橡膠瀝青、膠粉雙復合改性瀝青混凝土路面施工技術研究

楊 環

（貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

橡膠膠粉雙復合改性瀝青混合料即瀝青中加入廢輪胎粉用于公路鋪設，成型后的橡膠瀝青混合料相比于傳統瀝青料擁有更好的抗車轍能力，其路面上面層添加多米克斯后，現場芯樣車轍次數可由6 000次增加到12 000次，高速公路承載力、抗壓性能明顯改善，路面使用壽命顯著增加[1]。橡膠膠粉雙復合改性瀝青混合料的應用，為廢舊輪胎再利用提供新途徑，促進資源循環與生態保護，降低了項目投資成本，生態效益顯著[2]。

1 工程概況

某高速公路第三合同段路面，路面寬度10.5 m，路基寬度24.5 m，路線全長6 km，路面結構形式為：1）下層：AC25普通瀝青混凝土，厚度7 cm；2）中層：AC20+Domix改性瀝青混凝土，厚度6 cm；3）上層：ARHM13(SW)膠粉雙復合改性瀝青混凝土，厚度4 cm；4）頂層：橡膠瀝青應力吸收層；5）基層：水穩碎石基層。

2 施工特點

橡膠膠粉雙復合改性瀝青混凝土路面施工特點如下：

（1）摻入了橡膠粉末，增加了瀝青混合料黏度和彈性，廢膠粉以顆粒狀散落在瀝青中，為充分混合，應以骨架嵌擠型間斷級配標準進行瀝青混合料礦料組成設計。

（2）膠粉對瀝青產生改性作用，以顆粒物的天然形式存在于瀝青混合料中，增加了瀝青穩定性，有良好的降噪性能，可顯著提升道路承載力和抗疲勞性能，抗車轍性能優越，并有效降低項目成本支出。

（3）橡膠瀝青混凝土路面為傳統瀝青路面厚度的40%～60%，承載力和抗反射裂縫性能更強，可節約路面材料用量，節約工程支出。

3 主要材料

3.1 廢輪胎膠粉

橡膠瀝青、膠粉雙復合改性瀝青混凝土路面施工過程中需控制的技術標準如表1和表2所示。

表1 路用膠粉的物理指標

表2 路用膠粉的化學技術指標

膠粉需存放于干燥通風的倉庫環境中，并配備防潮裝置，儲存時間上限6個月。

3.2 道路石油瀝青

道路石油瀝青應根據實際需求合理選擇，實踐中橡膠瀝青道路多選用型號為A-70或A-90的道路石油瀝青。道路石油瀝青存放應分品種存放于不同區域，應詳細信息、清晰標識，儲存溫度應結合儲存時間合理調整，在儲油罐中儲存時，需控制儲存溫度130～150 ℃范圍內[3]。

3.3 橡膠瀝青

（1）橡膠瀝青中膠粉比例為20%（按重量計），同時包括穩定劑、活化劑、改性劑、其他添加劑等，各組分稱重需用電子計算器精密稱量。橡膠瀝青改性需選用合適的穩定技術現場制作，添加活化劑和穩定劑后，將橡膠瀝青置于儲罐保存并不斷攪拌，確保無離析現象出現。使用前進行檢測，確保各項性能指標合規。

（2）Domix與膠粉合用對橡膠瀝青改性時，Domix需干法改性，使用風動機械進行同步攪拌，自動稱重后將其置于拌和鍋機械攪拌，攪拌均勻后加入膠粉和礦粉等重新攪拌混勻。

（3）膠粉改性環節需嚴格控制黏度指標，加強攪拌并進行性能檢測，嚴格控制施工環節的溫度。為保障改性性能，需保持施工溫度180 ℃條件下，手持旋轉黏度計進行膠粉改性指標的檢測，同時根據不同工藝階段要求進行溫度年度曲線圖的繪制。

