橡膠瀝青道路在新疆地區(qū)城市中的應(yīng)用

周文生，張建寧，張宏偉，毛德峰

（1.新疆石油工程建設(shè)有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.新疆克拉瑪依市城市建設(shè)質(zhì)量監(jiān)督站，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

隨著我國西部開發(fā)進(jìn)程的加快及新疆經(jīng)濟(jì)的高速增長，新疆交通基礎(chǔ)建設(shè)投入逐年加大，道路等級逐步提高，同時(shí)隨著中國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，新疆地區(qū)汽車使用量也呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢，廢舊輪胎越來越多，對環(huán)境造成黑色污染。鑒于橡膠瀝青的優(yōu)良性能和環(huán)保特點(diǎn)，新疆克拉瑪依煉油廠已將研究、生產(chǎn)橡膠瀝青列入今后瀝青生產(chǎn)的重點(diǎn)。因此橡膠瀝青在新疆道路工程中的應(yīng)用也將進(jìn)一步擴(kuò)大?？税卓焖俑傻拦こ淌切陆状芜M(jìn)行的較大面積的橡膠瀝青應(yīng)用推廣研究項(xiàng)目，對今后橡膠瀝青在新疆道路工程中的應(yīng)用具有積極的指導(dǎo)作用。

新疆克白快速干道工程是根據(jù)克拉瑪依市總體規(guī)劃中城鎮(zhèn)體系發(fā)展布局要求以及“克拉瑪依-白堿灘城鎮(zhèn)組群”規(guī)劃，為完善克拉瑪依公路交通網(wǎng)而興建的一條高標(biāo)準(zhǔn)的城市快速干道工程。道路全長17.652km，主車道為雙向六車道，設(shè)計(jì)車速為80km/h，其路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為：上面層4cm SMA—13瀝青瑪蹄脂碎石+下面層7cmAC—25瀝青混凝土+30cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+30cm天然級配砂礫底基層。橡膠瀝青應(yīng)用于K10+100～K11+100左幅主車道上面層及K11+000～K12+000右幅主車道上面層。

1 原材料的選擇

1.1 橡膠瀝青

克拉瑪依煉油廠生產(chǎn)的橡膠瀝青，采用AH—90的道路石油瀝青添加20%的膠粉按“濕法”工廠化加工而成，主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 橡膠瀝青試驗(yàn)結(jié)果

1.2 集料

粗、細(xì)集料采用克拉瑪依后山料碎石廠生產(chǎn)的碎石及水洗砂。粗、細(xì)集料粒徑規(guī)格為10～15mm、5～10mm、0～5mm三種。集料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表2、表3。

表2 粗集料檢測結(jié)果

表3 細(xì)集料檢測結(jié)果

1.3 填料

石灰石礦粉的主要技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果見表4。

表4 石灰石礦粉的主要技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果

1.4 纖維穩(wěn)定劑

本工程使用的纖維穩(wěn)定劑是采用顆粒狀的木質(zhì)纖維，采用纖維投料機(jī)按拌和站總控室給定的信號進(jìn)行定量投料，用量為混合料總量的0.3%。

2 橡膠瀝青SMA混合料配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)采用了目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三階段設(shè)計(jì)方法。首先對各種集料進(jìn)行篩分，同時(shí)檢驗(yàn)其質(zhì)量指標(biāo)，按照SMA—13的級配范圍要求，確定的配合比為碎石（10～15mm）∶碎石（5～10mm）∶天然砂（0～5mm）∶礦粉=50∶30∶9∶11。從瀝青混凝土拌和站的熱料倉取樣篩分，進(jìn)行多次試配，確定的生產(chǎn)配合比為為 4#倉 （10～15mm）∶3#倉 （5～10mm）∶1#倉（0～3mm）∶礦粉=47∶31∶11∶11。混合料級配見表5。

表5 SMA—13礦料級配表

根據(jù)SMA橡膠瀝青混合料室內(nèi)拌和與擊實(shí)溫度規(guī)定，制備SMA橡膠瀝青混合料，進(jìn)行瀝青混合料的各項(xiàng)性能檢測，綜合確定最佳油石比7.2%，檢測結(jié)果見表6、表7。

表6 SMA橡膠瀝青混合料基本性能檢測結(jié)果

表7 SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果（平均值）

SMA混合料經(jīng)試拌并鋪筑試驗(yàn)段后，從現(xiàn)場取樣進(jìn)行了抽提篩分（見表8）及馬歇爾試驗(yàn)（見表9），各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

