張立軍

(山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西長(zhǎng)治 046000)

高速公路橡膠瀝青封層施工及關(guān)鍵點(diǎn)控制

張立軍

(山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西長(zhǎng)治 046000)

分析了高速公路橡膠瀝青同步碎石封層的機(jī)理，從橡膠瀝青生產(chǎn)、預(yù)拌碎石、橡膠瀝青灑布、碎石撒布、碾壓、清掃六個(gè)環(huán)節(jié)，闡述了橡膠瀝青封層施工技術(shù)，并提出了施工質(zhì)量控制措施，指出橡膠瀝青能有效延長(zhǎng)路面的使用壽命，節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本。

高速公路，橡膠瀝青，同步碎石封層，質(zhì)量控制

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，廢舊輪胎堆放導(dǎo)致的黑色污染已成為一個(gè)重要的環(huán)境問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的橡膠瀝青采用廢舊汽車(chē)輪胎和普通瀝青生產(chǎn)而成，實(shí)現(xiàn)了廢舊輪胎變廢為寶，降低了工程成本，延長(zhǎng)了路面使用壽命。

大規(guī)模使用廢棄輪胎生產(chǎn)的橡膠瀝青，具有良好的路用性能，是一種綜合效益顯著的綠色環(huán)保型路面材料。在山西忻阜高速施工中，在路面施工中采用了橡膠瀝青，使得路面彈性增加，能有效降低車(chē)輛行駛產(chǎn)生的噪聲，減少了路面產(chǎn)生開(kāi)裂的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該工程僅采用橡膠瀝青一項(xiàng)，就節(jié)約瀝青材料2 000多噸，節(jié)省筑路成本1 000多萬(wàn)元。

在我國(guó)高速公路施工中，很多選擇采用了水泥混凝土路面，由于使用年限較長(zhǎng)，路基已基本穩(wěn)定，路面結(jié)構(gòu)承載力較強(qiáng)。在高速公路養(yǎng)護(hù)中，水泥混凝土路面恢復(fù)路面使用功能和防止反射裂縫是最重要內(nèi)容。在原路面加鋪瀝青混合料是一種最簡(jiǎn)單、實(shí)用的途徑。采用橡膠瀝青同步碎石封層工法，可及早處置路面病害，有效延長(zhǎng)道路使用壽命。

在水泥路面加鋪橡膠瀝青碎石封層，用于水泥混凝土路面與瀝青路面之間，具有吸收路面應(yīng)力、減少反射裂縫等顯著的路用性能，同時(shí)防水性和粘結(jié)效果顯著，在我國(guó)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

1 概述

同步碎石封層，是通過(guò)使用專(zhuān)用設(shè)備(同步碎石封層車(chē))實(shí)現(xiàn)在舊路面上同步撒布瀝青膠結(jié)料和單一粒徑碎石，再通過(guò)膠輪壓路機(jī)或自然行車(chē)輾壓后，使膠結(jié)料將一定高度碎石表面包裹，達(dá)到恢復(fù)路面功能的目的，見(jiàn)圖1。

圖1 同步碎石封層原理

在同步碎石封層施工中，采用橡膠瀝青作為膠結(jié)料使用，可顯著提高路面的耐久性。橡膠瀝青是將廢舊輪胎膠粉、基質(zhì)瀝青及改性劑在180℃以上的高溫條件下充分拌合，三者發(fā)生溶脹反應(yīng)后形成一種性能良好的改性瀝青膠結(jié)材料。

橡膠瀝青封層的機(jī)理:在保證結(jié)構(gòu)受力良好的前提下，通過(guò)較厚的橡膠膜水平剪切變形和一定幅度的碎石轉(zhuǎn)動(dòng)，可將舊水泥路面接縫或裂縫處的瀝青層應(yīng)力或應(yīng)變實(shí)現(xiàn)有效削減和吸收，達(dá)到對(duì)反射裂縫的預(yù)防或延緩的目的。

在橡膠瀝青封層結(jié)構(gòu)中，碎石的作用在于為瀝青層提供一個(gè)良好的支承。橡膠瀝青層較厚，路面彈性恢復(fù)率大，還能有效阻止水分下滲。同時(shí)，碎石顆?？蛇M(jìn)行一定程度的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得傳到瀝青層底面上的應(yīng)力大幅削減。

在我國(guó)開(kāi)展的一些工程實(shí)例表明，使用橡膠瀝青同步碎石封層結(jié)構(gòu)進(jìn)行舊水泥路面處治，可將路面噪聲降至以前的60%，工程成本可降低40%以上，縮短工期近1/3。

