑。

使用廢舊輪胎制備的橡膠瀝青具有粘度高、彈性大的特性，在高溫條件下有永久抗變形功能，顯著改善抗低溫裂縫的性能，延長混合料的疲勞壽命。將其應用于高等級路面中，能提高路面抗疲勞裂縫和反射裂縫能力，改善瀝青混凝土路面的路用性能,在一定條件下減薄路面厚度，有效降低交通噪聲，改善行車舒適性。從提高瀝青路面使用性能和廢物再利用保護環境雙重角度出發，膠粉橡膠瀝青在路面的應用具有廣闊前景。

1 干法橡膠瀝青工藝的技術特點

廢舊橡膠顆粒應用于瀝青路面主要分為濕法和干法兩類。使用濕法工藝進行橡膠瀝青混凝土制備時，先在熱瀝青中摻入一定量廢橡膠顆粒充分拌和，再添入集料拌和均勻后制成。濕法橡膠瀝青具有高粘度、高彈性的特性，應用于應力吸收層、碎石封層或作為密級配、間斷級配或開級配瀝青混凝土的結合料使用較多，也可作為水泥路面的嵌縫料使用。

在干法工藝制備的橡膠瀝青混合料中，橡膠顆粒作為細集料使用。先將廢舊輪胎橡膠顆粒與集料干拌后，噴入瀝青拌和均勻后制成，也稱為摻加橡膠顆粒瀝青混凝土。干法橡膠瀝青混合料可在密級配、開級配或斷級配熱拌瀝青混合料中使用，應用于冷拌瀝青混合料、填縫料或表面處治的效果不佳。

使用干法工藝的橡膠顆粒瀝青混凝土在路用性能方面具有如下技術特點：

1)在路面混合料設計時，無論使用維姆法或是馬歇爾法，干法工藝下的橡膠瀝青混合料穩定度均有所降低。

2)與普通瀝青混合料相比，干法工藝下的橡膠瀝青混合料回彈模量低，但比濕法橡膠瀝青混凝土高10%～20%。

3)與普通瀝青混合料相比，干法工藝下的橡膠瀝青混合料疲勞壽命有所增加，但降低了抗永久變形能力。

4)干法工藝下，混合料中的橡膠顆粒摻量影響路面反射裂縫出現的時間。為保證路面的抗反射裂縫性能，按集料總量的1%～2%進行橡膠顆粒的最小摻量控制。

2 干法橡膠瀝青混凝土路面性能

在我國，濕法橡膠瀝青混合料已經在一些省市進行了鋪筑和推廣，效果良好。干法卻剛剛起步，與濕法相比，干法橡膠瀝青混凝土路面具有以下特性。

2.1改善路面基本性能

與熱拌瀝青路面相比，橡膠瀝青混凝土路面的路用性能得到有效改善。干拌橡膠瀝青混合料采用斷級配結構，路面可產生較粗糙的表面紋理，路面摩擦系數和構造深度較大，路面抗滑性能和高溫抗車轍性能有所提高。同時，還有利于吸收行車噪聲，顯著提升行車舒適度。

在混合料生產過程中，燜料有助于實現橡膠顆粒與瀝青的充分反應，使得結合料彈性與粘性有所提高，利于提高路面的抗反射裂縫能力，具有高彈特性的橡膠顆粒使得路面柔韌性增強。

2.2除冰雪性能

干法橡膠瀝青混凝土具有顯著的抑制路面結冰的效果。在國外多雪國家，如美國、瑞典、日本等，得到了大力推廣和應用。

在橡膠瀝青混合料中，橡膠顆粒作為細集料使用。在特殊氣候條件下，在行車載荷作用下，暴露在路表較大橡膠顆粒可使得路面產生彎曲，將路面冰雪破碎融化，使得路面的行車安全性得到顯著改善。

3 施工工藝

本文以某公路施工為例，介紹干法橡膠瀝青混凝土面層的施工。在本例中，使用350 mm厚水泥穩定砂礫層為路面基層，使用40 mm厚瀝青貫入式為次基層，使用30 mm厚橡膠顆粒改性瀝青混凝土表面層。

