王小帥

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

公路使用時(shí)由于受到行車荷載、車輛碰撞及天氣等因素的影響，一段時(shí)間后路面可能出現(xiàn)一些破壞。為了在修復(fù)路面的同時(shí)提高路面技術(shù)等級(jí)，可采用重新攤鋪路面的方式。橡膠瀝青作為當(dāng)前較新穎的瀝青材料，在路面修復(fù)中有良好的應(yīng)用前景。

1 工程概況

某高速公路工程所在地區(qū)年均氣溫相對(duì)較高，且降雨充沛，路線總長度約為24.9km，路面結(jié)構(gòu)以瀝青混凝土為主，其中，下面層采用AC-25，層厚8cm，中面層采用AC-20，層厚6cm，上面層采用AC-13，層厚4cm。從路線中選取一段待修復(fù)且有代表性的路段作為橡膠瀝青混合料應(yīng)用試驗(yàn)段，即K3+000—K3+500。將修復(fù)后結(jié)構(gòu)層確定如下：下面層采用RAC-25，層厚7cm；中面層采用RAC-20，層厚5cm；上面層采用RAC-13，層厚4cm。

2 原材料及混合料要求

2.1 橡膠瀝青

橡膠瀝青在現(xiàn)場進(jìn)行改性，即采用橡膠粉對(duì)基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，橡膠粉實(shí)際摻量按20%控制，生產(chǎn)設(shè)備包括反應(yīng)罐、恒溫裝置、攪拌裝置、泵送裝置與控制系統(tǒng)，在整個(gè)加工過程中將溫度控制在190～218℃范圍內(nèi)，持續(xù)加工時(shí)間需達(dá)到45min以上。完成加工后，橡膠瀝青應(yīng)達(dá)到以下質(zhì)量要求：190℃溫度條件下的旋轉(zhuǎn)黏度需達(dá)到15～40Pa·s，實(shí)測結(jié)果為25Pa·s，符合要求；基于環(huán)球法的軟化點(diǎn)需達(dá)到52～74℃，實(shí)測結(jié)果為62℃，符合要求；25℃溫度條件下的針入度需達(dá)到40～80（0.1mm），實(shí)測結(jié)果為57（0.1mm），符合要求；25℃溫度條件下的彈性恢復(fù)需達(dá)到60%以上，實(shí)測結(jié)果為74%，符合要求[1]。

2.2 礦料與混合料級(jí)配

橡膠瀝青混合料的礦料以長英質(zhì)角巖為主，通過三級(jí)破碎加工而成，在加工系統(tǒng)中需配備除塵裝置，確保加工完成的集料保持潔凈和相對(duì)粗糙，減少針片狀顆粒的實(shí)際含量。礦粉主要采用石灰?guī)r通過磨細(xì)制得。礦料及礦粉均需通過試驗(yàn)抽檢確認(rèn)能否達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求[2]。

2.3 混合料試驗(yàn)

基于以上級(jí)配的各混合料需進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，以確定各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能否達(dá)到要求，橡膠瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 橡膠瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

以上各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)中，RAC-13與RAC-20兩種級(jí)配的空隙率需保持在4%～6%范圍內(nèi)，RAC-25級(jí)配的空隙率需保持在3%～6%范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13級(jí)配的礦料間隙率需大于或等于12+設(shè)計(jì)空隙率，RAC-20級(jí)配的礦料間隙率需大于或等于10+設(shè)計(jì)空隙率，RAC-25級(jí)配的礦料間隙率需大于或等于8+設(shè)計(jì)空隙率，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13級(jí)配的瀝青飽和度需保持在70%～80%范圍內(nèi)，RAC-20與RAC-25兩種級(jí)配的瀝青飽和度需保持在65%～75%范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的穩(wěn)定度均需大于或等于8.0kN，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的流值均需保持在15～40（0.01mm）范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的殘留穩(wěn)定度均需大于或等于85%，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的凍融劈裂強(qiáng)度應(yīng)大于或等于80%，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的動(dòng)穩(wěn)定度需大于或等于3 000次/mm，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的滲水系數(shù)均不能大于120mL/min，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求；RAC-13、RAC-20和RAC-25三種級(jí)配的構(gòu)造深度需保持在0.8～1.1cm范圍內(nèi)，試驗(yàn)結(jié)果符合該要求[3]。經(jīng)以上試驗(yàn)可知，上述三種混合料級(jí)配方案均能達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，可在實(shí)際工程中應(yīng)用。