表8 SMA橡膠瀝青混合料抽提及礦料級配篩分結(jié)果

表9 SMA橡膠瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

3 SMA橡膠瀝青瑪蹄脂碎石路面施工

SMA橡膠改性瀝青施工階段的溫度控制對瀝青混凝土路面的路用性能影響很大，因此要嚴(yán)格控制SMA橡膠瀝青在各個(gè)施工階段的溫度，通過橡膠改性瀝青的黏溫關(guān)系，確定SMA橡膠瀝青混合料拌和、壓實(shí)溫度和操作條件，包括：

（1）確定拌和溫度、拌和時(shí)間，驗(yàn)證礦料級配和瀝青用量；

（2）確定攤鋪溫度、攤鋪速度；

（3）確定壓實(shí)溫度、壓路機(jī)類型、壓實(shí)工藝及壓實(shí)遍數(shù)。

SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的攤鋪按全幅作業(yè)施工，攤鋪系數(shù)根據(jù)試鋪確定為1.19。攤鋪前熨平板必須預(yù)熱至不低于85℃，并檢查熨平板的拱度。預(yù)熱接縫的原鋪裝層后方可向前行駛，并確定調(diào)整好攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)所必須的各項(xiàng)參數(shù)，根據(jù)拌和站的運(yùn)輸生產(chǎn)能力，保證攤鋪機(jī)勻速、連續(xù)、不間斷的攤鋪，確保攤鋪的平整度，保證面層厚度和密實(shí)度等各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求。碾壓應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低振”的原則，碾壓速度及遍數(shù)見表10。在SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面碾壓作業(yè)中，必須嚴(yán)格控制壓路機(jī)碾壓的順序、速度、遍數(shù)、溫度，不應(yīng)采用輪胎式壓路機(jī)，防止瀝青瑪蹄脂上浮造成路面構(gòu)造深度不足。

表10 碾壓控制速度和遍數(shù)

4 解決的關(guān)鍵技術(shù)問題及應(yīng)用效果

4.1 解決的關(guān)鍵技術(shù)問題

（1）通過對SMA橡膠瀝青瑪蹄脂碎石混合料的配合比設(shè)計(jì)，得到了較好的骨架級配，從而提高了SMA橡膠瀝青瑪蹄脂碎石混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。

（2）通過試驗(yàn)段的實(shí)踐，取得了從瀝青混合料加工至現(xiàn)場施工的各環(huán)節(jié)所需的參數(shù)。

4.2 應(yīng)用效果

（1）路面完工后的關(guān)鍵指標(biāo)彎沉值、壓實(shí)度值均滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）SMA路面構(gòu)造深度（粗糙度）比常用的AC級瀝青路面大，提高了雨雪天氣的行車安全。

（3）噪音小，SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的表面開孔空隙大，具有一定的吸音性能。

5 存在的問題及解決措施

5.1 存在的問題

由于在施工前忽略了對瀝青拌和站性能的檢查，此次的橡膠瀝青黏度較大。瀝青混合料拌和站的瀝青輸送管道相對較小，瀝青泵的功率達(dá)不到要求，致使瀝青進(jìn)入拌和站計(jì)量系統(tǒng)較為困難。在完成2km的路面攤鋪后，瀝青拌和站的管道全部被拆除更換，瀝青輸送泵也因損害而不能使用。

5.2 解決措施

在對SMA橡膠瀝青混合料進(jìn)行加工前，應(yīng)先檢查瀝青混合料拌和站的瀝青輸送系統(tǒng)。此外，建議采取以下解決措施。

（1）從瀝青儲(chǔ)存罐至拌和站的瀝青輸送管道盡量做到完全保溫，最大限度地減少瀝青輸送過程中的熱損失。

（2）加大瀝青輸送泵的功率，建議采用橡膠瀝青輸送泵，瀝青泵的型號及功率根據(jù)拌和站的生產(chǎn)能力而定，一般瀝青泵額定的輸送流量應(yīng)大于拌和站瀝青需求量的1.3倍。

（3）增加瀝青拌和站的瀝青計(jì)量儲(chǔ)備罐的瀝青管道盤管數(shù)量，以縮短計(jì)量后的瀝青加入拌缸的時(shí)間，提高橡膠瀝青混合料拌和站的生產(chǎn)能力。

6 結(jié)語

從本次實(shí)施的2km橡膠瀝青路面試驗(yàn)段的使用情況來看，橡膠瀝青用于瀝青混凝土路面將明顯改善道路的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性能，降低路面的行車噪音，有利于提高路面的使用壽命，節(jié)省道路的維修及養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。