橡膠瀝青同步碎石封層技術在公路養護中的應用

王亦章

（石家莊市交建高速公路建設管理有限公司平贊分公司，石家莊 050000）

1 引言

目前，高速公路的路面多選用瀝青混凝土材料，與其他類型的路面材料相比較，瀝青路面的優勢明顯，突出表現為行車舒適性高、噪聲低、平整度大、耐磨抗滑性強等，在高速公路中應用較為廣泛[1]。 但是，瀝青路面也不是沒有缺點，由于設計有一定的空隙結構，在長期行車荷載和氣候環境影響作用下，瀝青路面難免會出現病害問題，如車轍、裂縫、擁包等，嚴重影響了公路的行車舒適性和安全性，同時影響整體美觀，因此，當公路出現病害問題時，需及時進行養護處治。

2 工程概況

某高速公路項目全長123.648 km，設計行車時速為80 km/h和100 km/h，采用瀝青混凝土路面，整體式路基橫斷面寬度為27.0 m，主線為雙向四車道，匝道為雙向兩車道。該高速公路項目為PPP 投資模式，特許經營權時間為29 年，截至目前已投入運營了2.5 年。 由于項目處于亞熱帶季風氣候區，全年降雨主要分布于6～10 月，且降雨量較大，加上常年重載車輛居多，各種因素影響下使既有瀝青混凝土路面已局部出現多處病害問題，如車轍、裂縫、擁包等。 根據病害事故調查，除天氣、行車等因素影響外，還存在趕工通車以及冬季施工等原因。 因此，為提高公路行車舒適度和平整度， 建設單位擬選用橡膠瀝青同步碎石封層技術進行路面養護處理，并重點對原材料設計、施工方案、質量檢查標準等方面分析。

3 橡膠瀝青同步碎石封層的工程特性

橡膠瀝青相較于傳統的基質瀝青或高聚物改性瀝青，高溫性能更加優異，耐久性和穩定性也較好，可有效包裹于礦石集料表面，提升瀝青混合料的路用性能，在高溫環境中應用效果較好。 另外，與高聚物改性劑相比，橡膠粉顆粒的來源廣，經濟性好，且價格更低，二次利用橡膠輪胎磨制細粉，可降低廢棄物的堆放和處理，保護環境的同時可節約施工成本。

主要施工過程為：在待養護的既有路面上直接灑布橡膠改性瀝青和一定粒徑的碎石顆粒，再采用攤鋪、壓實設備進行均勻連續不斷施作，最后形成碎石層[2]。 一般來說，在橡膠瀝青同步碎石封層施工中用到的膠結料量約2 kg/m2，另外，碎石用量約22 kg/m2[3]。

4 橡膠瀝青同步碎石封層配合比設計

4.1 原材料設計

4.1.1 基質瀝青

本項目選用東海牌70#瀝青作為基質瀝青，其檢測結果見表1。

表1 基質瀝青主要技術指標

4.1.2 碎石

本選用高強度玄武巖作為碎石材料， 其主要技術指標見表2。

表2 碎石主要技術指標

4.1.3 橡膠粉

本項目所用橡膠粉主要技術指標見表3。橡膠粉篩分級配要求見表4。

表3 橡膠粉主要技術指標

表4 橡膠粉篩分級配要求

4.2 級配設計

為提高橡膠瀝青路面鋪筑整體質量， 確保瀝青路面的使用性能， 決定采用經驗法對橡膠瀝青混合料級配進行設計[4]，通過室內試驗通過不斷調整得到最終級配見表5，油石比確定為5.43%。

表5 橡膠瀝青混合料合成級配

5 橡膠瀝青同步碎石封層施工工藝及質量評價

5.1 施工工藝

5.1.1 施工準備

施工前，需將改性劑、基質瀝青、碎石等運至現場，并采取防塵防潮措施需完善，確保材料質量。 拌和橡膠改性瀝青混合料的過程應保持均勻性、連續性，控制好施工中的設備功率、溫度[5]。 在施工之前，還需對各項施工原材料進行性能檢測，確保滿足設計及規范要求，可較好地投入施工使用，檢測不合格的原材料應予以廢棄處理，原材料的抽檢應由監理單位審核，中心實驗室和工地實驗室主導。 同時要提前準備好各項施工機械設備，如運輸車、攤鋪機、壓路機、灑水車等，施工前做好機械設備調試，確保施工過程中不出現任何故障，影響施工的連續和安全。

5.1.2 拌和施工

提前調試好拌和樓各項施工參數，包括拌和功率、溫度、時間等，均勻投放集料、瀝青、礦粉等材料后開啟拌和作業，現場應對拌和料質量進行抽檢，目測花白料數量，減少橡膠瀝青混合料拌和中離析的產生， 出現的花白料、 離析料應予以廢棄，嚴禁投入施工使用。 本項目施工中材料的運輸主要為自卸車，采用“前后中”的順序進行裝料處理，避免混合料在車廂內堆積產生集料離析。

5.1.3 攤鋪施工

運至施工現場后立即開展封層施工， 首先的環節是攤鋪作業，控制好攤鋪溫度和速率，由于有橡膠瀝青的存在，其黏度較大，施工過程需對攤鋪質量進行實時監控。 攤鋪機在作業中速率變化不得過大，自卸車與攤鋪機應保持最佳距離，針對邊角處無法攤鋪到位的情況，應采取人工處理的方式展開，同時應防止瀝青產生老化，影響整體的封層施工質量。 采用同步封層同步灑布瀝青改性瀝青和碎石， 過程中不得破壞碎石礦料的粗糙度和堅硬度，級配保持統一。

5.1.4 碾壓施工

橡膠瀝青同步碎石封層攤鋪施工完畢后， 監理工程師確認無誤后即可進行碾壓施工，分初壓、復壓、終壓3 個階段進行，所用的機械設備主要有膠輪壓路機、鋼輪壓路機等，施工過程中現場技術人員嚴格監控封層碾壓的壓實度和平整度。碾壓完畢后，選擇7 d 的周期進行養護處理，養護過程中做好質量管控和維穩措施，半幅通車半幅養護。 施工完成需及時報于監理單位和建設單位審核。

5.2 施工質量檢測

本項目的橡膠瀝青同步碎石封層施工應用結束后，需報予監理單位驗收，嚴格按照相關規范和標準來執行，具體見表6，質量檢測結果參照表7。 可以得出，本項目的碎石封層施工質量良好，抗滑性、耐磨性以及防滲性均達標，驗收合格。

表6 橡膠瀝青同步碎石封層施工質量檢測

表7 試驗路段橡膠瀝青同步碎石封層施工檢測結果

6 結語

同步碎石封層在高速公路瀝青路面預養護應用中常見且頻繁，經濟性高，養護維修快速，受天氣環境影響程度低，施工效率高， 可在不影響既有車道正常通行的情況下開展施工，且質量把控難度低。本文圍繞橡膠瀝青同步碎石封層技術工程特性、層原材料設計以及施工技術要點進行展開，采用橡膠瀝青同步碎石封層技術可有效修復改善瀝青路面病害問題，提高瀝青路面的平整度和抗滑性能，施工質量良好，值得推廣。