公路橡膠瀝青復(fù)合料罩面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

劉 霞

（奉新縣交通運(yùn)輸局,江西 奉新 330700）

0 引言

橡膠瀝青罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)是把廢舊輪胎加工成橡膠粉作為原材料，同普通石油瀝青復(fù)合成為橡膠瀝青復(fù)合料，廣泛運(yùn)用于公路養(yǎng)護(hù)工程中，該技術(shù)對(duì)公路路面病害有明顯的抑制和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作用，并且廢舊橡膠再利用，具有節(jié)能環(huán)保意義。案例工程采用該技術(shù)對(duì)病害路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，該文結(jié)合案例實(shí)踐，從復(fù)合料配合比設(shè)計(jì)、鋪筑施工、施工質(zhì)量測(cè)評(píng)等方面介紹該技術(shù)。

1 工程概況

某二級(jí)公路，為雙向兩車(chē)道，總長(zhǎng)32.75 km，設(shè)計(jì)車(chē)速為80 km/h。經(jīng)運(yùn)行多年，部分路面出現(xiàn)車(chē)轍、裂隙、坑洼等病害，損壞程度認(rèn)定為中等，公路管理部門(mén)決定對(duì)嚴(yán)重病害區(qū)段進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。由于該地區(qū)夏季多雨高溫，裂隙比較嚴(yán)重，因此對(duì)于區(qū)段養(yǎng)護(hù)采用橡膠瀝青罩面技術(shù)，對(duì)病害路面進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，直接鋪設(shè)橡膠瀝青罩面。

2 材料生產(chǎn)級(jí)配

細(xì)骨料選擇0～5 mm粒度的石灰石機(jī)制砂，粗骨料選擇5～10 mm和10～15 mm粒度的花崗石碎石，膠結(jié)材料采用由A級(jí)70#石油瀝青摻30目20%橡膠粉的改性橡膠瀝青。應(yīng)用液態(tài)酰胺防剝落劑，以解決破碎花崗巖卵石對(duì)瀝青附著力差的問(wèn)題，防剝落劑用量控制在瀝青總重量的0.3%[1]。

按照目標(biāo)配合比確定骨料，向拌和樓上料并加熱，之后從熱料倉(cāng)回取骨料進(jìn)行篩分，再基于目標(biāo)配合比，進(jìn)行復(fù)合料合成級(jí)配計(jì)算，獲得合成級(jí)配，所確定的骨料生產(chǎn)配合比為：（機(jī)制砂0～5 mm）：（花崗巖5～10 mm）：（花崗巖10～15 mm）=25∶51∶24。瀝青 ARAC-10復(fù)合料生產(chǎn)級(jí)配見(jiàn)表1所示。

表1 瀝青ARAC-10復(fù)合料生產(chǎn)級(jí)配

基于不同的骨料級(jí)配摻量，實(shí)施馬歇爾試驗(yàn)。取基于工程經(jīng)驗(yàn)和目標(biāo)配比所確定的最佳油石比7.0%標(biāo)準(zhǔn)，按±0.30%浮動(dòng)，形成三檔試驗(yàn)配比，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，最終確定施工用最優(yōu)油石比為7.0%[2]。

在最優(yōu)瀝青骨料比下，制作ARAC-10瀝青復(fù)合料的車(chē)轍和馬歇爾試件，開(kāi)展馬歇爾穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、融凍劈裂、車(chē)轍試驗(yàn)。試驗(yàn)顯示，馬歇爾剩余穩(wěn)定度88.50%，融凍劈裂強(qiáng)度比85.30%，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定度為5 221次/mm，ARAC-10瀝青復(fù)合料有較好的高溫及水穩(wěn)定性，可以在案例項(xiàng)目中應(yīng)用。

3 橡膠瀝青復(fù)合料路面施工要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

橡膠瀝青復(fù)合料罩面施工前，對(duì)舊路面進(jìn)行處理，為上層施工提供較好的工作面，確保施工質(zhì)量。針對(duì)不同病害的特點(diǎn)，制定有效的處置措施，消除隱患風(fēng)險(xiǎn)，確保橡膠瀝青復(fù)合料罩面質(zhì)量，以保證和延長(zhǎng)使用周期。

