常興宇

（中交二公局第六工程有限公司,陜西 西安 710000）

隨著近些年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),隨之而來的關(guān)于交通運(yùn)輸和汽車工業(yè)也迎來了新的增長(zhǎng)期,出現(xiàn)的問題也越來越多,比如說,汽車工業(yè)出現(xiàn)的廢舊輪胎材料導(dǎo)致出現(xiàn)的污染。而伴隨著道路建設(shè)規(guī)模的增長(zhǎng)以及道路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,導(dǎo)致現(xiàn)如今瀝青需求呈現(xiàn)繼續(xù)增長(zhǎng)的狀態(tài)。所以將廢舊輪胎膠粉回收重利用,用于公路建設(shè)之中也是解決上述問題的主要研究方向之一。1990 年以來,我國(guó)一直致力于關(guān)于廢舊輪胎膠粉加工瀝青工藝的研究。隨著近年來廢舊輪胎膠粉加工技術(shù)的提高,我們不斷降低廢舊輪胎膠粉的制造成本,也將廢舊輪胎膠粉充分應(yīng)用在公路工程之中。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

本項(xiàng)目為雄安新區(qū)“四縱三橫”的重要組成部分,路線全長(zhǎng)72.8km。榮烏高速公路新線京臺(tái)高速至京港澳高速段將替換原有榮烏高速公路代為發(fā)揮其功能及作用。榮烏高速公路永久路面試驗(yàn)路段,其路面結(jié)構(gòu)型式及多項(xiàng)材料技術(shù)在我國(guó)尚屬首次試點(diǎn)。其路面結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 永久路面結(jié)構(gòu)

ARHM-25 采用橡膠粉摻量為50%的橡膠改性瀝青,其膠粉摻量遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)的濕法加工工藝20%的摻量,隨著摻量的增加不僅對(duì)材料路用性能產(chǎn)生影響,對(duì)于瀝青的儲(chǔ)存、泵送以及后續(xù)瀝青混合料的生產(chǎn)和施工產(chǎn)生等產(chǎn)生重大影響。高摻量橡膠粉瀝青混合料路面在材料評(píng)價(jià)和施工控制方面存在諸多難題。本文重點(diǎn)對(duì)于ARHM-25 的施工工藝進(jìn)行研究總結(jié),通過試驗(yàn)路的實(shí)施,初步探究高摻量橡膠改性瀝青混合料ARHM-25 的施工技術(shù),供道路工程技術(shù)人員參考。

2 試驗(yàn)路段簡(jiǎn)介

本次試驗(yàn)路段位于榮烏高速公路新線京臺(tái)高速至京港澳高速第六標(biāo)段路面工程起點(diǎn)為K70+146,終點(diǎn)地標(biāo)為K88+314,線路全長(zhǎng)為18.16Km,高速最高速度為120Km/h,高速公路采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為單向四車道。路面下面層工程結(jié)構(gòu)采用的類型為：ARHM-25 橡膠改性瀝青混凝土,試驗(yàn)段定于K79+000～K79+430.4 段（整體式）右側(cè),共計(jì)430.4m。本試驗(yàn)段橡膠改性瀝青混凝土下面層設(shè)計(jì)厚度12cm,半幅設(shè)計(jì)寬度為18.85m。

施工生產(chǎn)配合比(表1,2,圖2)

表1

圖2 合成級(jí)配通過率曲線

表2 最佳油石比馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總

3 施工技術(shù)

3.1 橡膠瀝青拌合與溫度控制

橡膠瀝青對(duì)溫度很敏感,在拌合生產(chǎn)過程中瀝青加熱溫度對(duì)混合料產(chǎn)能有很大影響,以及施工中攤鋪碾壓的溫度控制,對(duì)混合料的壓實(shí)度、輪跡的消除等也是不可忽略的重要因素。在攪拌站進(jìn)行生產(chǎn)之前,需要進(jìn)行多次試拌。通過對(duì)材料混合料進(jìn)行試拌,對(duì)拌合機(jī)的上料速度、生產(chǎn)能力以及攪拌溫度等有更清楚的認(rèn)知,進(jìn)而更加明確瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì),提供正式生產(chǎn)的詳細(xì)材料參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果以及混合料狀態(tài)確定瀝青混合料拌合參數(shù)。本次試驗(yàn)路段施工采用瑪蓮尼5500 型間歇式瀝青拌合樓,額定生產(chǎn)能力為430t/h。要依據(jù)生產(chǎn)配合比開展生產(chǎn),并且保證各盤生產(chǎn)時(shí)間都不下于50 秒,其中包括5 秒的干拌時(shí)間,45 秒的濕拌時(shí)間。在生產(chǎn)混合料時(shí),對(duì)混合料的混合質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拌合質(zhì)量,增派人手專門負(fù)責(zé)目測(cè)混合料質(zhì)量,保障混合料成品不會(huì)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)、結(jié)塊、混合料拌合不均勻等質(zhì)量不過關(guān)等情況。