4 施工設備

4.1 基本設備見表3

表3 施工設備配置表

4.2 試驗檢測設備

橡膠瀝青黏度需采用手持布氏旋轉黏度儀進行檢測，其余試驗檢測設備與常規瀝青基質檢測設備一致。

5 施工工藝

5.1 混合料配合比設計

橡膠瀝青配合比設計是否合理，直接決定項目質量，配比環節應遵循理論配合比設計、目標配合比設計、生產配合比設計及試驗路驗證四個階段，并在試拌和試驗路驗證過程中加強檢測，確保配比科學合理。

5.2 混合料拌和

（1）瀝青混合料拌和操作，以間隙式拌和樓進行精準控制，并經過傳感器對材料配比、用量、溫度等指標精準識別和調整。拌和樓礦粉倉需配備振動裝置避免操作中礦粉起拱，合適位置配備粉料倉避免水泥、粉灰外滲。

（2）以過往施工經驗進行瀝青混合料的混合攪拌，充分拌和使橡膠瀝青均勻裹覆集料，操作中注意控制拌和時間，間隙式拌和樓拌和時間需大于50 s；集料干拌環節，需將Domix與瀝青膠粉雙復合改性瀝青混合料均勻混合后干拌，每次干拌時間應大于30 s。

（3）橡膠瀝青、膠粉雙復合改性瀝青混合料生產環節需嚴格控制溫度，生產環節逐步提高加熱溫度，并于干拌鍋中混合集料，摻配集料需加溫至達標后，才進行所有組分料的拌和（如表4）。

表4 橡膠瀝青混合料的拌和溫度參數

（4）拌和過程中，操作人員應嚴密監控操作界面，觀察溫度傳感器、料位、粉螺旋、油泵等是否處于正常工作狀態。

（5）集料拌和前，根據施工需求計算出橡膠瀝青用量，并用電子稱重設備精準稱量，準備完畢后通知生產車間，嚴格控制拌和溫度、時間等。

5.3 混合料的運輸

（1）瀝青混合料運輸以載重25 t以上的自卸運輸車裝卸，料車需具備良好的保溫效果，每次運輸至攤鋪現場后徹底清理車廂。自卸運輸車輛車廂板面鋪設隔離層，防止瀝青黏連和余液蓄積。

（2）嚴格遵循施工操作規范、技術標準，在現場已鋪設封層的區域，嚴禁急剎車或掉頭，于開口處勻速倒車駛離現場，避免對封層結構產生損壞，車輛進出場應按順序靠右側排序。

（3）現場檢測人員對運輸至現場的瀝青混合料進行溫度檢測，不符合技術規范和操作要求的集料拒絕進場并廢棄。

（4）施工現場應保持拌和樓成品貯料倉中混合料充足，避免現場供料不足，導致攤鋪機停產影響正常工序進展。一般情況下需保持4～5輛瀝青混合料運輸車于攤鋪機前等待卸料，保持攤鋪均勻避免影響工序。

5.4 混合料的攤鋪

（1）攤鋪機燃料備滿，并于正式攤鋪前對設備運行狀態進行檢測，確保攤鋪機處于正常工作狀態，若攤鋪機存在異常無法工作，及時調整檢修。開機后預熱攤鋪機熨平板至100 ℃以上，熨平板置于攤鋪厚度相當的墊塊上備料，需保障墊塊寬度，不得低于攤鋪厚度。

（2）卸料。攤鋪現場專業人員指揮車輛至攤鋪機前，緩慢操控運料車輛攤鋪機前30 cm處駐停，使攤鋪機緩慢靠近卸料車后起斗卸料，使集料傾斜至攤鋪機受料斗中。

（3）卸料完成后，利用螺旋布料器進行布料，控制料位在布料螺旋2/3處，布料操作須均勻避免離析。布料過程中，攤鋪機起步速度控制為1 m/min，均勻鋪設集料并觀察料面情況，檢測松鋪厚度，攤鋪機前進6～8 m后正常勻速行進。

（4）攤鋪機的行進速度以攤鋪厚度、攤鋪寬度、拌和能力等指標確定，攤鋪機穩定前進后保持速度為2～3 m/min，根據實際情況進行振頻振幅的調整，確保壓實度，現場檢測并保障壓實度超過85%。

