橡膠瀝青混凝土在高速公路中的應(yīng)用

羅 偉 杜立平

(1.天津市濱海新區(qū)新地置業(yè)投資有限公司，天津 300457;2.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300457)

天津地區(qū)冬季寒冷，為明顯改善天津高速公路瀝青混凝土路面質(zhì)量，延長其使用壽命，驗(yàn)證橡膠瀝青混凝土優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗老化性能、抗水侵害能力及平穩(wěn)、舒適、噪聲低等路用性能優(yōu)點(diǎn)，在京津高速公路東延鋪筑試驗(yàn)路(橡膠瀝青混凝土)。橡膠瀝青:先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級配比例進(jìn)行組合，添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下(180℃以上)，與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠瀝青混合料攤鋪碾壓成型后的橡膠瀝青混凝土具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性、降低噪聲等性能，是理想的環(huán)保型路面材料。

1 路面面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

京津高速公路東延工程是天津集疏港公路一期工程的重要組成部分，西起京津高速北塘收費(fèi)站，東至津山鐵路，全長6.6 km。

道路表面層和中面層均采用橡膠瀝青混合料:總厚度10 cm。

表面層:4 cm厚細(xì)粒式橡膠瀝青混凝土(AR-AC-13);

中面層:6 cm厚中粒式橡膠瀝青混凝土(AR-AC-20)。

2 材料及混合料的技術(shù)要求

1)橡膠粉。橡膠粉由碎化的輪胎組成，橡膠粉在常溫下碎化，而不是采用冷凍法來制造橡膠粉。如果用低溫分離法，應(yīng)在磨碎前進(jìn)行。用于碎化的輪胎包括子午胎(小車等輕型車)和斜交胎(卡車等載重車)，宜選用斜交胎。

2)橡膠瀝青。橡膠瀝青中橡膠粉的摻量應(yīng)通過試驗(yàn)確定，本次工程中所采用的為(20±2)%。在現(xiàn)場制造的廢輪胎膠粉改性瀝青宜隨配隨用;需作短時(shí)間保存時(shí)，應(yīng)保持適宜的溫度，并進(jìn)行不間斷的攪拌或泵送循環(huán)，以保證改性瀝青具有足夠的穩(wěn)定性和使用質(zhì)量。生產(chǎn)好的橡膠瀝青使用前應(yīng)進(jìn)行攪拌并快速測定其旋轉(zhuǎn)粘度，符合要求后方可使用，生產(chǎn)好的橡膠瀝青使用時(shí)間不宜超過4 h。橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)

3)瀝青。橡膠瀝青選擇70號瀝青。

4)集料。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，為保證瀝青加鋪層表面的抗滑能力和混合料中骨料的嵌擠，中面層橡膠瀝青混凝土所用集料選用優(yōu)質(zhì)碎石，表面層橡膠瀝青混合料所用集料選用玄武巖。

5)橡膠粉改性瀝青混合料。上面層(AR-AC-13)和中面層(AR-AC-20)都采用間斷級配，級配控制范圍如表2所示。

橡膠瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和普通瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)一樣，按馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合表3的規(guī)定。

3 橡膠瀝青混合料生產(chǎn)和攤鋪施工

表2 上面層和中面層瀝青混合料級配

表3 橡膠瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)

3.1 瀝青混合料的溫度控制

在天津地區(qū)施工橡膠瀝青混合料，為了保證橡膠瀝青混凝土的質(zhì)量，瀝青、集料的加熱溫度，瀝青混合料出廠溫度等相關(guān)溫度需要嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。溫度控制范圍見表4。