在基層和次面層施工完畢后，進行干法橡膠瀝青混凝土面層的施工。

3.1原材料和級配設計

在本次施工中，粗集料、細集料均采用石灰巖。

使用的級配類型AC-13。常溫下粉碎廢舊汽車輪胎進行橡膠顆粒采集，粒徑范圍為不大于1 mm。使用各項指標均符合規范要求的A級90號道路石油瀝青。

在目標配合比基礎上，使用等體積的橡膠顆粒來代替對應粒徑的集料，確定的橡膠顆粒摻量按集料質量的2%控制，油石比按5.4進行控制。

3.2溫度控制

進行干法橡膠瀝青混合料面層施工時，各施工工序應在較高溫度條件下進行，確保各工序精準的溫度控制是確保施工質量的關鍵之一。

瀝青混合料的溫度采用具有金屬探測針的插入式數顯溫度計測量。在本例中的各環節溫度控制見表1。

表1 施工環節溫度控制

3.3投放橡膠顆粒

干法橡膠瀝青混合料拌和中，可采用現有拌和設備，無需進行改造。

橡膠顆粒質量與用量對混合料的性能影響較大，應準確計量每次拌和所需橡膠顆粒，用聚乙烯袋分裝備料。

石料投入攪拌機并預熱至185 ℃后，加入橡膠粉及反應劑，如圖1所示。

采用人工將橡膠顆粒由拌和機攪拌倉觀察口投入，參與混合料拌合。

3.4混合料拌和

在該工序中，橡膠顆粒的級配、摻量基預處理和拌和時間是確保混合料拌和質量的關鍵影響因素。

實驗室確定的混合料拌和時間通過試驗段驗證后確定，以保證橡膠顆粒分布均勻，目測出料無結團，集料被瀝青均勻裹覆為準。在本例中，先是石料與膠粉先拌和5 s后加入礦粉，再拌5 s～10 s。最后加入160 ℃基質瀝青拌和40 s。

燜料是確保混合料質量的關鍵，燜料溫度控制在180 ℃。一般分為拌和樓儲存倉或運輸車兩種燜料方式。在本例中，因拌合樓距離施工現場較近，故采用拌合樓燜料方式，如圖2所示。當拌合樓距離施工現場較遠時，計算好運料時間，通過運料車運輸途中進行燜料可有效提高施工效率。

3.5鋪攤

使用普通攤鋪機，連續、勻速進行鋪攤作業，如圖3所示。由于干法橡膠瀝青路面層厚較薄，鋪攤后的混合料降溫較快，攤鋪速度按1 m/min～3 m/min進行控制。

在進行松鋪系數確定時，由于橡膠顆粒具有較大的彈性變形，須對橡膠顆粒回彈造成的標高變化予以考慮，通過實驗室確定及試驗段驗證后確定。

在鋪攤過程中，為確保鋪攤質量，應監測混合料溫度變化情況，及時調整鋪攤方案。

3.6壓實

研究表明，混合料的放置時間過長或壓實控制不利時，容易導致路面出現早期破壞。

瀝青路面壓實采用鋼輪壓路機(如圖4所示)兩階段碾壓法。在碾壓過程中，應時刻進行溫度和厚度控制。為確保碾壓效果，通過監測結構層內部溫度變化情況，以及時進行碾壓進程調整。在我國，使用帶金屬探針的數顯式溫度計較為常見。

壓路機應緊隨攤鋪機，以確保初壓在盡可能高的溫度下進行。初壓開始溫度應在165 ℃以上，碾壓終了溫度應不低于130 ℃，碾壓次數控制在3遍～5遍。

在進行二次碾壓時，為確保橡膠顆粒充分就位且無法自由膨脹，應在相對較低溫度下進行。碾壓開始溫度應控制在80 ℃，終了溫度不低于60 ℃。碾壓次數控制在2遍～3遍。

經檢測，路面強度達到設計要求后，即可開放交通。

4 結語

在干法橡膠瀝青混凝土中，與濕法相比，干法采用的橡膠顆粒尺寸較大，加工成本低，摻量是濕法工藝的2倍～3倍，無需加裝特殊設備或進行較大的設備改裝，施工成本低，消耗的廢舊輪胎數量大，在減少環境污染和節省石料方面效果顯著。

干法橡膠瀝青路面能改善路面基本性能，具有顯著的除冰融雪性能。同時，實現了廢舊輪胎的循環利用，是一種新型的綠色路面材料，在我國進行推廣和應用，具有良好的經濟效益和社會效益。

[1] 潘文君,陳 勇,霍 明.廢輪胎橡膠顆粒干法改性瀝青混凝土的研究[J].交通標準化，2008(10):12-15.

[2] 逯艷華.干法橡膠顆粒瀝青混合料面層應用研究[J].黑龍江交通科技，2008(10):21-24.

Applicationofdry-processedrubberasphaltconcreteinhighergradepavementconstruction

ZhangLijun

(ShanxiChangxingHighwayBridgeEngineeringCo.,Ltd,Changzhi046000,China)

Rubber asphalt concrete pavement is an effective way for solving waste tire pollution. The paper introduces technological features and highway performance of dry-processed rubber asphalt concrete pavement, and illustrates critical construction quality control points with the engineering as an example, which has great economic and social benefits.

rubber asphalt, dry-process, pavement

U414

A

1009-6825(2017)27-0113-02

2017-07-15

張立軍(1968- )，男，工程師