楊鋒均
(桑植縣公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)中心,湖南 張家界427000)
為滿足區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求,近年來各大城市興起了舊水泥路面改造熱潮,包括病害處理、道路拓寬、加鋪瀝青等施工,以切實(shí)滿足城市日益增加的交通出行需求[1]。鑒于橡膠瀝青表現(xiàn)出的良好的路用性能,在城市道路水泥路面改造施工中逐漸得到了推廣應(yīng)用,本文主要對(duì)此展開詳細(xì)分析。
20世紀(jì)70~80年代,城市道路建設(shè)以水泥混凝土路面為主,然而進(jìn)入90年代以來,很多早期修建的水泥路面開始出現(xiàn)碎裂斷板、唧泥、錯(cuò)臺(tái)等病害,直接影響城市交通順暢性與舒適性,阻礙了城市發(fā)展[2]。同時(shí),由于隨著城市交通量的快速增加,汽車軸載的重型化發(fā)展,舊水泥路面難以滿足安全、舒適的行車需求,城市道路改建與大修逐漸提上日程。
城市道路水泥路面改造主要有2種方法:(1)對(duì)破損水泥路面進(jìn)行換板、修復(fù)處理;(2)對(duì)舊水泥路面病害進(jìn)行處理,然后加鋪1層或2層瀝青混凝土。第二種方法也稱為是“白改黑”,目前在城市道路水泥路面改造中運(yùn)用較多。近年來,我國城市道路水泥路面“白改黑”改造中,瀝青混凝土材料的選擇是重要研究方向,本文圍繞橡膠瀝青的應(yīng)用展開分析。與SBS改性瀝青相比,橡膠瀝青在防止路面反射裂縫、疲勞破壞、路面減噪等方面優(yōu)勢顯著,通過橡膠瀝青在城市道路水泥路面改造施工中的合理應(yīng)用,可有效延長路面使用壽命、減小路面厚度,實(shí)際施工效果良好[3]。
橡膠瀝青是一種新型環(huán)保材料,主要通過回收、機(jī)械研磨廢棄汽車輪胎,將其加工為橡膠粉后與基質(zhì)瀝青進(jìn)行溶脹反應(yīng),由此得到可供瀝青路面使用的原材料——橡膠粉改性瀝青[4]。我國最初將橡膠瀝青應(yīng)用于公路工程中,可追溯于20世紀(jì)80年代。其目的在于改善我國性能不佳的國產(chǎn)瀝青。經(jīng)由同濟(jì)大學(xué)系統(tǒng)試驗(yàn),驗(yàn)證了磨細(xì)橡膠粉改性瀝青的特性與路用價(jià)值,并進(jìn)一步改善了生產(chǎn)工藝,推動(dòng)了此種瀝青混合料在路面工程中的應(yīng)用。
近年來,我國城市道路水泥路面改造中,橡膠瀝青得到了較多的應(yīng)用,并積累了相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn),經(jīng)總結(jié)將橡膠瀝青的應(yīng)用優(yōu)勢歸納為如下4點(diǎn):
1)橡膠瀝青路面耐久性好。橡膠瀝青中橡膠粉顆粒的存在,有效提高了橡膠瀝青混合料黏結(jié)強(qiáng)度、彈性、低溫柔韌性,降低了瀝青路面的溫度敏感性,將其運(yùn)用于水泥路面改造中有利于預(yù)防路面疲勞裂縫與反射裂縫,提高路面耐久性。
2)廢舊橡膠粉可替代聚合物改性劑。與普通基質(zhì)瀝青相比,橡膠瀝青在高低溫穩(wěn)定性、抗水損害、抗疲勞以及抗老化等方面優(yōu)勢顯著,與其他聚合物改性瀝青相比毫不遜色,綜合性能較為平衡。因此,在路面建設(shè)中廢舊橡膠粉可替代聚合物改性劑。
3)道路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用較低。從橡膠瀝青的制備來看,廢舊橡膠粉來源于輪胎,其中特有的炭黑抗氧化劑可有效增強(qiáng)路面抗老化、抗氧化能力,相應(yīng)的有利于減少橡膠瀝青路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,并且橡膠炭黑抗氧化劑也有長期保持路面黑色,城市道路更為美觀[5,6]。
