橡膠瀝青SMA路面施工要點分析

楊 秀 華

(山西長興路橋工程有限公司，山西 長治 046000)

近年來，我國高速公路建設(shè)取得了令人矚目的成就，但不少高速公路瀝青路面使用不久就出現(xiàn)了損壞。研究表明，導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)早期病害的原因是多樣的，路面設(shè)計缺陷、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)和選用材料性能差是最主要的三個因素。在本文中，主要論述采用粘結(jié)性能良好的橡膠瀝青及施工中采取的質(zhì)量控制措施，以保證混合料的粘結(jié)性能，確保路面耐久性顯著提升。

橡膠瀝青是一種性能優(yōu)越的粘結(jié)料。在橡膠瀝青混合料中，廢舊橡膠粉對瀝青有良好的改性作用，在一定程度上可以替代纖維和SBS改性瀝青，無需添加SBS改性瀝青和纖維穩(wěn)定劑，其混合料性能優(yōu)于其他普通瀝青混合。同時，橡膠粉采用廢舊輪胎制備，是解決黑色污染的有效途徑之一，還能有效降低工程成本。

在高速公路SMA路面施工中，采用橡膠瀝青作為粘結(jié)料，利用其良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗水損害能力，成型后的路面路用性能顯著。橡膠瀝青SMA路面的平穩(wěn)性好，舒適度高，且行車噪聲低，還具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢。2015年，西咸北環(huán)線高速是我國首次大范圍應(yīng)用橡膠瀝青SMA結(jié)構(gòu)于高速公路的瀝青上面層，使得路面工程成本大幅降低，同時消納了大量的廢舊輪胎，經(jīng)濟和社會效益顯著。

1 橡膠瀝青SMA路面

在制備橡膠瀝青時，摻加的橡膠粉具有改性效果，能顯著增加瀝青粘度，在混合料中形成較厚油膜。橡膠瀝青混合料低溫抗裂性能優(yōu)異，但高溫穩(wěn)定性稍差，摻加的橡膠粉采用廢舊輪胎制備，實現(xiàn)廢物循環(huán)利用且成本低，使用范圍廣泛。

將橡膠瀝青應(yīng)用在SMA結(jié)構(gòu)中，具有比傳統(tǒng)SMA混合料更顯著的抗疲勞性能和變形適應(yīng)能力，成型后的路用性能高，成本低，還能大大降低SMA的施工成本和施工難度，是解決“黑色污染”難題的有效途徑之一。

2 原材料

在路面施工中，原材料質(zhì)量是保證路面質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1)瀝青。上面層使用A-90號道路石油瀝青。橡膠瀝青現(xiàn)場制備，須進行瀝青質(zhì)量的嚴(yán)格控制。

2)橡膠粉。成品橡膠粉進入施工現(xiàn)場后，須妥善保管。一般在陰涼干燥處進行堆放，采取防潮措施。

3)粗集料。為確保骨架嵌擠效果，采用的碎石須堅硬，潔凈，顆粒近似立方體，粒徑在4.75 mm以上。一般使用玄武巖或輝綠巖軋制。

4)細(xì)集料。采用機制砂，以保證與瀝青的粘附性。堆放時須采取嚴(yán)密覆蓋措施。

5)礦粉。摻量比普通瀝青SMA混合料略低。一般是采用石灰?guī)r堿性石料磨細(xì)得到的礦粉，須干燥、清潔，無團粒結(jié)塊。

在橡膠瀝青SMA路面施工中，為確保路面強度和平整度，須采取有效措施保證原材料質(zhì)量，才能有效保障路面質(zhì)量。

3 AR-SMA-13施工工序要點

橡膠瀝青SMA路面施工與常規(guī)瀝青路面施工沒有太大區(qū)別。與普通瀝青混合料相比，橡膠瀝青SMA面層施工無需增加機械設(shè)備。區(qū)別在于路面壓實中全部采用雙鋼輪壓路機，不使用膠輪壓路機，以防止膠輪壓路機粘輪和泛油；混合料冷卻結(jié)硬后強度高，碾壓溫度要求較高。

在某高速公路施工中，路面表層采用AR-SMA-13橡膠瀝青混合料?；旌狭习韬筒捎冒韬蜆羌邪柚?，使用自卸運料車運至施工現(xiàn)場。為確保瀝青混合料攤鋪的質(zhì)量，使用攤鋪機成梯隊半幅全寬鋪筑，上面層鋪筑的調(diào)平采用非接觸式平衡梁法。

3.1 施工準(zhǔn)備

對中面層進行清掃，局部離析部位提前處理。在中面層頂面灑布乳化瀝青，確保破乳完成后方可施工，并應(yīng)保持粘層表面清潔、不受污染。進行測量放樣，放出上面層邊線，安裝并調(diào)試非接觸式平衡梁。

3.2 混合料拌和

橡膠瀝青采用現(xiàn)場制備方式，采用專用的橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備，高溫剪切與膠體磨的特殊工法。一般將30目～50目的輪胎膠粉加入160 ℃熱瀝青中，升溫至180 ℃～190 ℃高溫，在機械持續(xù)攪拌下保溫一定時間后即可制成橡膠瀝青。

