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        橡膠瀝青碎石封層技術(shù)應(yīng)用研究

        2022-06-30 09:12:28朱剛
        工程建設(shè)與設(shè)計 2022年11期
        關(guān)鍵詞:黏結(jié)性封層橡膠

        朱剛

        (張家口市公路工程試驗檢測中心,河北張家口 075000)

        1 工程概況

        某高速公路工程全長127.15 km,雙向6 車道,基層采用石灰穩(wěn)定土,上面層為AC-13 細粒式密級配瀝青混合料。該地區(qū)由于長期受冬季低溫天氣和行車荷載作用,路面出現(xiàn)較多的早期開裂、凍脹等病害,為延長瀝青路面的使用壽命,并提高服務(wù)性能,本項目擬采用橡膠瀝青碎石封層技術(shù)對該路面實施養(yǎng)護,該公路路基路面的詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計見表1。

        表1 高速公路路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計

        2 工程實踐

        2.1 原材料性能試驗

        本項目瀝青采用橡膠改性瀝青,集料選用硬度高、耐磨性好的玄武巖。橡膠改性瀝青的性能遠優(yōu)于基質(zhì)瀝青,且在老化試驗之后,橡膠的技術(shù)指標變化率較基質(zhì)瀝青更小,各項指標均滿足規(guī)范要求。石料的檢測結(jié)果顯示,磨光值實測結(jié)果為技術(shù)指標的50.1%,磨耗損失為規(guī)范要求指標的40%,堅固性為規(guī)范值的66.7%,表明集料具有較好的堅固耐磨性能。

        2.2 橡膠瀝青碎石封層性能試驗

        由于該地區(qū)地形條件復(fù)雜,山地、丘陵、平原地區(qū)氣候也不盡相同。本研究主要對碎石封層的低溫黏結(jié)性能、抗磨耗等性能展開研究。

        依據(jù)JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中瀝青混合料的低溫黏結(jié)性試驗,對本項目中的瀝青與碎石的黏結(jié)性展開檢測,低溫黏結(jié)性以試驗板受沖擊后石料被振落的百分率表示[2]。

        按照規(guī)范要求,需對-18 ℃和25 ℃下的瀝青與集料的黏結(jié)性檢測,檢測結(jié)果見圖1 和圖2。

        圖1 - 18 ℃黏附性檢測結(jié)果

        圖2 25 ℃黏附性檢測結(jié)果

        根據(jù)如檢測結(jié)果可知,-18 ℃時碎石的脫落在垂落次數(shù)10 次之后逐漸趨于穩(wěn)定,垂落10 次的時振落百分率為48%;25 ℃時碎石在40 次垂落之前均無掉落,在垂落50 次時,開始有掉落,垂落100 次時,掉落顆粒數(shù)僅為3 顆。因此,該橡膠瀝青碎石在低溫下也具有較好的黏結(jié)性,可用于高寒地區(qū)的路面養(yǎng)護工作。

        2.3 瀝青碎石封層施工

        養(yǎng)護工作在施工之前應(yīng)對原道路表面進行清潔,使用人工或者機械的方式將道路表面的塵土、碎石、雜物等清掃干凈。同時,做好撒布設(shè)備的清理工作,清理儲油罐內(nèi)殘油。在原材料撒布之前,將原道路路面的裂縫、坑槽、車轍等病害進行維修處置,以確保路面平整,為瀝青碎石封層施工提供基礎(chǔ)[3]。

        橡膠瀝青碎石封層原材料的撒布包括橡膠瀝青和碎石的撒布,在撒布起始處應(yīng)先鋪一層牛毛氈,然后進行橡膠瀝青的灑布,減少給路面帶來的污染。鋪撒時,采用同步碎石封層機,根據(jù)路面試件情況進行撒布,在損壞面積或裂縫較大處,可以提高橡膠瀝青的摻量,以保證黏結(jié)性,并根據(jù)實際道路寬度,提前計算好撒布量,橡膠瀝青灑布量一般控制在2.2 kg/m2,碎石撒布量一般控制在1.8 kg/m2即可,避免造成材料浪費[4]。撒布完橡膠瀝青后,進行碎石的鋪撒,碎石鋪撒時應(yīng)使碎石鋪展機械與橡膠瀝青碎石封層之間距離保持一定,確保橡膠瀝青與碎石的充分黏結(jié)。此外,橡膠瀝青碎石封層在施工時車速應(yīng)保持在2~2.5 km/h 勻速行駛,每次碾壓應(yīng)重疊300 mm 以上。施工過程中具體施工設(shè)備如表2 所示。鋪撒完成后,要緊接著進行碾壓,一般采用膠輪壓路機進行碎石封層的碾壓,避免將碎石壓碎,造成抗滑性和耐磨性的降低,初壓時速度控制在約2 km/h,目的是使碎石和瀝青初步黏結(jié),之后復(fù)壓2 遍,碾壓輪跡重合300 mm 以上,使瀝青和碎石充分黏結(jié),無過多的浮動碎石。

        表2 橡膠瀝青碎石封層施工設(shè)備一覽表

        2.4 施工質(zhì)量檢測

        由于本項目橡膠瀝青碎石為道路表面層,為確保發(fā)揮良好的路用性能,起到良好的養(yǎng)護效果,本項目對其進行抗滑性和抗?jié)B性進行檢測評價。

        2.4.1 構(gòu)造深度質(zhì)量檢測

        根據(jù)JTG 3450—2019《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》,本項目選用鋪砂法進行橡膠瀝青碎石封層的抗滑性能檢測,檢測結(jié)果見表3。

        表3 構(gòu)造深度檢測結(jié)果

        根據(jù)表3 可知,封層前后,瀝青路面的構(gòu)造深度由原來的0.89 提升至0.99,BPN 值由原來的47.6 提升至66.9,抗滑性能得到大幅提升,提高了行車安全性能。

        2.4.2 防水性能

        防水性能好的瀝青路面可以更好地抵抗路面受到水的侵蝕,不易產(chǎn)生早期開裂[5]。橡膠瀝青碎石封層可以在碎石表面形成瀝青薄膜,從而使瀝青路面的抗水侵蝕能力得到提升。本次檢測根據(jù)規(guī)范要求,隨機選取樁號,每個橫斷面選取5 測點,對所選測點進行滲水系數(shù)測試,檢測結(jié)果見表4。

        表4 滲水系數(shù)檢測結(jié)果

        根據(jù)檢測結(jié)果可得到,封層前瀝青路面的最大117 mL/min,經(jīng)過封層技術(shù)施工后,降低至最大20 mL/min,路面防水侵蝕性能得到明顯改善。

        3 結(jié)語

        本文結(jié)合具體工程,對橡膠瀝青碎石封層施工時的材料選取、性能、施工條件和試驗路段檢測進行分析,結(jié)果表明:通過控制原材料質(zhì)量,以2.2 kg/m2的瀝青灑布量、合理的施工組織進行路面養(yǎng)護,可以使道路的抗滑、防水等性能得到大幅提高,起到良好的養(yǎng)護效果。

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