（5）攤鋪中對瀝青混合料鋪設寬度、厚度、平整度等指標進行觀測，同時檢測集料溫度，判斷路面是否鋪設均勻，控制攤鋪機行進速度，避免行進過快影響攤鋪均勻性[4]。

（6）完成一次攤鋪作業后，攤鋪斗內剩余的集料棄掉不可重復利用，避免影響路面壓實度，降低工程質量。攤鋪過程中需控制集料溫度并檢測室外環境溫度，地表溫度低于15 ℃不可進行操作，表5為攤鋪環節詳細的溫度要求。

表5 橡膠瀝青混合料攤鋪、碾壓工藝參數

5.5 壓實

（1）壓實方式。壓路機從外側向中心碾壓，超高路段和坡道處則從低處向高處碾壓，路中心部分最后碾壓。每次碾壓需重復相鄰碾壓帶1/2輪寬或采用雙鋼輪壓路機重疊10～20 cm，邊緣無擋板、路肩或路緣石，需將邊緣混合料耙高后碾壓，保持壓路機外側輪超出路緣10 cm，確保路面完全被壓實，邊緣存在支擋結構則緊貼支擋邊碾壓。

（2）碾壓溫度。相比于傳統瀝青集料，橡膠瀝青膠粉雙復合改性材料的黏度高，集料中加入Domix后黏度明顯升高，隨著黏度增加對應的碾壓溫度升高。故此，需在高溫狀態下，對橡膠瀝青混合材料碾壓保障其壓實度。

（3）碾壓類型。初壓階段，雙鋼輪壓路機進行初步碾壓，碾壓時壓路機驅動力在前保持勻速前進，后退重復碾壓前進壓痕，在此過程中可振動碾壓；初壓后混合料初步穩定，并對平整度進行修正；復壓階段，需在較高的溫度下進行，緊跟初壓工序使集料進一步被壓實和穩定。結構層較厚時，以輪胎壓路機碾壓，結構層較薄時以雙鋼輪振動壓路機碾壓；終壓階段，緊跟復壓工序，以雙鋼輪壓路機靜壓消除輪胎痕跡，提高路面平整度，確保施工質量。

5.6 接縫處理

路面施工環節需嚴密處置工程接縫，保持接縫緊密和連接順暢，避免出現明顯的集料錯層現象，更不可出現離析病害。

相鄰橫向接縫需錯位1 m，上下層縱縫需錯開1.5 m或3～4 m，橡膠膠粉雙復合改性瀝青混凝土鋪設完成后用壓路機壓實，現場檢測壓實度、其他質量指標達標后，需控制路面溫度不高于50 ℃，方可于24小時后開放交通。

6 效益分析

6.1 直接經濟效益

SBS改性瀝青中改性劑含量為5%，其單價為每噸2萬元，而橡膠瀝青中膠粉含量為20%，單價為每噸3 500元，核算后可知項目中每使用100 t改性瀝青可節約3萬元，25 km的項目需要使用改性瀝青8 000 t，可節約項目支出240萬元。

6.2 節能環保效益

隨著經濟的高速發展和社會進步，人們生活水平顯著提高，交通便捷程度的提升導致廢棄車輛與日俱增，大量廢胎成為重要的環保問題。

橡膠瀝青是在傳統的瀝青基質中加入橡膠粉，橡膠瀝青中的橡膠顆粒比例為20%，通過改性劑的作用與瀝青基質均勻混合，制備成瀝青混凝土，不僅有效解決了廢胎污染的問題，同時改善路面性能、降低工程成本支出、延長路面使用壽命、減輕行車噪聲、延緩反射裂縫，擁有廣闊的應用前景。

7 結論

橡膠粉是由廢舊輪胎制備而成，通過改性劑、穩定劑、活化劑等作用與瀝青基質有效結合，從而達到消除黑色污染、變廢為寶、保護生態的目的，由此制備的橡膠膠粉雙復合改性瀝青混凝土具備降低能耗、保護環境、節約資源、降低成本的特征，這種創新技術在道路工程領域的應用前景廣闊。膠粉雙復合（Domix）改性瀝青混合料技術為我國重載交通、渠化交通項目建設提供了新方向。