吉慶 董欣雨

摘 要：早期修建的工業(yè)園區(qū)道路由于長(zhǎng)期經(jīng)受車輛重載等影響路面多已出現(xiàn)龜裂、橫向開(kāi)裂以及沉陷變形等病害，整體承載力不足，制約了園區(qū)交通運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)的效率。本文采用高黏彈的橡膠瀝青與SMA礦料級(jí)配的結(jié)合，以提高工業(yè)園區(qū)路面耐久性為重點(diǎn)，開(kāi)展橡膠瀝青混合料用于舊路加鋪改造技術(shù)研究，驗(yàn)證了橡膠瀝青及混合料用于工業(yè)園區(qū)路面加鋪改造的可行性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)園區(qū);重載;橡膠瀝青;耐久性;加鋪改造

工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)數(shù)量多，道路交通以貨運(yùn)為主，導(dǎo)致工業(yè)園區(qū)的道路存在車輛重載、噪聲大等客觀不利條件[1]。傳統(tǒng)的瀝青路面經(jīng)受園區(qū)車輛重載碾壓后出現(xiàn)裂縫、沉陷變形等路面損害現(xiàn)象，嚴(yán)重制約園區(qū)運(yùn)行效率以及整體發(fā)展。本文通過(guò)分析影響橡膠瀝青混合料技術(shù)性能的因素，結(jié)合橡膠瀝青路面耐久、降噪等特性[2-3]，討論適用于工業(yè)園區(qū)路面加鋪改造的混合料類型。

1 橡膠瀝青混合料技術(shù)性能分析

1.1 橡膠瀝青的黏度

黏度是橡膠瀝青的最重要的性能指標(biāo)之一。與一般的基質(zhì)瀝青和普通改性瀝青不同，橡膠瀝青的黏度不僅僅是施工和易性上的控制技術(shù)指標(biāo)，更是整個(gè)結(jié)合料品質(zhì)的決定因素。因此對(duì)橡膠瀝青合理的黏度控制是能否發(fā)揮橡膠瀝青特性的關(guān)鍵因素。

針對(duì)園區(qū)交通重載的客觀條件，以標(biāo)準(zhǔn)布式旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)的175℃黏度指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及工程經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為橡膠瀝青黏度值在2.5 Pa·s～3.0 Pa·s范圍能夠達(dá)到較好的使用性能。而具體到材料因素和制備參數(shù)上，橡膠粉摻量是影響橡膠瀝青性能的最重要因素，在合理范圍內(nèi)瀝青各項(xiàng)性能隨膠粉摻量增加有所改善，20%～25%的膠粉摻量較為適宜，能夠發(fā)揮橡膠瀝青高黏彈的特性，達(dá)到理想的黏結(jié)效果，混合料整體耐久性也隨之提高。另外，為適應(yīng)交通重載條件，也可以摻用一定比例的輕質(zhì)油分等外摻劑來(lái)改善橡膠瀝青性能，具體的比例應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程需要由試驗(yàn)確定。

1.2 混合料的礦料級(jí)配

要克服園區(qū)高溫、重載等不利條件對(duì)路面的損害，對(duì)礦料級(jí)配選取尤為關(guān)鍵，而橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的核心也集中在對(duì)“空隙率”的控制?？障堵蚀髮?duì)應(yīng)混合料這種非均質(zhì)體的薄弱點(diǎn)也就隨之增多，在受力承載時(shí)尤其是園區(qū)重載條件下產(chǎn)生裂縫，發(fā)生疲勞破壞的概率就會(huì)增加;空隙率過(guò)小又會(huì)增加泛油的風(fēng)險(xiǎn)。因此，配合比設(shè)計(jì)就是要控制好空隙率，滿足園區(qū)道路良好的抗疲勞性能。

本文參考SMA礦料級(jí)配，提高對(duì)混合料抗剪切性能的要求，礦料中作為骨架的粗集料應(yīng)形成“石碰石”的嵌擠結(jié)構(gòu)以達(dá)到較大的內(nèi)摩擦角，同時(shí)調(diào)整相對(duì)較高的礦料間隙率，提供足夠的空間和空隙容納高黏度的橡膠瀝青，一方面結(jié)合料提供黏結(jié)力滿足抗剪能力，另一方面也可以發(fā)揮高黏彈的橡膠瀝青降噪特性。

1.3 路面施工碾壓工藝

了解SMA混合料體積結(jié)構(gòu)原理對(duì)最終目標(biāo)空隙率的控制以及壓實(shí)效果的實(shí)現(xiàn)都十分重要，壓實(shí)過(guò)度不僅會(huì)產(chǎn)生對(duì)粗集料嵌擠結(jié)構(gòu)的破壞，部分粗集料被壓碎，還會(huì)導(dǎo)致對(duì)結(jié)合料的溢流導(dǎo)致泛油等現(xiàn)象。

