橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)要點淺析

沈杏花

（忻州市交通運輸綜合行政執(zhí)法隊,山西 忻州 034000）

0 引言

近年來，我國社會經(jīng)濟呈不斷快速發(fā)展趨勢，為滿足人們對交通運輸提出越來越多的使用需求，亟待解決道路服務(wù)性能差的問題。自高速公路建成投入使用以來，在重載交通與外界環(huán)境的影響下，公路路面上出現(xiàn)多種病害問題，對公路路面進行養(yǎng)護施工非常有必要[1-2]。目前，我國現(xiàn)有稀漿封層法、微表處法、薄層熱拌瀝青罩面方法、石屑封層法、霧封層法等多種道路路面養(yǎng)護方法。其中，通過使用薄層熱拌瀝青罩面方法，可延長公路工程的使用壽命。基于此，該文就橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)要點展開了探討，以供參考。

1 橡膠粉改性劑性能簡析

橡膠屬于一種高聚物，具有彈性高、伸縮性好等特點。通過大量工程實踐可知，橡膠粉改性劑可在一定程度上改善瀝青混合料的使用性能[3]。橡膠粉的耐高低溫性能較強，耐熱溫度最高可達到350 ℃，耐寒溫度最低可達到?80 ℃。在瀝青混合料中加入適量的橡膠粉，可使瀝青混合料更好地適應(yīng)四季溫度差異性的變化。同時可提高瀝青混合料的敏感性能與瀝青黏度。橡膠粉基本性能如表1所示。

表1 橡膠粉基本性能

2 案例背景

某高速公路工程，總長度約14 km，雙向6車道，路基寬度約為34 m，設(shè)計速度約為100 km/h。該高速公路工程于2010年建成并開始投入使用，但在使用過程中，高速公路相關(guān)部門并未對該公路的路況進行定期檢查，沒有對其實施任何養(yǎng)護措施。在最近幾年中，隨著公路交通流量的不斷增多，該公路路面上已出現(xiàn)輕微沉陷、麻面、坑槽、微小裂縫等多種病害問題。為延長該高速公路工程的使用壽命，提高駕車舒適度，需要對其進行有效的預(yù)防性養(yǎng)護[4-5]。在經(jīng)過深入考慮后，施工單位決定選用橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)來解決路面病害問題。

3 施工原材料與配合比設(shè)計

3.1 施工原材料

3.1.1 橡膠粉改性瀝青

在該次養(yǎng)護施工中，施工單位選用AH-90號重交通道路石油瀝青、高等級公路專用橡膠粉改性劑（0.850～0.425 mm）。在試驗段中，將15%活化橡膠粉的改性瀝青混合料摻入左半幅，將15%脫硫橡膠粉的改性瀝青混合料摻入右半幅。兩種橡膠粉改性瀝青混合料的技術(shù)指標比較情況如表2所示。

表2 兩種橡膠粉改性瀝青混合料技術(shù)指標的比較

在重交通道路石油瀝青中，摻入規(guī)定劑量的橡膠粉后，可提高瀝青混合料的彈性恢復能力與軟化點，降低瀝青混合料的延度與針入度，充分表明在瀝青混合料中加入適量的橡膠粉改性劑以后，有助于提高混合料抗高溫性能[6]。通過深入比較分析SBS改性瀝青與橡膠粉改性瀝青后發(fā)現(xiàn)，橡膠粉改性瀝青的低溫性能并未得到明顯提高，但可提高其的耐高溫性能。

3.1.2 粗細集料

細集料選用石灰?guī)r石屑，視密度為2.5 g/cm3。細集料規(guī)格如表3所示。

表3 細集料規(guī)格

選用粒徑大小分別為 5～10 mm、10～15 mm 的玄武巖作為粗集料。粗集料的質(zhì)量技術(shù)要求如表4所示。

表4 粗集料的質(zhì)量技術(shù)要求

3.2 配合比設(shè)計

在該工程中，橡膠粉改性瀝青混合料配合比設(shè)計如表5所示。

表5 橡膠粉改性瀝青混合料配合比設(shè)計

通過進行改性瀝青混合料性能試驗后，該工程改性瀝青混合料的最佳油石比確定為5.7%；通過進行馬歇爾試驗后可知，改性瀝青混合料的孔隙率（4.59%）、VMA（16.3%）、VFA（71.7%）、流值（26.4（0.1 mm））、穩(wěn)定度（12.74 kN）等指標均滿足規(guī)范要求。