表3 橡膠瀝青混合料拌合溫度控制表

3.2 瀝青混合料運(yùn)輸

3.2.1 裝料采用“移動(dòng)式”方式：車輛在裝料時(shí)前后移動(dòng),依照前后中前后五次裝料法進(jìn)行裝載。裝料高度接近平裝,避免塔形裝料,減少混合料堆高離析。

3.2.2 車輛裝載之前,首先要對(duì)車廂的側(cè)面和底部進(jìn)行清潔,同時(shí)涂抹食用油和水的混合物,按照1：3 的比例混合,以有效規(guī)避粘連瀝青混合料在車廂內(nèi)部出現(xiàn)。

3.2.3 運(yùn)輸料車兩側(cè)及車廂頂用雙層篷布包裹保溫,篷布掀蓋均由專人進(jìn)行操作,操作人員配備石棉手套,防止?fàn)C傷。車廂兩側(cè)錯(cuò)位打孔,檢測(cè)混合料溫度。混合料前場(chǎng)后場(chǎng)均需要安排專人進(jìn)行溫度檢測(cè)記錄,對(duì)比溫度損失量,驗(yàn)證混合料的保溫措施的可行性。

3.3 攤鋪控制要點(diǎn)

路面均勻鋪攤是瀝青混凝土路面施工的重要工序之一。中、細(xì)粒式混合料往往使用橡膠瀝青,瀝青混和料的公稱最大粒徑往往不超過19mm,本試驗(yàn)路段結(jié)構(gòu)形式為ARHM-25,級(jí)配形式為間斷級(jí)配且最大粒徑為31.5mm 易造成混合料離析,公路路面的平整度受攤鋪機(jī)的行駛速度以及熨平板的溫度所影響,夯錘振動(dòng)頻率直接影響混合料的初始?jí)簩?shí)度。本次混合料攤鋪由2 臺(tái)福格勒2100-3L 攤鋪機(jī)前后組成梯隊(duì)聯(lián)合作業(yè)。作業(yè)過程中應(yīng)控制以下幾點(diǎn)：

3.3.1 在攤鋪機(jī)就位后,熨平板預(yù)熱至130°C。靠近道路中線的攤鋪機(jī)在前,其右側(cè)架設(shè)鋼絲,并在攤鋪機(jī)上安裝有橫向坡度計(jì),可以有效控制路面層的橫向坡度。將鋼絲安裝在后面攤鋪機(jī)左側(cè)位置,右側(cè)在攤鋪好的面上進(jìn)行“滑雪”以控制高程。使用斜接縫以規(guī)避產(chǎn)生接縫痕跡,兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪層中,其縱向搭接寬度最好保持在5～10cm 之間,前后距離控制不應(yīng)大于8m。

3.3.2 啟動(dòng)路面鋪裝之前,要保證鋪裝料斗中的混合料超過料斗容量的2/3,在兩側(cè)螺旋送料螺旋內(nèi),保持超過2/3 高度的混合料,以規(guī)避離析、漏鋪等情況的產(chǎn)生。攤鋪機(jī)的啟動(dòng)速度為0.5 至1.0m/ min 之間。正常路面速度控制在1.5m/min,攤鋪機(jī)夯機(jī)頻率為30%。盡量使攤鋪機(jī)收回料斗的次數(shù)降到最低,過程中應(yīng)盡量規(guī)避兩邊粘連混合料。避免混合料凝固,兩側(cè)若有降溫凝固的混合料要鏟除廢棄。

3.3.3 根據(jù)路面寬度組裝相應(yīng)寬度的熨平板和螺旋葉片,確保側(cè)擋板與螺旋末端之間的距離小于30 厘米,將反向葉片連接到螺旋末端,可以有效減小邊部的離析。