在拌和作業(yè)中，須注意到由于橡膠瀝青粘度大，為有效解決泵送難度大問題，要求將橡膠瀝青罐與拌和樓距離盡量縮短。

橡膠瀝青的粘度高，加熱溫度要求比SBS改性瀝青高。拌和溫度也要求較高，攤鋪時的煙霧較大，可通過在橡膠瀝青中添加溫拌劑，將施工溫度有效降低20 ℃左右，減少拌和及攤鋪煙霧。

SMA混合料間歇式拌和樓每盤生產(chǎn)周期不少于65 s，其中干拌時間不少于10 s。在礦料進入拌鍋時，為確保瀝青與集料先進行接觸，在瀝青添加中途開始進行礦粉的添加，須合理確定礦粉與瀝青添加的延遲時間，以確?；旌狭习韬途鶆??；旌狭蠎?yīng)拌和均勻，無花白料、無結(jié)團成塊或嚴(yán)重離析現(xiàn)象。

在SMA施工中，須嚴(yán)格做好各工序的溫度控制。橡膠瀝青混合料在高溫下拌和，需嚴(yán)格控制瀝青加熱溫度、集料加熱溫度、拌和溫度、出廠溫度。該項目施工中的溫度控制表1所示。

表1 橡膠瀝青混合料溫度控制參數(shù)表 ℃

設(shè)專人進行混合料出廠溫度檢測。出廠溫度高于190 ℃的混合料當(dāng)以廢料處理。

3.3 混合料運輸

采用30 t以上自卸式載重汽車直接裝料，裝車時應(yīng)前、后、中移動，“品字型”多次裝料，避免混合料離析。

運料途中，混合料的施工溫度要求高，車廂應(yīng)全面覆蓋，以保溫和避免污染環(huán)境。

設(shè)專人進行混合料質(zhì)量和到場溫度檢測，禁止出現(xiàn)離析、結(jié)塊混合料的使用。

3.4 混合料攤鋪

在鋪攤過程中，使用2臺攤鋪機成梯隊鋪筑，一前一后不得超過15 m，搭接15 cm。兩臺攤鋪機各項參數(shù)一致，須嚴(yán)格控制松鋪系數(shù)、厚度，采用非接觸式平衡梁裝置找平。

攤鋪機熨平板提前30 min預(yù)熱至100 ℃，按松鋪系數(shù)1.2算出松鋪厚度，墊相應(yīng)厚度木板，調(diào)整好熨平板仰角。

攤鋪速度應(yīng)與拌和能力、運輸能力相匹配，避免攤鋪機停機待料，運輸能力略有富余。攤鋪機前進速度控制在1 m/min～3 m/min間。攤鋪過程中，由專人按照不少于每10 m一次的頻率檢查松鋪厚度。

大面積人工補料須予以禁止，禁止在雨天進行施工。鋪攤途中遇雨時，須將尚未壓實的混合料鏟除，廢棄到雨淋的混合料。

3.5 混合料碾壓

橡膠瀝青AR-SMA13路面壓實是一道關(guān)鍵工序。在本段路面施工中，執(zhí)行壓實度雙控指標(biāo)，馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度按98%進行控制，最大理論密度按97%進行控制。

在碾壓作業(yè)中，分初壓、復(fù)壓、終壓三個作業(yè)階段，各階段使用不同的壓路機組合方式。壓路機按“緊跟、慢壓、高頻、低幅、少水”原則進行碾壓，前進速度緩慢均勻，碾壓速度與其類型和壓實階段相適應(yīng)。不宜采用分段碾壓方式，壓路機每次往返時，應(yīng)隨攤鋪機向前呈階梯形推進，后退時不能停在同一斷面。

初壓主要是提高混合料初始密度，起穩(wěn)定作用，采用高溫、緊跟、高頻、低幅振動碾壓進行。采用2臺雙鋼輪壓路機，緊跟攤鋪機分1/2幅進行碾壓，前靜后振1遍，振動碾壓1遍，共計2遍。1/2幅位置碾壓重疊半個輪寬。

復(fù)壓主要是解決密實度問題。采用3臺雙鋼輪壓路機進行，每臺壓路機各全幅碾壓2遍。復(fù)壓共計6遍，復(fù)壓速度采用2 km/h。

終壓主要是消除輪跡，改善鋪筑層的平整度。采用1臺雙鋼輪壓路機，碾壓至無明顯輪跡為止。終壓遍數(shù)為2遍，碾壓速度為2 km/h。終壓溫度滿足不低于90 ℃的要求。

振動壓路機壓實SMA混合料路面時，相鄰兩幅的輪跡重疊寬度控制在20 cm以內(nèi)。在進行靜壓時，相鄰兩幅的重疊寬度按碾壓寬度1/3～1/4進行控制。

在施工中，縱向接縫采用熱接縫，為斜接縫，橫向工縫全部采用平接縫。

路面壓實成型后，經(jīng)檢測，鋪面均勻、密實、嵌擠、無泛油等現(xiàn)象，構(gòu)造深度達到設(shè)計要求，隨機鉆取芯樣顯示，路面厚度和壓實度敷設(shè)設(shè)計要求。

4 結(jié)語

在我國，鋪筑SMA路面必用粘度較高的改性瀝青，同時需要添加纖維添加劑，使得路面成本提高。采用橡膠瀝青鋪筑SMA路面，路用效果良好，符合瀝青路面規(guī)范要求，使用橡膠瀝青代替SBS改性瀝青，實現(xiàn)了降低SMA路面成本，同時具有節(jié)約資源，保護環(huán)境的優(yōu)勢。