4 材料性能的有效驗證

4.1 水穩(wěn)性

針對改性瀝青混合料的水穩(wěn)性，該工程主要通過浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗來對其進行驗證。其中，試驗結(jié)果為：SBS改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為90.03%、浸水馬歇爾穩(wěn)定度為11.42 kN、馬歇爾動穩(wěn)定度為12.53 kN；橡膠粉改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為93.42%、浸水馬歇爾穩(wěn)定度為11.97 kN、馬歇爾動穩(wěn)定度為12.75 kN，均滿足有關(guān)規(guī)范要求。橡膠粉改性瀝青混合料的水穩(wěn)性要高于SBS改性瀝青混合料。

4.2 抗極端溫度性能

在高溫性能試驗中，選用T0719—1993試驗方法。通過進行試驗后發(fā)現(xiàn)，橡膠粉改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度均值為4 695次/mm，SBS改性瀝青混合料的動穩(wěn)定度均值為4 489次/mm，均滿足施工要求。在低溫抗裂性能試驗中，選用低溫小梁彎曲試驗方法，驗證混合料的低溫抗裂性能。通過試驗可知，SBS改性瀝青混合料的勁度模量為 3 390 MPa、抗彎拉強度為 9.72 MPa、跨中撓度為0.56 mm、最大荷載為1.17 kN；橡膠粉改性瀝青混合料的勁度模量為 21 058 MPa、抗彎拉強度為 7.57 MPa、跨中撓度為0.54 mm、最大荷載為1.05 kN。

4.3 試驗結(jié)果分析

進行以上試驗后發(fā)現(xiàn)，將適量的橡膠粉加入瀝青混合料中，可改善瀝青混合料的水穩(wěn)性能[7]。

5 橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)運用策略

5.1 嚴格控制施工原材料的質(zhì)量

通過大量工程實踐發(fā)現(xiàn)，在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工中，需用到瀝青、橡膠粉等多種不同類型的材料。材料使用量的不同，橡膠粉改性瀝青混合料的性能會產(chǎn)生較大的區(qū)別，直接影響公路工程路面養(yǎng)護的施工效益與施工效果，故在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工中，應(yīng)嚴格控制施工原材料的質(zhì)量。

在設(shè)計施工原材料配比過程中，應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)標準與規(guī)范進行試驗分析，全面分析各種混合料設(shè)計方案的運用效果，選取出合理、可行的混合料配合比設(shè)計方案，以指導混合料罩面施工的有序進行，充分發(fā)揮出橡膠粉改性瀝青混合料的使用價值，真正實現(xiàn)公路路面養(yǎng)護目標。

在采購施工原材料過程中，應(yīng)嚴格遵守橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工標準與規(guī)定，嚴格控制施工原材料的質(zhì)量，確保施工原材料滿足施工質(zhì)量要求。配置施工原材料的質(zhì)量檢驗人員，嚴格檢測進場的施工原材料，深入分析橡膠粉改性瀝青混合料的使用情況，確保罩面養(yǎng)護的施工質(zhì)量與效果。在施工現(xiàn)場，施工單位應(yīng)妥善儲存施工原材料，采取有效措施消除各種不利因素的影響。

5.2 罩面養(yǎng)護施工技術(shù)要點的把控

5.2.1 原路面的有效處理

在罩面養(yǎng)護施工前，需先銑刨處理原路面病害路段，為提高路面面層在銑刨處理后的平整度，提高橡膠粉改性瀝青混合料罩面層與原路面二者之間的黏結(jié)性，施工單位一定要嚴格控制銑刨深度。在完成銑刨處理后，需用高壓水槍徹底清理路面面層，利用人工方法在銑刨處理后的面層表面上均勻噴灑乳化瀝青黏層油[8]。