2 原材料

1)碎石應(yīng)采用4.75 mm～9.5 mm單一粒徑碎石，石質(zhì)應(yīng)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒，具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性，以抵擋交通磨損。

碎石質(zhì)量須上面層符合粗集料質(zhì)量要求，超出粒徑范圍碎石含量應(yīng)小于10%。

使用近立方體顆粒的玄武巖、輝綠巖等高強(qiáng)度碎石最好，以確保碎石在瀝青中達(dá)到合適的嵌入深度。

2)橡膠瀝青粘度是控制的關(guān)鍵，彈性恢復(fù)率也很重要。某工程中采用的橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 某工程中橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)

生產(chǎn)的橡膠瀝青應(yīng)在24 h內(nèi)用盡。必須進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，應(yīng)降溫儲(chǔ)存。存儲(chǔ)時(shí)間不超過(guò)3 d的，儲(chǔ)存溫度控制在160℃左右。存儲(chǔ)時(shí)間超過(guò)3 d的，儲(chǔ)存溫度在140℃以下為宜。

3 封層施工工藝

橡膠瀝青封層是在舊水泥路面上灑布一層橡膠瀝青，撒布等粒徑的預(yù)拌瀝青碎石后，使用輪胎壓路機(jī)碾壓使一定高度碎石浸入并穩(wěn)定在橡膠瀝青中，恢復(fù)路面使用性能。

在進(jìn)行施工前，應(yīng)將舊水泥路面上的泥土、雜物等清除，并確?；娲植?、干凈、干燥。必要時(shí)，對(duì)松散部位還應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，以確保基層穩(wěn)定。

施工工藝流程:生產(chǎn)橡膠瀝青→碎石預(yù)拌→橡膠瀝青灑布→等粒徑碎石撒布→碾壓→清掃。

3.1 生產(chǎn)橡膠瀝青

橡膠瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵在于溫度控制。某工程中，進(jìn)行橡膠瀝青生產(chǎn)的溫度控制如表2所示。

表2 橡膠瀝青生產(chǎn)溫度控制表

橡膠瀝青生產(chǎn)中，混合料須在攪動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)45 min以上，方可確保橡膠粉充分溶脹，以保證一定的粘結(jié)強(qiáng)度。

生產(chǎn)的成品瀝青不能使用完畢時(shí)，應(yīng)保溫儲(chǔ)存。選擇采用的儲(chǔ)存罐須具備有效的加熱和保溫功能，橡膠瀝青存儲(chǔ)溫度不得低于190℃。

3.2 預(yù)拌碎石

為確保撒布后石料與橡膠瀝青具有良好的粘結(jié)，須采用基質(zhì)瀝青進(jìn)行碎石預(yù)拌。預(yù)拌過(guò)程中的油石比控制在0.3%～0.6%范圍內(nèi)，碎石加熱溫度不低于130℃，出料溫度不低于120℃。冷卻后的石料應(yīng)個(gè)體獨(dú)立，利于撒布。

3.3 橡膠瀝青灑布

在處理好的基面上噴灑橡膠瀝青，灑布應(yīng)均勻。

應(yīng)嚴(yán)控灑布量，橡膠瀝青用量控制在2 kg/m2～3 kg/m2，偏差量控制在±0.2 kg/m2范圍內(nèi)。在封層車(chē)前進(jìn)過(guò)程中，縱向?yàn)⒉枷嚆暯硬课粦?yīng)重疊10 cm，同時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)灑布過(guò)量導(dǎo)致的泛油現(xiàn)象。

通過(guò)噴油嘴高度調(diào)整形成不同厚度的瀝青膜。

瀝青灑布車(chē)應(yīng)勻速行駛。

3.4 碎石撒布

橡膠瀝青灑布后，應(yīng)立即滿鋪碎石，以確保瀝青和碎石的有效粘結(jié)，可使用專(zhuān)用的碎石撒布車(chē)進(jìn)行作業(yè)。

碎石撒鋪量以滿鋪、不散失為度，控制在15 kg/m2～22 kg/m2，撒布不足部位應(yīng)使用人工進(jìn)行補(bǔ)足。最低撒布溫度不低于120℃。

當(dāng)采用同步碎石封層車(chē)時(shí)，橡膠瀝青撒布與碎石撒布同步完成。

3.5 碾壓

剛?cè)霾纪戤吅蟛荒芰⒓茨雺?，?dāng)改性橡膠瀝青溫度降至100℃左右時(shí)，采用一定噸位的輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)。