（1）修補(bǔ)原路面。對(duì)存在病害的原路面進(jìn)行修補(bǔ)，主要包括坑槽、裂縫、車(chē)轍等病害。

1）坑槽。修補(bǔ)路面坑槽常應(yīng)用熱拌瀝青復(fù)合料填補(bǔ)法，坑槽修補(bǔ)過(guò)程為：修補(bǔ)原理→鑿?fù)诳硬邸钛a(bǔ)復(fù)合料→碾壓夯實(shí)→清理施工場(chǎng)地。

2）裂縫。橡膠瀝青復(fù)合料罩面雖然有很好的抗基礎(chǔ)層反射裂縫的能力，但是也要注意基礎(chǔ)層的裂縫，應(yīng)將輕度與中度裂縫統(tǒng)一進(jìn)行開(kāi)槽，再使用路面專(zhuān)用封閉膠進(jìn)行灌縫處理。

3）車(chē)轍。由于罩面可以修復(fù)輕度車(chē)轍，所以在罩面施工之前，輕車(chē)轍可以不處理，但是嚴(yán)重車(chē)轍一定要處理。對(duì)深度超過(guò)1.5 cm的嚴(yán)重車(chē)轍，應(yīng)刨銑舊路面的上、中面層，刨銑寬度應(yīng)依據(jù)車(chē)轍具體位置確定，之后用熱拌瀝青復(fù)合料分層回填。

（2）路面拉毛處理。為了利于乳化瀝青黏層油發(fā)揮功效，舊路面應(yīng)做拉毛處理。先將路面雜物清理干凈，再用刨銑機(jī)拉毛，拉毛深度控制在3～5 mm。完成拉毛后，須將路面上殘余的石屑清理干凈。

（3）噴灑黏層油。為了加強(qiáng)舊路面同瀝青罩面間的黏結(jié)力，噴灑改性乳化瀝青作為黏層油。噴灑溫度控制在60～80 ℃，噴灑量以1.3～1.5 L/m2為宜，黏層油必須符合設(shè)計(jì)要求。噴灑車(chē)應(yīng)以適宜的速率勻速前進(jìn)。要實(shí)時(shí)檢查乳化瀝青的噴灑均勻度，不可有噴灑過(guò)量或遺漏等情況，如有應(yīng)立即調(diào)節(jié)噴頭或給予人工補(bǔ)噴。黏層油噴灑后，應(yīng)配置相應(yīng)的交通管制標(biāo)志，嚴(yán)禁車(chē)輛進(jìn)入導(dǎo)致污染，直至完成面層施工。

3.2 復(fù)合料拌和

復(fù)合料拌和在攪拌站進(jìn)行，一定要嚴(yán)格執(zhí)行試驗(yàn)室提供的生產(chǎn)配合比配置復(fù)合料并攪拌充分。復(fù)合料拌和生產(chǎn)中，礦料加熱溫度控制在190～200 ℃，瀝青加熱溫度控制在180～190 ℃，復(fù)合料出場(chǎng)溫度控制在170～180 ℃，復(fù)合料廢棄溫度控制在200 ℃，具體控制參數(shù)如表2所示。通過(guò)試拌，瀝青復(fù)合料的拌和時(shí)間控制在45～50 s，以使瀝青充分包覆骨料。間歇式拌和機(jī)每盤(pán)生產(chǎn)周期不應(yīng)低于50 s，干混時(shí)間不應(yīng)低于15 s。

表2 瀝青ARAC-10復(fù)合料拌和溫度控制參數(shù)