3 施工工藝

對(duì)于橡膠瀝青混合料，其生產(chǎn)工藝及施工工藝是否合理可行，決定了拌和與施工的質(zhì)量。由于橡膠瀝青有很高的黏度，在級(jí)配當(dāng)中可以起到一定填充作用，所以其生產(chǎn)及施工工藝都與普通瀝青混合料有所不同。

（1）橡膠瀝青必須在當(dāng)天完成生產(chǎn)和使用，在高溫條件下的存儲(chǔ)時(shí)間要控制在24h以內(nèi)。若有特殊情況，需將溫度降低至140～145℃再進(jìn)行存儲(chǔ)，這樣能使存儲(chǔ)時(shí)間增加到3d，當(dāng)使用這部分橡膠瀝青時(shí)，需將其溫度升高至190℃，并檢測其黏度，若黏度未能達(dá)到要求，則應(yīng)加入適量膠粉進(jìn)行攪拌。雖然橡膠瀝青在冷卻之后可以重新加熱，但要注意重復(fù)加熱的次數(shù)一般不能超過2次。

（2）橡膠瀝青并不會(huì)對(duì)混合料生產(chǎn)造成太大影響，這一點(diǎn)與普通瀝青類似，但需要對(duì)拌和樓溫度予以嚴(yán)格控制。由于橡膠瀝青更加黏稠，所以應(yīng)適當(dāng)提高生產(chǎn)溫度。對(duì)橡膠瀝青進(jìn)行加熱時(shí)，溫度需達(dá)到200～210℃；混合料出廠時(shí)，溫度需達(dá)到180～200℃。對(duì)于攪拌持續(xù)時(shí)間，總計(jì)應(yīng)達(dá)到65s以上，干拌與濕拌的時(shí)間分別不能少于10s、55s。

（3）為避免攤鋪時(shí)混合料熱量損失，攤鋪速度需達(dá)到2～3m/min，且需要在170～180℃的溫度條件下施工。對(duì)于碾壓溫度，初壓時(shí)不能低于165℃，復(fù)壓時(shí)要達(dá)到155℃以上，而終壓時(shí)應(yīng)達(dá)到120℃以上。

對(duì)下面層混合料進(jìn)行攤鋪時(shí)，采用了如下兩種碾壓方法：第一種為鋼輪+膠輪壓路機(jī)；第二種為鋼輪壓路機(jī)。采用第一種方法時(shí)，初壓由12t鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍振壓，復(fù)壓先由鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行3遍振壓，再由26t膠輪壓路機(jī)連續(xù)碾壓3遍，終壓由12t鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2遍以上靜壓，直到消除所有輪跡。采用第二種方法時(shí)，初壓進(jìn)行2遍振壓，復(fù)壓進(jìn)行3～5遍連續(xù)振壓，終壓進(jìn)行2遍以上靜壓。第一種方法完工后的實(shí)測結(jié)果為：壓實(shí)度：當(dāng)以最大理論密度作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為93.8%～94.5%，當(dāng)以馬歇爾密度作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為97.8%～98.7%；滲水系數(shù)在54～83mL·min-1范圍內(nèi)，平整度在1.33～1.45mm范圍內(nèi)；第二種方法完工后的實(shí)測結(jié)果為：壓實(shí)度：當(dāng)以最大理論密度作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為93.4%～94.0%，當(dāng)以馬歇爾密度作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，為97.6%～98.2%；滲水系數(shù)在62～89mL/min范圍內(nèi)，平整度在0.95～1.46范圍內(nèi)。從以上結(jié)果可知，雖然上述兩種方法都能達(dá)到要求，但因?yàn)橄鹉z瀝青有很大的黏度且用量也比較大，所以由膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)會(huì)有相對(duì)嚴(yán)重的黏輪現(xiàn)象，而且碾壓溫度也比普通瀝青高，因此為防止對(duì)膠輪壓路機(jī)造成破壞，建議采用第二種碾壓方法。

4 結(jié)語

截至目前，該試驗(yàn)段的橡膠瀝青混合料路面修復(fù)施工完工已有1年的時(shí)間，經(jīng)過1年的通車運(yùn)營，未產(chǎn)生任何病害，整體狀況良好，表明以上施工方法的合理性與可行性，可為這種新型瀝青路面的進(jìn)一步應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。