應(yīng)合理選擇壓路機(jī)噸位、數(shù)量，壓路機(jī)與撒布車(chē)距離不能超過(guò)5 m，碾壓遍數(shù)2遍～3遍，使碎石壓入瀝青中且粘結(jié)牢固。碎石嵌入瀝青應(yīng)具有足夠爬升高度，以保證一定的裹覆面積。

某工程中，碾壓溫度、時(shí)間要求如表3所示。

3.6 清掃

碾壓完畢后，將多余的、沒(méi)有粘結(jié)的、散落在瀝青外邊的松散碎石安排專(zhuān)人進(jìn)行清除，并在施工完畢后的一周內(nèi)及時(shí)回收過(guò)往車(chē)輛高速行駛帶起的多余石料。

表3 路面碾壓溫度與時(shí)間要求表

4 質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

1)在橡膠瀝青生產(chǎn)中，為穩(wěn)定成品性能和質(zhì)量，應(yīng)對(duì)橡膠瀝青粘度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

2)在進(jìn)行施工前，通過(guò)試鋪確定封層施工中的各項(xiàng)參數(shù)。如機(jī)械組合、瀝青灑布控制溫度、灑布設(shè)備參數(shù)等，路面成型后的質(zhì)量符合要求后方可施工。

3)可采用智能同步碎石封層灑布車(chē)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)灑布劑量的精確控制，同時(shí)帶有加溫、保溫和攪拌功能。為確保橡膠瀝青呈霧狀噴灑，橡膠瀝青噴灑溫度應(yīng)在170℃以上。

4)施工現(xiàn)場(chǎng)氣溫在10℃以上，無(wú)大風(fēng)、濃霧或下雨，一次均勻?yàn)⒉?。?yīng)根據(jù)瀝青的粘度水平合理確定灑布量，瀝青粘度越高，灑布量越大。灑布過(guò)程中，灑布車(chē)應(yīng)保持勻速行駛，確保灑布均勻性。

5)噴灑瀝青后須及時(shí)撒布預(yù)拌碎石，使膠結(jié)料與石料之間有最充分的接觸。碎石撒布面積占瀝青灑布面積的60%～70%即可。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)合理確定灑布量，以碾壓不粘輪為度。

6)為保證碎石撒布的均勻性，在撒布車(chē)啟動(dòng)及縱橫向交接部位，應(yīng)給予關(guān)注是否出現(xiàn)重疊和漏撒。對(duì)出現(xiàn)的局部重疊，應(yīng)在碾壓前人工清理。

5 結(jié)語(yǔ)

在高速公路舊水泥路面實(shí)施橡膠瀝青碎石封層，可封閉舊路面裂縫等早期病害，有效遏制結(jié)構(gòu)性病害的發(fā)生，大大提高路面行車(chē)的安全和舒適，有效恢復(fù)路面的抗滑性能和抗水滲能力，使得路面使用壽命顯著延長(zhǎng)，節(jié)約路面的后期養(yǎng)護(hù)成本。

橡膠瀝青封層具有良好的路用性能，其施工工藝簡(jiǎn)單，在我國(guó)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，可降低工程成本，有效縮短封閉交通時(shí)間。橡膠瀝青同步碎石封層是一種全新的養(yǎng)護(hù)手段，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］冉曉東.公路工程中橡膠瀝青同步碎石封層的施工技術(shù)［J］.工程技術(shù)(引文版)，2016(5):56-58.

［2］王 剛.橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用［J］.工程技術(shù)(文摘版)，2016(4):123-124.

［3］李松山.橡膠瀝青同步碎石封層施工工藝與質(zhì)量控制［J］.甘肅科技，2015(16):89-90.

On rubber asphalt seal construction of expressways and key point control

Zhang Lijun
(Shanxi Changxing Road and Bridge Engineering Co.，Ltd，Changzhi 046000，China)

The paper analyzes the mechanism for the rubber asphalt simultaneous macadam seal on expressways，illustrates its construction technique from the production of the rubber asphalt，pre-mixed macadam，rubber asphalt，rubber asphalt cloth，macadam spreading，compaction，and cleansing，points out the construction quality control measures，and points out the rubber asphalt and prolong the lifespan of the roadbed and save maintenance cost.

expressway，rubber asphalt，simultaneous macadam seal，quality control

U415

:A

1009-6825(2016)36-0160-02

2016-10-19

張立軍(1968-)，男，工程師