高速公路橡膠瀝青碎石封層施工技術分析

李政

摘要：橡膠瀝青碎石封層作為一種新型材料，與其他瀝青封層相比，在延緩反射裂縫、加強層間結合、抗水損能力方面具有顯著優勢。文章介紹了橡膠瀝青碎石封層技術，探討了橡膠瀝青碎石封層組成結構與同步封層施工方法，并結合工程案例分析了高速公路橡膠瀝青碎石封層施工技術的運用情況。

關鍵詞：高速公路;橡膠瀝青;同步碎石封層;施工技術

0 引言

目前，國內不少早期修建的高速公路均進入了大中修期。經調查顯示，部分病害的根本原因在于層間結合質量較差，導致路面使用壽命受到影響，對此加強層間處置材料、技術研究具有重要意義。本文主要以橡膠瀝青碎石封層技術為研究對象展開分析，其具有較好的防水粘結、應力消減功能，能夠有效提高路面整體性，提高高速公路服務質量。

1 橡膠瀝青碎石封層技術概述

碎石封層技術，指的是將瀝青與集料撒布在路面上，經碾壓后形成防水磨耗層，以提高路面抗滑、抗水損害能力，減少瀝青路面病害，延長使用壽命，該技術在高速公路面層養護、農村新路面修建中均得到了廣泛應用。

橡膠瀝青碎石封層是新一代層間處置材料，性能較為優異。橡膠瀝青主要由瀝青、回收輪胎橡膠及添加劑組成，一般內摻量≥15%、外摻量≥17.6%。不同用途下的橡膠粉摻量可參考表1。

基于大量的經驗積累與反思，橡膠瀝青碎石封層技術逐漸趨于成熟，施工質量、速度均有大幅提高，被廣泛用于瀝青路面新建與改建、瀝青混凝土橋面鋪裝、水泥混凝土路面瀝青加鋪等工程，本文著重圍繞此技術展開詳細分析，以期進一步提高高速公路服務質量。

2 橡膠瀝青碎石封層組成結構及施工方法

2.1 橡膠瀝青碎石封層組成結構

2.1.1 結構分類

根據不同使用要求，可將碎石封層結構分為7種，具體如圖1所示。

上述幾種結構形式中，單層碎石封層基本可滿足養護所需，但是用于新建道路時不如雙層碎石封層耐久性好。倒裝封層適用于第一層碎石難以鑲入、原有路面堅硬的道路。嵌擠封層適用于交通量大且車速快路段。帽封層起源于南非，后來在北美也相繼使用。三明治封層適用于老路磨損嚴重路段。

2.1.2 結構形成

橡膠瀝青碎石封層施工中，瀝青、碎石基本同步灑布，由于時間間隔十分短，瀝青溫度基本可維持在180 ℃左右，流動性好，與碎石接觸面積大，獲得類似“鑲嵌”的效果，整體結合效果好，不會出現骨料流失的問題。完成橡膠瀝青碎石封層的灑布工作后及時碾壓，確保碎石移動至穩定狀態，封層形成強度時可鋪筑面層。

2.2 橡膠瀝青碎石封層施工方法

結合橡膠瀝青碎石封層相關設備與施工技術發展情況分析可知，目前主要采用同步碎石封層施工方法，此方法采用同步碎石封層車，實現瀝青結合料與碎石的同時灑布，獲得良好的粘結效果，保證碎石封層質量滿足設計要求。

橡膠瀝青同步碎石封層施工基本流程如圖2所示，具體施工關鍵點如下：

（1）施工前需做好各項準備工作，包括環境、機械設備以及材料等。嚴格根據試驗路段鋪筑情況，計算確定瀝青用量、碎石灑布量等，合理調整封層車參數。如果舊路面存在較多病害，應在處理完畢后清掃，確保路面無雜物、灰塵等，方可開展碎石封層施工。

（2）同步封層鋪筑，嚴格按標定好的參數進行同步封層鋪筑作業。同步碎石封層車需維持勻速前進，以3～4 km/h為宜。起點鋪設油毛氈，防止瀝青飛濺。局部灑布不到位的地方，人工補灑。完成灑布后及時使用膠輪壓路機碾壓，合理控制碾壓速度、遍數，保持勻速前進，嚴禁隨意剎車、更改行駛路線。