3.2 瀝青混合料的運(yùn)輸

表4 橡膠瀝青混合料的施工溫度 ℃

橡膠瀝青混凝土也采用廠拌，由于拌合場和施工現(xiàn)場有一定的距離，運(yùn)輸中需考慮以下4點(diǎn):1)由于橡膠瀝青混凝土的級配屬于間斷級配，粗集料容易離析。為控制離析現(xiàn)象不明顯，當(dāng)運(yùn)料車在拌和樓裝料時(shí)，汽車應(yīng)宜移動三次裝料。2)為了保證瀝青攤鋪的連續(xù)性，瀝青混合料運(yùn)輸車宜在攤鋪機(jī)前面，有3輛～5輛運(yùn)料車等候卸料。3)瀝青混合料的施工溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，在運(yùn)輸過程中為了保證瀝青混合料的溫度，運(yùn)料車應(yīng)有篷布覆蓋設(shè)施。4)連續(xù)攤鋪過程中，運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10 cm～30 cm處停住，不得撞擊攤鋪機(jī)。

3.3 瀝青混合料的攤鋪

橡膠瀝青混凝土的攤鋪應(yīng)注意以下4點(diǎn):1)攤鋪速度一般是1 m/min～3 m/min，關(guān)鍵是攤鋪機(jī)能緩慢、均勻、不間斷地?cái)備?。同時(shí)，攤鋪速度可根據(jù)拌和樓的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度確定。2)施工人員不得進(jìn)入踩踏未壓實(shí)前的攤鋪的混合料。3)由于京津高速東延的道路橫斷面寬度較大(雙向六車道)，一輛攤鋪機(jī)不能整幅施工。為形成良好的熱接縫，橡膠瀝青中面層和上面層經(jīng)過施工方案論證，均采用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度，兩臺攤鋪機(jī)車前距離應(yīng)小于10 m。4)由于剛攤鋪的橡膠瀝青混合料溫度高、粘性大，壓路機(jī)碾壓過程中容易將混合料粘起，導(dǎo)致瀝青混合料分布不均勻，所以在碾壓過程中應(yīng)隨時(shí)噴灑隔離劑，但要控制好用量，噴灑成霧狀。

3.4 壓實(shí)度

為保證瀝青面層質(zhì)量，施工過程中應(yīng)特別注意壓實(shí)度的控制。參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，壓實(shí)度采用雙控指標(biāo)，即:馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度的壓實(shí)度不小于98%，同時(shí)最大理論密度壓實(shí)度為92%～96%。瀝青混合料壓實(shí)工藝注意以下4點(diǎn)壓實(shí)注意事項(xiàng):1)橡膠瀝青混凝土不應(yīng)使用膠輪壓路機(jī)。2)瀝青混凝土壓實(shí)需要初壓、復(fù)壓、終壓共3道壓實(shí):初壓靜壓2遍～3遍，復(fù)壓碾壓3遍～4遍，終壓精壓2遍～3遍。均采用雙鋼輪壓路機(jī)，初壓和終壓采用靜壓，復(fù)壓要掛震。3)為避免混合料推擠產(chǎn)生壅包現(xiàn)象，碾壓時(shí)應(yīng)將驅(qū)動輪朝向攤鋪機(jī);碾壓路線及方向不應(yīng)突然改變;壓路機(jī)起動、停止必須減速緩行，不準(zhǔn)剎車制動。壓路機(jī)折回不應(yīng)處在同一橫斷面上。4)壓實(shí)12 h后，如果路面路用性能良好，可以開放通行。

4 結(jié)語

橡膠瀝青混凝土作為一種環(huán)保低碳路面材料，其高溫穩(wěn)定性、抗車轍性能和抗疲勞性能等路用性能優(yōu)于傳統(tǒng)的SBS改性瀝青，對于提高路面的耐久性能、路用性能和使用壽命具有明顯的作用。在京津高速東延工程中大規(guī)模應(yīng)用橡膠瀝青混凝土，設(shè)計(jì)施工過程中在混合料原材料、施工溫度、現(xiàn)場攤鋪及施工質(zhì)量等四個(gè)方面嚴(yán)加控制，保證了工程質(zhì)量。設(shè)計(jì)和施工的應(yīng)用研究為在天津地區(qū)進(jìn)一步推廣橡膠瀝青混凝土奠定了基礎(chǔ)。

［1］交通部公路科學(xué)研究院.橡膠瀝青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［2］JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］楊 鋒.談橡膠瀝青在公路工程中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2013，39(4):104-105.