澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝

匡國　王海有

【摘要】本文介紹了澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝的特點(diǎn)，并進(jìn)一步通過實(shí)例闡述了澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料配合比設(shè)計方法以及施工方法。

【關(guān)鍵詞】澆注式；瀝青廢胎膠粉混凝土；橋面鋪裝

【Abstract】This article describes the waste tire rubber powder pouring asphalt concrete bridge deck features， and further explained by way of example Gussasphalt waste tire rubber powder mixing concrete mix design method and construction methods.

【Key words】Guss；Waste tire crumb rubber asphalt concrete；Bridge deck

1. 前言

（1）橋梁是公路交通基礎(chǔ)設(shè)施重要的組成部分，隨著公路的飛速發(fā)展，橋隧比的增加，公路橋梁的數(shù)量也在迅速增加。橋梁往往建在咽喉要道，其使用品質(zhì)決定著整條公路能否正常發(fā)揮效能。目前，我國公路橋梁橋面鋪裝絕大多數(shù)采用水泥混凝土和瀝青混凝土（包括SMA），存在的突出問題是橋面鋪裝過早地破壞，進(jìn)而對橋梁主體造成損害，并且嚴(yán)重影響行車安全和正常通行，不得不過早地進(jìn)行維修。

（2）水泥混凝土橋面鋪裝是脆性材料，隨從性差，較大的變形會導(dǎo)致其開裂，而橋梁在使用過程中上下振幅較大，因此，水泥混凝土橋面鋪裝不可避免地發(fā)生過早破壞。對于瀝青混凝土橋面鋪裝來講，在高溫時是粘塑性材料，實(shí)踐證明其抗剪強(qiáng)度往往相對不足，會過早地出現(xiàn)車轍；在低溫時是脆性材料，其跟隨橋梁上下大幅度振動時很快就會產(chǎn)生開裂，因此，瀝青混凝土橋面鋪裝也不可避免地會發(fā)生過早破壞?；谶@些原因，開發(fā)了澆注式瀝青混凝土，它具有獨(dú)特的防水性能、抗老化性能、抗疲勞性能以及對橋面梁板優(yōu)良的隨從性能和粘結(jié)性能，因此，其在國外大量應(yīng)用于橋面鋪裝，國內(nèi)也已經(jīng)有引進(jìn)應(yīng)用。

（3）澆注式瀝青混凝土是一種懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土，它是采用較硬的瀝青（30#～20#），添加高劑量礦粉，與集料在230±10℃的高溫下，在專用的攪拌設(shè)備中經(jīng)過較長時間的拌和，形成一種既黏稠又具有很好流動性的瀝青混合料，澆注攤鋪后，不需要壓路機(jī)碾壓，僅將其刮平，冷卻后即形成密實(shí)而平整的橋面鋪裝層。

（4）由于澆注式瀝青混凝土是一種懸浮密實(shí)型結(jié)構(gòu)，它不得不使用較硬的瀝青（往往還要加改性劑）來提高抗車轍性能，這樣就導(dǎo)致瀝青混合料要在很高的溫度下長時間拌和才能具有很好的流動性，并且在瀝青混合料的運(yùn)輸和攤鋪過程中都要保持這么高的溫度。其存在的問題：一是溫度高導(dǎo)致能耗高，污染大；二是溫度高導(dǎo)致加熱時間長，生產(chǎn)效率低；三是加工溫度接近閃點(diǎn)，不安全；四是過高的溫度導(dǎo)致瀝青在施工過程中嚴(yán)重老化。

2. 澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料設(shè)計

2.1材料選擇。

澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料，由瀝青（110#～70#普通道路瀝青）、廢胎膠粉和集料（高劑量礦粉）制備而成。

所用材料規(guī)格和質(zhì)量符合我國現(xiàn)行公路工程相關(guān)規(guī)范即可，其中集料的級配符合表1的要求。

2.2澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料配合比設(shè)計

混合料設(shè)計控制指標(biāo)（值）如表2所示。

（1）按照表1的要求確定集料的配合比，即4.75mm～13.2mm碎石∶2.36mm～4.75mm（米石）∶石屑∶礦粉的比值；

（2）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定一個粉集比（廢胎膠粉質(zhì)量與集料質(zhì)量的百分比），其范圍為1%～4%（對應(yīng)于質(zhì)量份）；

（3）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定四個油石比（瀝青質(zhì)量與集料質(zhì)量的百分比），其范圍為6%～9%（對應(yīng)于質(zhì)量份）；

（4）確定最佳油石比。進(jìn)行劉埃爾流動性試驗(yàn)和貫入度試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定最佳瀝青用量；

（5）車轍試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)。進(jìn)行車轍試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)，檢驗(yàn)混合料試件的動穩(wěn)定度和極限應(yīng)變是否滿足要求。

（6）通過上述試驗(yàn)可以確定混合料的配合比，即集料∶廢胎膠粉∶瀝青的比值。

3. 澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝施工方法

3.1澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料的制備方法。

（1）按照設(shè)計配合比把各種規(guī)格的集料混合均勻；

（2）把混合均勻的集料和瀝青分別加熱至170±10℃；

（3）把熱集料加入專用攪拌設(shè)備，邊攪拌邊加入廢胎膠粉；

（4）廢胎膠粉加完后，邊攪拌邊加入熱瀝青；

（5）熱瀝青加完后，保持170±10℃的溫度繼續(xù)攪拌30分鐘左右，制得澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料。