操作人員應(yīng)按表3溫度控制參數(shù)，嚴(yán)格控制復(fù)合料的攪拌溫度。每車(chē)成品料都要進(jìn)行外觀(guān)查驗(yàn)，確定無(wú)糊料、無(wú)花白料以后才可卸車(chē)。依據(jù)規(guī)范需求，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)室對(duì)復(fù)合料成品采樣并開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)技術(shù)指標(biāo)包括油石比、密度、間隙率、穩(wěn)定性、流動(dòng)值等，各項(xiàng)指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)要求后方可放行。如果部分指標(biāo)不符合設(shè)計(jì)要求，必須立刻與攪拌站聯(lián)系，停止出料，并分析原因待解決問(wèn)題以后再繼續(xù)生產(chǎn)。

3.3 復(fù)合料的運(yùn)輸

瀝青復(fù)合料應(yīng)使用大噸位的自卸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸，用于運(yùn)輸?shù)能?chē)輛數(shù)量，應(yīng)與攪拌站生產(chǎn)能力、攤鋪機(jī)數(shù)量、攤鋪能力、運(yùn)輸距離配套適應(yīng)，防止攤鋪現(xiàn)場(chǎng)等材料。

送料車(chē)每次使用前后應(yīng)清掃干凈，并在車(chē)廂板涂上瀝青隔離劑或者防黏劑，但是車(chē)廂底部不得聚積余液。裝車(chē)時(shí)應(yīng)數(shù)次移動(dòng)車(chē)位，分次裝車(chē)，以減少?gòu)?fù)合料的離析。為了保證復(fù)合料到現(xiàn)場(chǎng)的溫度，又因橡膠瀝青復(fù)合料有強(qiáng)烈刺激性氣味，料車(chē)應(yīng)蓋上篷布。

送料車(chē)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)由專(zhuān)人檢測(cè)溫度，橡膠瀝青復(fù)合料溫度不得低于165 ℃。在攤鋪過(guò)程中，送料車(chē)應(yīng)在攤鋪機(jī)前停下并等待，前車(chē)卸完料后，應(yīng)倒退至攤鋪機(jī)工作區(qū)域前1～2 m，不可與攤鋪機(jī)履帶頂撞，攤鋪機(jī)頂住送料車(chē)，送料車(chē)在前進(jìn)的同時(shí)緩慢卸料。送料車(chē)卸料時(shí)，應(yīng)每次將車(chē)傾倒干凈，若有剩余，應(yīng)適時(shí)清理，但不可隨意丟棄。

3.4 復(fù)合料攤鋪

橡膠瀝青復(fù)合料應(yīng)使用履帶式攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)的攤鋪寬度應(yīng)低于7 m。為了滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)通行要求，采取半幅式施工。攤鋪時(shí)應(yīng)使用同一臺(tái)攤鋪機(jī)，攤鋪機(jī)司機(jī)應(yīng)操作經(jīng)驗(yàn)豐富。攤鋪機(jī)宜采取非接觸型平衡梁控制攤鋪厚度。復(fù)合料的松散攤鋪系數(shù)依據(jù)復(fù)合料的種類(lèi)，通過(guò)試鋪試壓確定。

攤鋪機(jī)作業(yè)前，應(yīng)將熨平板提前預(yù)熱，使其溫度不低于100 ℃。在攤鋪機(jī)就位之前，熨平板有必要墊以木板，墊板厚度按所在區(qū)段或工作面的松鋪層厚度減去壓密厚度確定。攤鋪機(jī)一定要連續(xù)、均勻、緩慢、不間斷攤鋪，不可隨意變速或中途停車(chē)。攤鋪速率應(yīng)控制在1～3 m/min。攤鋪時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查攤鋪層厚度、路拱和橫坡，并觀(guān)察復(fù)合料是否發(fā)生離析。

3.5 復(fù)合料壓密

（1）設(shè)備要求。由于橡膠瀝青本身的黏度很高，故復(fù)合料面層不宜采用橡膠輪壓路機(jī)碾壓，以免橡膠瀝青黏在橡膠輪胎上。壓路機(jī)的重量應(yīng)符合相關(guān)要求，由于采用半幅式施工，壓路機(jī)配備數(shù)量可以低于常規(guī)高速公路施工配置，可使用兩臺(tái)雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，包括一臺(tái)大型壓路機(jī)和一臺(tái)小型壓路機(jī)。