3.4 松鋪系數(shù)的確定

根據(jù)過去的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,運(yùn)用1.25 松鋪系數(shù)進(jìn)行控制。在攤鋪之前,依據(jù)虛鋪厚度調(diào)整攤鋪機(jī),在熨平板下安放耐壓材料墊板,其厚度要與松鋪厚度持平,對(duì)鋪裝前、鋪裝后以及被壓實(shí)后的高程數(shù)據(jù)分別進(jìn)行測(cè)量。

表4 松鋪系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總表

3.5 混合料的碾壓成型

橡膠材料具有良好的彈性,本身的體積很難被壓縮,廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青中含有大量的膠粉顆粒,有研究表明間斷級(jí)配可以以增大空間容納膠粉,減少碾壓彈性。以及橡膠瀝青對(duì)溫度敏感性高,混合料碾壓溫度降低會(huì)導(dǎo)致混合料成型空隙率增大,這對(duì)橡膠瀝青混合料的碾壓彈性問題會(huì)加劇。本次試驗(yàn)路段機(jī)械組合主要針對(duì)橡膠瀝青混合料碾壓彈性及溫度敏感性進(jìn)行配置。

碾壓中應(yīng)遵循“隨動(dòng)、連續(xù)、高頻、低振幅、小水量”的原則。初壓應(yīng)該跟隨攤鋪機(jī),復(fù)壓要與初壓保持一致,終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓。初壓保證在高溫下進(jìn)行,保證碾壓混合料不推移變形,快速封閉表面,以減少混合料出現(xiàn)熱損失情況。復(fù)壓緊跟初壓之后進(jìn)行,盡量保持不低于150℃的復(fù)壓溫度,在進(jìn)行碾壓時(shí),雙鋼輪以及膠輪壓路機(jī)要同時(shí)進(jìn)退,持續(xù)不斷進(jìn)行碾壓,為了保證混合料可以在溫度較高的狀況下依舊能夠保持更高的密實(shí)度,初壓總長(zhǎng)應(yīng)保持在30～40m,終壓要選用1 臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)緊跟膠輪進(jìn)行靜壓收光。壓路機(jī)碾壓邊部時(shí)應(yīng)盡量靠近邊部以保證邊部的壓實(shí)。

表5 混合料的碾壓組合及參數(shù)

4 質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)證

針對(duì)不同的碾壓組合路段外觀、橫坡、斷面尺寸、壓實(shí)度、滲水系數(shù)、平整度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合對(duì)比分析。方案一碾壓組合,外觀、平整度優(yōu)于方案二,壓實(shí)度、滲水系數(shù)、方案二優(yōu)于方案一,綜合考慮方案一碾壓組合更為適合APHM-25 橡膠瀝青混合料施工。

表6 質(zhì)量檢測(cè)頻率及檢測(cè)結(jié)果匯

5 結(jié)論

本次試驗(yàn)過程中,下面層ARHM-25 試驗(yàn)路段的結(jié)構(gòu)層壓實(shí)度、厚度、標(biāo)高、平整度、滲水等指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。根據(jù)本次試驗(yàn)路段的施工條件和試驗(yàn)條件,對(duì)施工機(jī)械組合、攪拌、攤鋪機(jī)施工參數(shù)、碾壓方案、松鋪系數(shù)等施工參數(shù),總結(jié)得出以下結(jié)論：

5.1 拌和溫度和時(shí)間

通過試驗(yàn)段的施工,確定拌和站產(chǎn)量430t/h；每盤總拌和時(shí)間應(yīng)大于50s,其中包括5s的干拌時(shí)間以及45s 的濕拌時(shí)間?；旌狭蠝囟瓤刂疲罕ＷC175-185℃之內(nèi)的橡膠改性瀝青加熱溫度,185-195℃左右的礦料加熱溫度以及180-190℃之間的混合料出廠溫度。

5.2 攤鋪參數(shù)

在進(jìn)行攤鋪混合料時(shí),要保證攤鋪溫度高于170℃,保持1.5m/min 的攤鋪速度,夯實(shí)頻率為50%（1700 rpm）,熨平板頻率為40%（1300 rpm）。

5.3 碾壓方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果,確定碾壓組合方式為如表7 所示碾壓組合。

表7

5.4 松鋪系數(shù)

測(cè)量員跟蹤測(cè)量試驗(yàn)路段的松鋪系數(shù),對(duì)鋪裝前后標(biāo)高以及壓實(shí)后標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量,依據(jù)松鋪厚度及壓實(shí)厚度計(jì)算,得出1.240 的最終結(jié)果,作為ARHM-25 橡膠改性瀝青下面層松鋪系數(shù)。