橡膠瀝青碎石封層在隴南公路預防性養護維修中的應用

（隴南公路局，甘肅 隴南 746000）

1 研究背景

人們對環保越來越重視。橡膠瀝青材料的應用可有效緩解廢棄輪胎污染環境、占用土地等問題。相比普通熱瀝青碎石封層，橡膠瀝青碎石封層粘性更高，基于橡膠的特性，很大程度上增強路面的抗變形能力，并能充分吸收裂縫處集中應力，避免反射裂縫傳遞。此外，因橡膠具有良好防水性能，橡膠瀝青碎石封層可增強路面防水能力，不易被浸蝕,提高了碎石封層路用性能。

2 工程概況

國道316線（楊店至八盤山）K2466+200-K2605+200段于2011年災后恢復重建后，交通量較大，尤其重載車輛增多，導致路面出現了不同程度的病害問題，如網裂、沉陷、龜裂等。隴南局逐年在該路段逐段實施了瀝青碎石同步封層、微表處、罩面、重鋪等不同工藝的預防性養護維修工程，有效延長了路面使用壽命，但是部分路段縱橫向裂縫、龜（網）裂仍然較嚴重，無法滿足現有交通運輸的要求，根據現狀隴南公路局多措并舉，于2020年4月針對K2474+700-22476+500段較嚴重的龜裂病害，實施了橡膠瀝青同步碎石封層試驗，層厚度為4cm。

3 橡膠瀝青碎石封層技術原理

碎石封層指通過專用同步碎石封層車在路面上同時撒鋪碎石、膠結材料，在車輛碾壓作用下，構成一種瀝青碎石磨耗層，從而保護路面結構。根據設計要求，必須合理控制膠結材料，如改性瀝青、改性乳化瀝青等的撒布量，確保其各項技術指標滿足規定要求。而橡膠瀝青同步碎石封層技術是在同步碎石封層基礎上發展而來，技術原理基本相似，通過專用橡膠瀝青同步碎石封層設備，在路面同時撒鋪高溫橡膠瀝青和符合規定的石料，在最短時間內保證瀝青材料與石料充分粘結，并在外荷載壓力作用下，持續發生反應，從而保證其強度滿足施工要求。施工過程中需合理控制撒鋪溫度，一般情況下，橡膠改性瀝青的撒鋪溫度需控制在180℃左右，當瀝青材料與石料結合時，則需控制在165℃以上，保證具有良好流動性。橡膠瀝青同步碎石封層技術具有抗裂性能強及防水、防滑性能良好等特點。相比常規罩面施工技術，橡膠瀝青同步碎石封層的成本較低，僅為熱瀝青混合料罩面（3cm厚）成本的一半，甚至更低，但其質量卻高于熱瀝青混合料罩面施工工藝，具有質優價廉的優勢。

4 橡膠瀝青混合料的路用性能

為充分了解橡膠瀝青混合料的性能，在鋪筑試驗段時針對兩種不同混合料，即90#熱瀝青和橡膠瀝青進行高溫穩定性、低溫抗裂性、彈性恢復性能對比分析，如表1所示。

表1 實驗檢測結果

4.1 高溫穩定性

通過軟化點可評價兩種混合料的高溫性能。試驗結果為90#熱瀝青44.5℃，橡膠瀝青68.4℃，說明橡膠瀝青具有良好的高溫穩定性及較高粘性，可降低車轍產生的幾率。

4.2 低溫抗裂性

對于瀝青低溫抗變形能力，延度是其主要評價指標。針對5℃延度，橡膠瀝青為17.1cm，90#熱瀝青為6.5cm。由此說明，相比普通瀝青的低溫脆性，橡膠瀝青更具優勢，原因在于橡膠粉自身具備可塑性、延展性，與瀝青充分結合后可提高橡膠瀝青的低溫延展性能。