（2）壓密原則。橡膠瀝青復(fù)合料的壓密分為初壓實(shí)、復(fù)壓實(shí)和終壓實(shí)三個(gè)階段。各階段的壓實(shí)須遵守慢壓緊跟原則。復(fù)合料攤鋪后，應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行初壓，以避免復(fù)合料溫度降低過(guò)多，壓密度不符合要求。單段碾壓長(zhǎng)度不宜太長(zhǎng)，不可存在推移、開(kāi)裂現(xiàn)象。壓路機(jī)應(yīng)由下坡角向上坡角碾壓，相鄰碾壓帶重疊不可少于20 cm。超高區(qū)段施工時(shí)，應(yīng)由低側(cè)逐漸向高側(cè)碾壓。碾壓時(shí)應(yīng)保持碾壓輪清潔，鋼輪可涂防黏劑或隔離劑，禁止噴水或刷柴油[3]。

（3）溫度和速率控制。雙鋼輪大型壓路機(jī)初壓時(shí)，采用靜壓與振動(dòng)壓實(shí)互相結(jié)合的方法。靜壓1次，振動(dòng)壓2～3次，碾壓溫度不得少于155 ℃。復(fù)壓采取雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2～3次，復(fù)壓溫度不能少于135 ℃。終壓采取雙鋼輪小型壓路機(jī)靜壓1～2次，終壓溫度不能少于90 ℃。注意做好碾壓面收光工作。溫度和速率控制具體見(jiàn)表3所示。

表3 瀝青ARAC-10復(fù)合料碾壓控制

壓實(shí)后的瀝青路面應(yīng)該自然冷卻，完成施工24 h后或者面層溫度＜50 ℃時(shí)方可通車(chē)。

3.6 施工接縫處理

（1）縱向接縫。由于采取半幅式施工，當(dāng)瀝青路面的縱向接縫無(wú)法采取熱接時(shí)，應(yīng)采取人工直切縫或刨縫。順直刨縫時(shí)，應(yīng)在邊縫處涂灑乳化瀝青，以提高左右路面的黏結(jié)效果。

（2）橫向接縫。全部采取平接縫。以3 m尺測(cè)量，接縫位置確定在攤鋪層脫離直尺的位置，然后用切縫機(jī)齊后鏟除。繼續(xù)攤鋪時(shí)，應(yīng)將鋸開(kāi)攤鋪層時(shí)留下的砂漿沖洗干凈，并涂上少許黏層瀝青，攤鋪機(jī)熨平板從接縫處開(kāi)始攤鋪。采用鋼筒式壓路機(jī)橫向壓實(shí)，從已鋪設(shè)路面的跨縫逐步移至新鋪路面。

4 施工質(zhì)量測(cè)評(píng)

4.1 鋪層厚度

厚度是影響面層強(qiáng)度的重要指標(biāo)，如果厚度不足，整個(gè)路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度都可能受到影響，并且還會(huì)降低復(fù)合料罩面對(duì)基礎(chǔ)層反射裂隙的抑制作用。依據(jù)公路路面測(cè)試規(guī)程，每200 m取一次芯樣，使用游卡尺直接測(cè)量芯樣對(duì)稱(chēng)實(shí)際高度，實(shí)際測(cè)量厚度與路面設(shè)計(jì)厚度之差即為路面厚度合格標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)測(cè)量，該檢測(cè)區(qū)段瀝青罩面厚度符合設(shè)計(jì)需求，罩面厚度4.0 cm。

4.2 平整度

平整度反映路面施工質(zhì)量，事關(guān)駕駛舒適性。為評(píng)估瀝青復(fù)合料罩面的平整度，依據(jù)公路路面測(cè)試規(guī)程，選取復(fù)合料罩面1 km長(zhǎng)度區(qū)段，每200 m測(cè)量?jī)商帲还矙z測(cè)10處。使用3 m直尺法，開(kāi)展平整度檢測(cè)。經(jīng)檢測(cè)，該區(qū)段橡膠瀝青罩面厚度都符合設(shè)計(jì)需求。