4)橡膠瀝青路面行車噪聲小?;谙鹉z瀝青中橡膠粉顆粒的高彈性能,可顯著減小路面行車噪聲,將其運(yùn)用于城市道路中,對(duì)沿線居民日常工作、生活十分有益。
本項(xiàng)目為某城市道路水泥路面改造工程,路面寬16 m。近幾年隨著交通軸載的增加,路面出現(xiàn)了不同程度的裂縫、錯(cuò)臺(tái)、坑洞等病害。經(jīng)檢測,路段基層強(qiáng)度滿足要求,因此,決定在對(duì)水泥路面病害進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上,鋪設(shè)4 cm AC-16橡膠粉瀝青混凝土。
本項(xiàng)目采用濕拌法進(jìn)行橡膠瀝青生產(chǎn),配備高速攪拌機(jī)、溶脹罐,瀝青混合物加熱至180~190℃并溶脹60 min,再生產(chǎn)橡膠粉瀝青混合料。本項(xiàng)目原材料選用如下:90#道路石油基質(zhì)瀝青;40目橡膠粉;粗集料采用破碎機(jī)軋制的石灰石;細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂;填料采用石灰?guī)r磨細(xì)后得到的礦粉。經(jīng)檢測,橡膠粉技術(shù)指標(biāo)符合表1、表2的要求。拌和機(jī)4#料倉(11~19 mm)、3#料倉(6~11 mm)、2#料倉(3~6 mm)、1#料倉(0~3 mm)和礦粉的合成比例為22∶30∶22∶20∶6,最佳油石比5.9%。
表1 路用廢胎橡膠粉的物理技術(shù)指標(biāo)
表2 路用廢胎膠粉的化學(xué)技術(shù)指標(biāo)
4.3.1 攤鋪碾壓施工方法
本項(xiàng)目的橡膠粉瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪、碾壓工藝,與普通改性瀝青混合料相同。在實(shí)際施工過程中,攤鋪速度控制在3 m/min,攤鋪、初壓以及終壓溫度分別為160℃、155℃、≥90℃[7]。
初壓選用12 t振動(dòng)雙鋼輪壓路機(jī),采用高頻低振碾壓方法,碾壓2遍;復(fù)壓選用30 t膠輪壓路機(jī),碾壓4遍;終壓選用12 t鋼輪壓路機(jī),采用靜壓方法,碾壓2遍,要求路面無明顯輪跡。完成橡膠瀝青路面施工后,路面溫度降至50℃,方可開放交通。
4.3.2 施工過程控制要點(diǎn)
1)橡膠瀝青混合料的黏度較大,容易產(chǎn)生拖痕,攤鋪前必須精確調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板。
2)橡膠粉瀝青混合料彈性表達(dá),與普通瀝青混合料相比壓實(shí)難度較大,因此,本項(xiàng)目選用大噸位輪胎壓路機(jī)+高頻振動(dòng)壓路機(jī),通過組合碾壓達(dá)到既定的壓實(shí)目標(biāo)。
3)橡膠粉瀝青混合料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場溫度約160~170℃,完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后,混合料的溫度較高,壓路機(jī)碾壓作業(yè)中容易帶起混合料,瀝青再次掉在路面上出現(xiàn)油斑。對(duì)此,必須加強(qiáng)初壓階段黏輪溫度控制,并使用拖把蘸隔離液擦拭輪胎,以免出現(xiàn)黏輪的情況[8]。
綜上所述,橡膠瀝青作為一種新型道路建筑材料,在城市道路改造中得到了推廣運(yùn)用,此類材料實(shí)現(xiàn)了廢棄輪胎的再次利用,在路用性能、環(huán)保效益以及成本投入方面表現(xiàn)均較好。橡膠瀝青混合料施工過程中,應(yīng)合理選擇原材料,科學(xué)開展橡膠瀝青混合料生產(chǎn)工作,在整個(gè)攤鋪、碾壓過程中,嚴(yán)格控制施工速度與溫度,保證路面性能滿足要求。