宣濤

（江西贛東路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西撫州 344000）

1 引言

現(xiàn)階段多數(shù)高速公路路面采用瀝青混凝土材料， 瀝青路面相比于其他類型材料的路面具備良好的平整度、 降噪性[1]、耐磨性等使用性能，可提供較高的行車舒適性和安全性，因此應(yīng)用較為廣泛。 瀝青路面主要由瀝青膠結(jié)料、碎石集料、填料組成，通過攤鋪、碾壓施工而成。 然而，在外界環(huán)境和行車荷載的長(zhǎng)期影響下， 瀝青路面在運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后難免出現(xiàn)一定的病害問題，如車轍、裂縫、坑槽等，降低公路整體美觀的同時(shí)影響正常行車，因此，要提高瀝青路面使用性能，可從材料優(yōu)化的角度展開。 本文圍繞高速公路施工中廢膠粉改性瀝青混合料的應(yīng)用展開分析，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線長(zhǎng)124.682 km， 設(shè)計(jì)行車速度為100 km/h，雙向四車道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度為27.5 m，路面選用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，公路全線橋隧比為67.9%。 該高速公路所處區(qū)域常年高溫，日均氣溫較高，且降雨量不大，因此，對(duì)瀝青路面施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較高， 避免后期因行車荷載和高溫影響引發(fā)車轍、坑槽病害產(chǎn)生。 經(jīng)研究決定，建設(shè)單位計(jì)劃選用廢橡膠粉作為改性劑，開展橡膠瀝青路面施工作業(yè)。

3 廢膠粉改性瀝青及混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 基質(zhì)瀝青

本項(xiàng)目選用東海牌70#瀝青作為基質(zhì)瀝青，用以制備橡膠瀝青膠結(jié)料，所用基質(zhì)瀝青的主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 基質(zhì)瀝青主要技術(shù)指標(biāo)

3.2 礦料

3.2.1 粗集料

在瀝青混合料骨架結(jié)構(gòu)中，粗集料為重要組成部分之一，其外觀顆粒形狀直接決定著混合料的整體穩(wěn)定性， 且其表面紋理程度也可有效提高混合料內(nèi)部骨架的嵌擠作用[2]。 本項(xiàng)目瀝青路面粗集料選用紋理粗糙、表面干凈干燥的石灰?guī)r碎石。

3.2.2 細(xì)集料

瀝青路面細(xì)集料大多會(huì)選用天然砂、石屑、機(jī)制砂等，所用不同類型細(xì)集料對(duì)應(yīng)的工程特性也不一致， 拌制的瀝青混合料路用性能也存在差異[3]。 本項(xiàng)目為確保瀝青混合料的整體穩(wěn)定性，經(jīng)研究決定選用石灰?guī)r碎石用作細(xì)集料。

3.2.3 填料

礦料應(yīng)具備干燥、流動(dòng)性高、整潔等特點(diǎn)，本項(xiàng)目選用石灰?guī)r磨制而成的礦粉作為填料，其技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 填料相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

3.3 橡膠粉

本項(xiàng)目選用廢棄橡膠粉作為瀝青膠結(jié)料的改性材料，橡膠粉的摻量確定為18%，采用干篩法進(jìn)行橡膠粉篩分，其篩分級(jí)配要求見表3。

表3 橡膠粉篩分級(jí)配要求

3.4 級(jí)配設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目選用經(jīng)驗(yàn)法進(jìn)行瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)， 結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)，通過不斷調(diào)整得出最終級(jí)配值，如表4 所示，同時(shí)對(duì)應(yīng)的油石比確認(rèn)為5.43%。

表4 橡膠瀝青混合料合成級(jí)配

4 廢膠粉改性瀝青及混合料工程特性分析

目前，在高速公路建設(shè)項(xiàng)目中，路面結(jié)構(gòu)常選用高性能瀝青膠結(jié)料， 以提高瀝青路面的使用性能， 降低路面病害的產(chǎn)生。 現(xiàn)階段，常用到的改性瀝青有SBS 改性瀝青、SBR 改性瀝青、PPA 改性瀝青、橡膠改性瀝青，其中，橡膠瀝青主要是將廢舊輪胎磨制成一定目數(shù)的細(xì)粉， 再結(jié)合高溫條件摻入基質(zhì)瀝青內(nèi)部，通過不斷攪拌，橡膠粉顆粒在高溫熔脹作用下與基質(zhì)瀝青產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，以此提高瀝青的高溫性能與耐久性，拌制出的橡膠瀝青混合料具備良好的高溫穩(wěn)定性、耐久性、抗車轍性能等路用性能[4]。 另外，相比于SBS 改性劑、PPA 改性劑等，橡膠粉顆粒來源廣，成本低，應(yīng)用到高速公路中可起到廢物利用的作用，降低對(duì)環(huán)境的污染影響，因此，其工程特性較為突出。

