橡膠瀝青半柔性路面施工技術(shù)研究

陸銀鋒

摘 ?要：作為一種新型筑路材料，廢橡膠粉在工業(yè)化生產(chǎn)的推動下得到深入發(fā)展。在路面結(jié)構(gòu)施工中，摻加適量橡膠材料，可改善瀝青混凝土性能。該文將橡膠瀝青應(yīng)用于半柔性路面，在充分了解半柔性路面結(jié)構(gòu)及特點的基礎(chǔ)上，依托具體工程，對其配合比、施工工藝進行了探討，經(jīng)施工表明，橡膠瀝青半柔性路面具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：橡膠瀝青;半柔性路面;施工工藝

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

改革開放40年以來，隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，汽車工業(yè)也得到了繁榮發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計，2018年全國機動車保有量達3.27億輛，其中汽車保有量逾2.4億輛，同比增長10.51%。在汽車數(shù)量不斷增長的同時，車流量及軸載也在隨之增加，傳統(tǒng)柔性路面瀝青混凝土與剛性水泥混凝土路面在長期荷載作用下呈現(xiàn)出了越來越多的問題，已無法滿足當(dāng)前發(fā)展需求。為此，急需一種新型路面結(jié)構(gòu)來緩解燃眉之急。半柔性路面的誕生有效地緩解了剛性與柔性路面的缺陷。半柔性路面的母體為20%～25%大空隙瀝青混凝土，需向內(nèi)不斷灌入高強度水泥砂漿，以此形成的路面結(jié)構(gòu)形式。半柔性路面集聚了傳統(tǒng)瀝青、水泥混凝土2種路面的優(yōu)勢。廢橡膠粉是工業(yè)化發(fā)展的產(chǎn)物，隨著汽車數(shù)量的增長，廢舊橡膠輪胎數(shù)量也在與日俱增，再生利用此類橡膠材料，可達到廢物利用，節(jié)約資源、降低污染的良好效果。作為一種高彈且對水、溫度敏感較低的材料，將其用于半柔性路面施工，可改善路面使用性能，保護環(huán)境。為此，做好橡膠瀝青半柔性路面研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 半柔性路面結(jié)構(gòu)及特點

按照現(xiàn)場施工工藝及材料種類可將半柔性路面分為三大類。1）水泥拌合瀝青混凝土。2）水泥乳化瀝青拌合混凝土。3）水泥灌漿瀝青混凝土。在工藝、材料等方面，上述3類路面類型均存有一定差異，但均具備傳統(tǒng)柔性、剛性路面的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，克服其不足之處。當(dāng)前應(yīng)用最多，技術(shù)最為成熟的路面結(jié)構(gòu)為水泥灌漿瀝青混凝土。為此，該文僅對水泥灌漿瀝青混凝土進行了分析。

水泥灌漿瀝青混凝土路面是指將符合強度等要求的水泥膠漿灌入大空隙瀝青混合料空隙內(nèi)，可形成一種新型路面結(jié)構(gòu)。在水泥砂漿凝固之后，不僅能提高結(jié)構(gòu)的強度，還能對骨架結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)定作用。其有4個特點。1）相比水泥混凝土路面，半柔性路面柔性更好，且具備其剛性特點。2）相比瀝青路面，半柔性路面剛度更強，且具有耐高溫流動性等優(yōu)勢。3）結(jié)構(gòu)整體變形相對很小，無需進行伸縮縫設(shè)置。4）路面表層耐磨性良好，路表顆粒難以脫落，車載承受能力強。

目前，在公路路面施工中，這種路面因其自身優(yōu)勢得到了廣泛應(yīng)用，從而克服傳統(tǒng)路面存在的缺陷，達到改善路面使用性能，提高路面質(zhì)量的作用。

2 工程概況

該工程屬于水泥混凝土路面維修養(yǎng)護工程，該路段交通量大，且重載交通嚴重。在路面使用過程中，在行車荷載及自然因素的長期作用下，路面出現(xiàn)了不同程度的病害，如裂縫、坑槽等，雖前期多次局部修補路面，但治理不徹底，路面通行質(zhì)量仍呈現(xiàn)出下降趨勢，且局部路段損壞嚴重，已對行車安全造成了嚴重影響。為恢復(fù)路面使用性能，特提出了如下方案，要求在處理原路面病害之后，將一層橡膠瀝青應(yīng)力吸收層鋪筑到水泥混凝土路面，隨后在做橡膠瀝青半柔性路面鋪筑。

3 橡膠瀝青半柔性混合料配合比分析

作為一種降解難度極高的物質(zhì)，針對廢舊輪胎，我國長期多以地面堆積、簡單掩埋為主，這種處理方法根本無法有效解決廢舊橡膠輪胎日益增加的量，甚至?xí)廴经h(huán)境。將廢舊橡膠作為半柔性路面施工材料，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)資源再生，還能保護環(huán)境，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的重要舉措。為此，在全面了解工程實際情況的基礎(chǔ)上，必須充分掌握原材料性能，并在此基礎(chǔ)上，合理確定橡膠瀝青半柔性混合料的配合比設(shè)計，保證施工質(zhì)量。

3.1 原材料性能

3.1.1 水泥

根據(jù)要求，可選擇P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，其各項性能應(yīng)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。要求密度為3.11 g/cm?，初凝、終凝時間為170 min、334 min，3d、7 d、28 d抗壓強度分別為21.6 MPa、38.6 MPa、45.0 MPa。3 d、7 d、28 d抗折強度分別為3.6 MPa、4.4 MPa、6.3 MPa。