4.3 彈性恢復性能

瀝青路面的變形恢復能力往往選擇彈性恢復率來反映，當彈性恢復率低時，說明瀝青材料的變形恢復能力較差。由表1可見，25℃彈性的恢復率90#熱瀝青為7.21%，橡膠瀝青為76.2%。其作為瀝青抗疲勞能力的關鍵性指標，說明相比普通瀝青，橡膠瀝青的抗疲勞性能更強。原因在于橡膠粉自身彈性較大，結合瀝青材料之后，很大程度上可提高橡膠瀝青的彈性恢復性能，還能增強瀝青路面的抗疲勞能力，有利于延長路面使用壽命。

5 材料選擇

5.1 橡膠瀝青

試驗表明，橡膠粉摻量增加，橡膠瀝青粘度也會隨之增加，這可以有效改善路面路用性能，但也大大增加了施工難度，因此必須合理控制橡膠粉的摻加量。根據工程實際情況，選擇18%～20%作為橡膠粉摻量范圍，采用90號基質瀝青，30目膠粉，按照表2相關要求確定橡膠瀝青技術指標。此外，還要確定橡膠瀝青撒布量，要求控制在1.5～2.0kg/m2范圍內，保證撒布量適宜，避免出現泛油、瀝青膜厚度不足等問題。

表2 橡膠瀝青技術要求

5.2 石料

一般情況下選擇3 擋粒徑石料，多為4.75～9.5mm、9.5～13.2mm、13.2～16mm。根據工程建設需要，本試驗段選擇單粒徑石灰巖碎石，9.5～13.2mm，保證顆粒形狀良好，且不存在雜質、風化等現象。石料各項力學指標應符合公路工程技術標準要求。

5.3 水

選擇無污染、無雜質的自來水即可，保證用水量滿足施工規定。

6 橡膠瀝青碎石封層應用的技術要點

6.1 施工準備

施工前需做好原路面處理工作，及時修補路面病害。首先要檢測原路面，因本路段存在嚴重龜裂病害，需針對路面強度不足處及時補強。此外要清理干凈其他污染物，待路面表層干燥度滿足設計要求后，即可開始同步碎石封層施工。根據施工量，需合理配置施工設備，本試驗段所需設備包括橡膠瀝青同步碎石封層機、裝載機、膠輪壓路機、瀝青運輸車等。根據交通管制方案，在指定位置設置交通標示，保證施工安全。

6.2 試驗段鋪筑

按照設計方案，準確確定同步封層車的各項參數，如石料撒鋪量、瀝青撒布量、行駛速度等，通過試驗段鋪筑，詳細校正上述參數，用于指導大面積施工。

6.3 撒布橡膠瀝青及碎石

施工中應對橡膠瀝青和碎石的撒布量進行合理控制，確保撒布的均勻性，對于撒布的瀝青溫度需要控制在180℃～190℃之間。

6.4 接縫處理

第一類橫縫處理，可選擇對接法。在路段起、終點前后部位橫鋪油氈紙，保證橫向銜接準確。待封層車通行之后，即可將油氈紙去除。第二類縱縫處理，在縱縫施工中要分幅進行，保證施工質量。

6.5 碾壓

完成撒布施工作業后需及時做好碾壓施工，要求在5～8km/h之間控制碾壓速度，保證在瀝青內充分嵌擠單粒徑碎石材料，保證其固定良好。根據施工要求，需合理控制碾壓遍數，一般為3～4遍，確保壓實度滿足設計要求。

6.6 養護

相比其他施工技術，同步碎石封層鋪筑后的初期養護極為重要，一是對剝離的石料及時清掃回收，二是若局部嚴重泛油，需及時進行石料補填，保證路面平整度。

7 結語

綜上所述，伴隨公路建設規模的逐步擴大，瀝青路面應用愈加廣泛，其后期預防性養護問題也備受關注。橡膠瀝青同步碎石封層技術的應用，可有效修補路面病害，增強路面強度，提高施工質量，同時有效解決廢舊材料的重復利用問題，減少對環境的污染，促進公路事業的可持續發展。