4.3 抗滑性能

橡膠瀝青ARAC-10復(fù)合料罩面，有結(jié)構(gòu)深度大、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)用人工鋪沙法檢測(cè)路面結(jié)構(gòu)深度，由同一技術(shù)人員操作，以降低人為誤差。

選取5個(gè)橫截面進(jìn)行檢測(cè)，每一截面上選取3個(gè)測(cè)量點(diǎn)。各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的圓徑值分別測(cè)量?jī)纱危⒂?jì)算出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)深度。鋪砂法檢測(cè)顯示，結(jié)構(gòu)深度最小值在0.83 mm，最大值在1.02 mm，符合設(shè)計(jì)值0.8 mm的要求。結(jié)構(gòu)深度大，說(shuō)明復(fù)合料罩面紋理深度大，可為輪胎在高速行駛時(shí)提供較好的附著面，增強(qiáng)行車(chē)安全性。

4.4 摩擦系數(shù)

路面防滑能力可通過(guò)摩擦系數(shù)顯示。采用摩擦系數(shù)擺式檢測(cè)儀測(cè)量潮濕情況下復(fù)合料罩面的防滑值。在測(cè)量區(qū)段選擇5個(gè)測(cè)點(diǎn)，每一個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)量5次，以評(píng)價(jià)路面的抗滑性能。整個(gè)測(cè)試過(guò)程應(yīng)由同一測(cè)試人員完成，以降低人為要素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。經(jīng)檢測(cè)，復(fù)合料罩面摩擦系數(shù)在70，明顯符合不低于55的設(shè)計(jì)需求，說(shuō)明復(fù)合料罩面防滑功效很好[4]。

4.5 滲水效果

案例地區(qū)雨水充沛，水損現(xiàn)象普遍。橡膠瀝青復(fù)合料罩面的防水效果能否符合需求，直接關(guān)系影響路面的使用壽命。選取1 km路段長(zhǎng)度，每200 m檢測(cè)1個(gè)點(diǎn)，共5個(gè)測(cè)量點(diǎn)，使用路面滲水儀開(kāi)展橡膠瀝青復(fù)合料罩面滲水檢測(cè)。測(cè)試過(guò)程中，要注意查看測(cè)試儀器與路面間的密封性，確保密封良好。由試驗(yàn)結(jié)果可知，橡膠瀝青罩面的透水系數(shù)在60 mL/min，符合抗?jié)B性設(shè)計(jì)要求，良好的抗?jié)B性可以提高復(fù)合料罩面抗水損性能。

4.6 跟蹤觀(guān)測(cè)

養(yǎng)護(hù)工程竣工通車(chē)后，為了研究瀝青罩面質(zhì)量隨應(yīng)用時(shí)間的變化，對(duì)養(yǎng)護(hù)路面開(kāi)展了跟蹤觀(guān)察。經(jīng)過(guò)半年的運(yùn)行，可以發(fā)現(xiàn)，路面平整、干凈，沒(méi)有顯著病害。通過(guò)對(duì)裂隙處理段路面的跟蹤觀(guān)察，結(jié)果表明，該路面狀態(tài)良好，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)反射裂隙，說(shuō)明施工前對(duì)舊路面裂隙的處理功效較好，橡膠瀝青復(fù)合料罩面具有良好的抗反射裂隙能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上，該文通過(guò)概述橡膠瀝青復(fù)合料在具體工程中的運(yùn)用，經(jīng)合理設(shè)計(jì)復(fù)合料的配比，并嚴(yán)格控制各施工前后質(zhì)量，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)顯示，橡膠瀝青復(fù)合料罩面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在該工程中運(yùn)用符合預(yù)期，建議該技術(shù)在類(lèi)似工程中廣泛推廣使用。