5.2.2 橡膠粉改性瀝青混合料的拌和

在6 m3的加溫拌和罐中，利用一次性摻配法拌和橡膠粉改性瀝青混合料。首先將AH-90號瀝青加入拌和罐中，對瀝青進行加熱，當瀝青完全融化并且溫度上升到140～150 ℃時，需在拌和罐中緩慢投入規(guī)定劑量的橡膠粉。在整個投料過程中，嚴禁出現(xiàn)加熱、攪拌中斷現(xiàn)象，需連續(xù)進行2 h的拌和，直到瀝青混合料中不存在離析、沉淀等現(xiàn)象時停止拌和。

5.2.3 橡膠粉改性瀝青混合料的攤鋪與碾壓

（1）攤鋪。在該公路工程攤鋪施工中，攤鋪溫度不得低于150 ℃。根據(jù)試鋪壓實成型后的水準測量結(jié)果，合理確定攤鋪厚度、松鋪系數(shù)、攤鋪速度等各種攤鋪施工參數(shù)。根據(jù)試驗測量結(jié)果，攤鋪厚度確定為2～2.8 cm，攤鋪速度確定為2～3 km/h，松鋪系數(shù)確定為1.2。在整個攤鋪施工過程中，一定要嚴格控制攤鋪速度，同時選用自動化找平設(shè)備，同步檢測攤鋪施工的平整度[9]。

（2）碾壓。在碾壓施工過程中，需配置1臺雙振壓路機、1臺16 t輪胎壓路機、2臺振動壓路機，同時需依次進行初壓、復壓、終壓。在整個碾壓施工過程中，一定要遵守從低到高的原則進行碾壓施工，且需嚴格控制碾壓溫度。第一，初壓，將溫度控制在145～155 ℃之間，利用振動壓路機碾壓2～3遍；第二，復壓，利用BM-110雙振壓路機和16 t輪胎壓路機，碾壓6～8遍；第三，終壓，利用雙鋼輪壓路機，碾壓2遍，碾壓速度保持在3 km/h左右，終壓施工結(jié)束后，溫度至少達到75 ℃。

5.2.4 嚴格檢查監(jiān)督施工現(xiàn)場

在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工中，應(yīng)嚴格檢查監(jiān)督施工現(xiàn)場。施工單位應(yīng)構(gòu)建專項管理小組，主要工作職責是檢查監(jiān)督橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工全過程的施工質(zhì)量，全程掌握罩面養(yǎng)護施工現(xiàn)場的施工情況。為充分發(fā)揮出橡膠粉改性瀝青混合料罩面技術(shù)的使用價值，施工單位應(yīng)全程把控所有細節(jié)，通過使用現(xiàn)場旁站監(jiān)督、信息化巡視檢查系統(tǒng)等監(jiān)督檢查方法，收集具有使用價值的施工信息，并進行全面分析，及時找出施工中存在的不標準、不規(guī)范問題，保證罩面養(yǎng)護施工作業(yè)的效果與質(zhì)量[10]。

5.2.5 施工效果的檢測

在施工結(jié)束后，施工單位詳細檢測了該次工程的施工效果，包括路面摩擦系數(shù)、路面壓實度、路面構(gòu)造深度等。根據(jù)檢測結(jié)果可知，利用橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)，能夠有效處理原路面的病害問題，獲取較好的施工養(yǎng)護效果，延長高速公路的使用壽命。

6 總結(jié)

綜上所述，通過研究可知，在瀝青混合料中加入一定劑量的改性橡膠粉，可提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)性等。另外，摻加改性橡膠粉的操作程序并不復雜，不需配置復雜的加工設(shè)施，可在較大程度上降低施工控制難度并簡化施工工藝流程，顯著提高瀝青混合料路用性能，能夠為施工單位獲取更多的社會效益與經(jīng)濟效益。該文對橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護施工技術(shù)要點進行了深入研究，對高速公路的養(yǎng)護施工具有一定的借鑒作用。