對(duì)SMA混合料的碾壓，主要是形成“石碰石”的骨架結(jié)構(gòu)，要求對(duì)碾壓程度的把控，不能完全通過(guò)壓實(shí)去達(dá)到目標(biāo)空隙率的形成，必須要有充分的結(jié)合料和細(xì)集料填充空隙，才會(huì)發(fā)揮混合料整體的耐久性能。

2 橡膠瀝青路面用于工業(yè)園區(qū)重載路面技術(shù)

2.1 工程概況

某地工業(yè)園區(qū)建成時(shí)間較早，當(dāng)時(shí)路面設(shè)計(jì)參照《廠礦道路設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ 22-87）的要求，柔性路面面層采用的是4 cm厚的基質(zhì)瀝青混凝土AC-13，路面結(jié)構(gòu)層較薄，路面強(qiáng)度不夠，加之園區(qū)重車超載嚴(yán)重，部分路面出現(xiàn)了龜裂、橫向開(kāi)裂、沉陷變形等病害，制約了園區(qū)交通運(yùn)輸、周轉(zhuǎn)的效率?？紤]到園區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，擬修建符合園區(qū)耐久性好、低噪音需求的橡膠瀝青路面，改善園區(qū)內(nèi)部交通條件。

2.2 橡膠瀝青性能指標(biāo)

結(jié)合國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范和工程實(shí)例確定了橡膠瀝青的制備條件，橡膠瀝青采用的膠粉摻量為20%，攪拌時(shí)間為45 min，攪拌溫度為180℃，并外摻1%的芳烴油。相應(yīng)橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)如表1所示：

2.3 混合料配合比設(shè)計(jì)

混合料配合比設(shè)計(jì)中通過(guò)馬歇爾試件體積法進(jìn)行最佳油石比的確定，以目標(biāo)空隙率為設(shè)計(jì)的核心，相應(yīng)確定出最佳油石比。本項(xiàng)目中，以4%～4.5%空隙率作為目標(biāo)空隙率，找出相應(yīng)該目標(biāo)空隙率下的結(jié)合料用量作為最佳結(jié)合料用量，并進(jìn)一步制作混合料馬歇爾試件，測(cè)定析漏值并驗(yàn)證各項(xiàng)馬歇爾指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范要求。

結(jié)合橡膠瀝青結(jié)合料應(yīng)用特性，在保證骨架粗集料的嵌擠結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，級(jí)配設(shè)計(jì)要提供足夠空間容納高用量橡膠瀝青，進(jìn)一步降低關(guān)鍵篩孔2.36 mm以下細(xì)料比例，形成了目標(biāo)空隙率下的SMA混合料級(jí)配范圍，如表2所示：

2.4 試驗(yàn)路施工

本項(xiàng)目在園區(qū)內(nèi)選取一段長(zhǎng)度為1.0 km的試驗(yàn)路進(jìn)行試驗(yàn)性施工，試驗(yàn)路方案充分考慮了舊路面強(qiáng)度不足、重車超載車輛較多以及地區(qū)高溫時(shí)間長(zhǎng)等因素，以達(dá)到提高園區(qū)道路路用性能、改善路面行車條件的作用。主要設(shè)計(jì)思路如下：

（1）設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，以減少和延緩路面反射裂縫的產(chǎn)生，增強(qiáng)路面的層間黏結(jié)，加強(qiáng)路面的整體性，并起到防水的作用。

（2）采用適配出的橡膠瀝青SMA-13混合料作面層，以提高路面耐久性能并降低路面噪聲。

在施工過(guò)程中，初壓溫度控制在160℃，靜壓2次，復(fù)壓溫度控制在140℃，前靜后壓5次，終壓溫度控制在120℃，靜壓1次。碾壓完成后，項(xiàng)目技術(shù)人員隨機(jī)選取了5個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行鉆芯取樣，壓實(shí)度為97.2%～99.0%，平均壓實(shí)度為98%，空隙率為4.0%～4.5%，平均空隙率為4.2%，構(gòu)造深度達(dá)到1.0以上，摩擦系數(shù)達(dá)到62以上，證明本段實(shí)驗(yàn)路符合設(shè)計(jì)要求，并具備較好的抗滑能力，基本達(dá)到了試驗(yàn)的預(yù)期指標(biāo)要求，滿足園區(qū)的現(xiàn)實(shí)需求，擬對(duì)園區(qū)開(kāi)展大范圍的內(nèi)部道路優(yōu)化升級(jí)。

3 結(jié)語(yǔ)

在保證瀝青路面基本路用性能的前提下，通過(guò)材料組合，并鋪筑試驗(yàn)路，證明橡膠瀝青SMA混合料加鋪層達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期指標(biāo)要求，園區(qū)路面耐久性得到提高，驗(yàn)證了橡膠瀝青及其混合料用于工業(yè)園區(qū)路面加鋪改造的可行性。針對(duì)現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)道路耐久性不足、交通噪聲污染以及資源利用率不足等問(wèn)題，其具有很大的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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