3.1.2 橡膠改性瀝青

以70號基質(zhì)瀝青為橡膠改性瀝青，按下述方式進行制作，加熱至170℃—40 min～50 min剪切—5 h保溫。其性能見表1。

3.1.3 集料

選擇玄武巖碎石作為粗細集料，填料以石灰石礦粉為主，材料性能應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.2 水泥凈漿配合比設(shè)計

該文以2種類型進行分析，即普通型與彩色型，膨脹劑、減水劑、水泥等為構(gòu)成水泥凈漿的主要材料，相比之下，彩色型比普通型多摻加了一種色粉。其配合比見表2。

3.3 橡膠瀝青母體混合料配合比設(shè)計

相比其他路面結(jié)構(gòu)，橡膠瀝青半柔性路面結(jié)構(gòu)膠結(jié)性能強，骨架結(jié)構(gòu)內(nèi)的大空隙也能被水泥凈漿充分填充。于橡膠半柔性路面力學(xué)性能來講，母體瀝青混合料指標(biāo)影響巨大。為此，在整個設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)將母體瀝青混合料的體積特征展現(xiàn)出來，從而改善其路用性能。當(dāng)前，多以《半柔性路面應(yīng)用技術(shù)指南》相關(guān)內(nèi)容作為設(shè)計參考，為保證設(shè)計合理性，該文以SFAC-16型瀝青混合料進行分析。經(jīng)體積法分析，空隙率不同，各檔材料的比例也有所不同。經(jīng)室內(nèi)試驗可知，25%為空隙率最佳值，為此，可選擇25%作為母體瀝青混合料空隙率。在此基礎(chǔ)上，通過飛散、析漏試驗，可獲取25%空隙率下母體瀝青混合料最佳油石比，見表3。

通過分析，可選擇3.1%～3.3%作為油石比最佳范圍，為最終確定油石比，可通過馬歇爾試驗進行分析，可以3.2%為最佳油石比。

4 橡膠瀝青半柔性路面施工工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

施工前，為保證施工安全，需提前做好交通管制及封閉工作。隨后對原路面進行清理，要求在表面雜物、垃圾等清理干凈，避免對后續(xù)鋪筑效果造成不利影響。此外，還要針對路面病害問題，先做處理。

4.2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工

為增強路面抗變形能力，往往會在水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面之間鋪筑一層應(yīng)力吸收層，避免產(chǎn)生反射裂縫。在表面清理干凈之后，在保證橡膠材料等各項技術(shù)指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范要求的情況下，可將一層1cm的橡膠瀝青應(yīng)力吸收層鋪筑到水泥混凝土路面，根據(jù)要求，灑布量可控制在每平方米2.0 kg～2.6 kg，碎石可控制在每平方米1.4 kg～1.8 kg。壓實時可選擇重型膠輪壓路機，碾壓后，若存在松散碎石，需及時清理干凈。

4.3 橡膠瀝青半柔性路面施工

均勻拌和水泥砂漿，拌和時間控制在1 min～2 min，隨后加水，再進行2 min～3 min拌和，保證拌和質(zhì)量。灌漿攤鋪時，保證攤鋪均勻，漿料能夠充分滲入，若路面存在縱向坡度，漿料攤鋪可按由低到高的順序進行施工，避免因水泥砂漿流動速度過快，影響滲透效果。

4.4 表觀處理

完成灌漿施工之后，若表面存在多余的水泥砂漿，需及時清理干凈，保證表面平整。因水泥砂漿灌入瀝青混合料母體必定會對路面外觀造成一定影響，為保證路面結(jié)構(gòu)性能良好，可在路表噴灑緩凝劑，待混合料終凝之后，需清理干凈表面水泥漿液，這樣才能增強路面強度。

4.5 養(yǎng)生

根據(jù)漿料終凝情況，合理確定養(yǎng)生時間，通過在工后2～3 d開放交通。若砂漿內(nèi)添加了早強水泥或早強劑，工后1 d即可允許通行。

4.6 質(zhì)量檢測

施工結(jié)束后，對該路段路面表觀做質(zhì)量觀測，結(jié)果表明，此路段平整度良好，具有良好服務(wù)水平。隨后做壓實度、平整度等方面路用性能檢測，壓實度檢測結(jié)果為99.4%，高于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)98%，壓實度良好。平整度系數(shù)同樣在1.2設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以下，僅為0.86，路面平整性能良好。同樣，在構(gòu)造深度、滲水系數(shù)及橫向力系數(shù)檢測中，上述結(jié)果均在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，由此表明，選用橡膠瀝青混合料用于半柔性路面施工，使用效果良好，能夠有效提升道路的使用性能，大大提升了路面行車的舒適性及安全性。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著我國城鎮(zhèn)化建設(shè)速度的不斷加快，我國公路建設(shè)規(guī)模越來越大，并對其質(zhì)量提出了更高的要求。半柔性路面作為我國公路路面的主要類型，此類路面路用性能良好，橡膠改性瀝青混合料在半柔性路面施工中的應(yīng)用，可有效改善混合料的使用性能，大幅縮減公路建設(shè)成本，且能保護環(huán)境，減少資源浪費。為此，在施工中必須規(guī)范施工工藝，有效提升施工質(zhì)量，延長路面工程使用壽命。

參考文獻

[1]趙國強，鄧成，王文達，等.半柔性抗車轍路面材料的性能研究與應(yīng)用[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015（11）：126.

[2]石磊，黃沖，李天祥，等.漿體灌入率對半柔性路面材料性能影響研究[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2016（4）：89-91.

[3]謝若奇，吳曠懷，蔡旭，等.專用砂漿半柔性路面材料及其工程應(yīng)用研究[J].中外公路，2017（3）：201.