3.2澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料的使用方法。

把制得的澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場；卸入調(diào)試安裝好的專用攤鋪機(jī)（包括軌道和側(cè)模板）進(jìn)行攤鋪；緊接著在攤鋪好的混合料上撒布油石比為1%～1.5%的預(yù)拌瀝青碎石（粒徑10mm左右），并用滾杠把瀝青碎石壓入混合料中（當(dāng)對其沒有抗滑要求時則不必撒布瀝青碎石）；冷卻至常溫即為澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層。

4. 實(shí)施例

某橋使用澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝，采用玄武巖集料、石灰?guī)r礦粉、70#瀝青、20目～30目廢胎膠粉。

4.1配合比設(shè)計。

（1）集料總重量為100Kg，集料配合比：4.75mm～13.2mm碎石25Kg、米石20Kg、石屑35Kg、礦粉20Kg時集料級配如表3所示，滿足表1要求，即4.75mm～13.2mm碎石∶米石∶石屑∶礦粉=25∶20∶35∶20（集料級配見表3）。

（2）確定廢胎膠粉用量。選定粉集比為2%，則廢胎膠粉用量為：100Kg×2%=2Kg。

（3）確定最佳瀝青用量。首先進(jìn)行劉埃爾流動性試驗(yàn)和貫入度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示；然后進(jìn)行車轍試驗(yàn)和低溫彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳油石比為6.4%時各項指標(biāo)全部滿足要求。則最佳瀝青用量為：100Kg×6.4%=6.4Kg。

（4）通過上述試驗(yàn)，混合料的配合比即集料∶廢胎膠粉∶瀝青=100∶2∶6.4

4.2澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝施工。

根據(jù)攪拌設(shè)備生產(chǎn)能力或者混合料需要量和設(shè)計配合比計算每盤材料用量，例如需要4t混合料，那么每盤可用集料4000Kg，需要廢胎膠粉80Kg，需要瀝青256Kg。

（1）第一步，按照4.75mm～13.2mm碎石∶米石∶石屑∶礦粉=25∶20∶35∶20的比例，把4.75mm～13.2mm碎石、米石、石屑、礦粉混合均勻；

（2）第二步，把混合均勻的集料和瀝青分別加熱至180℃；

（3）第三步，把4000Kg熱集料加入專用攪拌設(shè)備，邊攪拌邊加入80Kg廢胎膠粉；

（4）第四步，廢胎膠粉加完后，邊攪拌邊加入256Kg熱瀝青；

（5）第五步，熱瀝青加完后，保持不低于170℃的溫度繼續(xù)攪拌30分鐘左右，制得澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料；

（6）第六步，調(diào)試安裝專用攤鋪機(jī)（包括軌道和側(cè)模板）；

（7）第七步，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場；

（8）第八步，把制得的澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料卸入調(diào)試安裝好的專用攤鋪機(jī)（包括軌道和側(cè)模板）進(jìn)行攤鋪；

（9）第九步，緊接著在攤鋪好的混合料上撒布油石比為1%～1.5%的預(yù)拌瀝青碎石（粒徑10mm左右），并用滾杠把瀝青碎石壓入混合料中；

（10）第十步，養(yǎng)護(hù)，攤鋪料冷卻至常溫即為澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層。

5. 結(jié)語

澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層的有益效果是：

（1）拌和溫度平均降低50℃，帶來的效果：一是能夠節(jié)能減排；二是縮短原材料加熱時間，提高生產(chǎn)效率；三是施工溫度遠(yuǎn)低于閃點(diǎn)，保證安全；四是降低瀝青在施工過程中的老化程度。

（2）使用廢胎膠粉，變廢為寶，并且可以減少瀝青用量，降低成本。

（3）澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層具有優(yōu)良的性能。在澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層中，膠結(jié)料是廢胎膠粉橡膠瀝青，它具有較大的彈性和彈性恢復(fù)能力，可以改善鋪裝層抗變形能力和抗疲勞開裂的性能；由于廢胎膠粉橡膠的存在可將膠結(jié)料的塑性區(qū)間從60℃～ 65℃提高至70℃～ 90℃；因此，降低了瀝青對溫度的敏感性，具有更好的高低溫性能；再加上廢胎膠粉橡膠瀝青具有更高的粘度，使?jié)沧⑹綖r青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層具有更好的隨從性；同時，廢胎膠粉橡膠瀝青具有抗老化、抗氧化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，使?jié)沧⑹綖r青廢胎膠粉混凝土橋面鋪裝層的耐久性更好。

（4）澆注式瀝青廢胎膠粉混凝土混合料用途廣泛。它能用于道路路面結(jié)構(gòu)層、防水層、人行道和停車場表面處治等。

參考文獻(xiàn)

[1] JT/T797-2011 路用廢胎硫化橡膠粉.

[2]JT/T798-2011 公路工程 廢胎膠粉橡膠瀝青.