（3）清掃、浮料收集：完成碾壓施工后，及時將封層表面清理干凈，并封閉交通，一般24 h內不允許車輛通行，24 h后使用強力掃刷車再次清掃施工后的路段，確保路面無浮料。

通過橡膠瀝青碎石封層的運用，在瀝青面層與基層之間可形成一個高粘彈性的軟介層，牢牢吸附面層與基層，提高路面整體性，延長道路使用壽命。

3 實例分析

3.1 工程概況

本文僅以某高速公路養護工程為例展開分析。該高速公路為雙向四車道，采用瀝青混凝土路面，路面結構形式如表2所示。此高速公路投入運行兩年后，對其中211.82 km路段進行了養護管理，此路段主要病害為路面裂縫、唧漿。根據調查顯示，基本5～8 m路面上就有一道橫向裂縫，縱向裂縫相對較少。經綜合分析決定采用路面加鋪處理方法，包括1 cm橡膠瀝青碎石封層（AR-SAMI）、5 cm間斷級配橡膠瀝青混凝土上面層（AR-AC13）。

3.2 橡膠瀝青材料的選用

本項目選用的是AH-90#道路石油瀝青，A級標準。碎石封層、瀝青混凝土分別采用80目、60目膠粉，摻量控制在基質瀝青質量的20%±2%。

橡膠瀝青加工流程如下：

（1）使用快速升溫設備進行基質瀝青均勻、快速加熱，19～25 s內完成160 ℃～200 ℃的升溫;

（2）基質瀝青、橡膠粉按70∶30質量配比，使用高速剪切預拌系統拌制，轉速為3 562 r/min;

（3）預拌好的橡膠瀝青送至熔脹反應系統，反應時間為45～60 min，反應溫度、出料溫度為180 ℃～195 ℃、195 ℃;

（4）經檢測，橡膠瀝青技術指標見表3。

3.3 橡膠瀝青碎石封層施工技術要點

3.3.1 設備材料準備

（1）碎石材料

本項目選用的玄武巖碎石，使用反擊式破碎機破碎，粒徑為0.9 ～1.32 cm，具體技術指標見表4。

（2）主要施工機械

本項目橡膠瀝青碎石封層采用同步施工方法，主要施工機械如表5所示。

3.3.2 施工工藝

3.3.2.1 工藝流程

施工準備→灑鋪前處理→橡膠瀝青和碎石同步灑布→碾壓。

3.3.2.2 工藝要點

（1）路面準備：公路原路面清理干凈、無雜物，覆蓋路緣石等構造物，防止被瀝青污染。

（2）瀝青、碎石灑布：本項目采用橡膠瀝青碎石同步封層機實施作業。施工前對封層機進行調試標定，橡膠瀝青、碎石灑布量控制參數、灑布現場溫度如表6、表7所示。封層機準確、整齊地進行縱橫向銜接，控制好接縫處重疊寬度，多余部分由人工清除。

（3）碾壓：本項目采用重型輪胎壓路機進行碾壓施工。碾壓時間、溫度分別控制在10～20 min、40 ℃，在整個施工過程中維持勻速，不得突然剎車、掉頭。具體碾壓參數見表8。要求碾壓后橡膠瀝青對碎石裹附率≥50%，完成碾壓2～3 h后，清掃收集浮石。

（4）面層施工：封層施工完畢后第二天，鋪筑 AR-AC13 橡膠瀝青混凝土。

3.4 施工效果

本項目由于原材料質量可靠、混合料配比合理，壓實機械組合優化，整體鋪筑碾壓施工質量較好，經檢查各項指標均達到規范標準，為后繼作業奠定了良好基礎。

4 結語

綜上所述，在高速公路新建、改擴建中，瀝青碎石封層的應用十分廣泛，其具有較好的抗滑性、耐磨性、防水性等，而且此類施工技術相對簡單且成本較低，具有較大的推廣應用價值。與普通瀝青相比，橡膠瀝青的粘彈性較高，高低溫性能較好，可有效減少剎車擁包、脫皮、高溫泛油等問題。工程實踐時，需根據項目情況合理選擇基質瀝青、橡膠粉以及碎石，嚴格按規范落實路面處理、瀝青與碎石灑布、碾壓等工序，切實保證橡膠瀝青封層粘合良好，為后續施工奠定堅實的基礎。

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