為研究橡膠瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性，提高施工效率，按照上述提出的原材料和級(jí)配制備出橡膠瀝青， 分別選定儲(chǔ)存日期為1 d、3 d、5 d、7 d、7 d，在同等條件下分別存放1 d、3 d、5 d、7 d、10 d 養(yǎng)護(hù)完畢后分別進(jìn)行瀝青離析試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 不同存放周期下橡膠瀝青離析試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)合表5 數(shù)據(jù)得到， 在1~7 d 內(nèi)， 橡膠瀝青軟化點(diǎn)差值在＜2.5 ℃范圍內(nèi)，表面無氣泡、改性劑析出，滿足瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)橡膠瀝青存放超過一周后，橡膠瀝青有明顯的離析現(xiàn)象產(chǎn)生， 其性能已不滿足要求， 所以在規(guī)定要求下，橡膠瀝青存放時(shí)間不得超過7 d，且應(yīng)盡量本著即制即用的原則。

5 廢膠粉改性瀝青混合料施工技術(shù)要點(diǎn)研究

5.1 施工工藝

提前預(yù)熱礦料、瀝青等，并開啟拌和樓設(shè)備，調(diào)試好拌和溫度，均勻?qū)⒏鞑牧贤吨涟韬蜆窃O(shè)備中，均勻攪拌并持續(xù)控溫加熱，避免出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。 橡膠瀝青混合料的拌和溫度較一般瀝青混合料高出5 ℃左右，拌和完畢后，采用足夠數(shù)量的運(yùn)輸車遵循前、后、中的順序進(jìn)行裝料處理，裝料完畢后及時(shí)采用厚實(shí)帆布袋封閉，避免產(chǎn)生溫度離析，針對(duì)花白料應(yīng)予以廢棄。 運(yùn)輸過程中不得隨意加減速或者調(diào)頭[5]。

提前預(yù)熱攤鋪機(jī)熨平板，待運(yùn)輸車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，即可開啟橡膠瀝青路面攤鋪施工，本項(xiàng)目采用全幅單機(jī)攤鋪方式，以提高橡膠瀝青施工質(zhì)量， 針對(duì)邊角處攤鋪不到位處應(yīng)采用人工方式進(jìn)行處理。 攤鋪施工完畢后，及時(shí)開展碾壓施工，嚴(yán)格控制碾壓施工的溫度和速率， 針對(duì)凹凸不平處應(yīng)進(jìn)行人工補(bǔ)壓，現(xiàn)場(chǎng)定期監(jiān)測(cè)溫度和壓實(shí)度變化。

5.2 質(zhì)量檢測(cè)

本項(xiàng)目橡膠瀝青路面施工完畢后， 采用擺式摩擦系數(shù)儀對(duì)路面的質(zhì)量進(jìn)行檢查， 在試驗(yàn)路段上選取兩個(gè)樁號(hào)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。 同時(shí)對(duì)橡膠瀝青路面的外觀及平整度進(jìn)行觀察，綜合分析得到橡膠瀝青路面的平整度滿足規(guī)范要求，且抗滑系數(shù)、抗車轍能力均優(yōu)于普通瀝青路面。

6 結(jié)語

本文就高速公路施工中廢膠粉改性瀝青混合料的應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際高速公路路面工程，圍繞橡膠改性瀝青及混合料配合比設(shè)計(jì)、 級(jí)配優(yōu)化設(shè)計(jì)、 工程特性以及施工技術(shù)要點(diǎn)，并結(jié)合試驗(yàn)路段對(duì)橡膠瀝青路面的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。 研究結(jié)果表明， 采用橡膠改性瀝青混合料進(jìn)行路面施工可有效提高路面使用性能，延長(zhǎng)公路使用壽命。