高速公路橡膠瀝青碎石封層施工技術(shù)分析

李政

摘要：橡膠瀝青碎石封層作為一種新型材料，與其他瀝青封層相比，在延緩反射裂縫、加強層間結(jié)合、抗水損能力方面具有顯著優(yōu)勢。文章介紹了橡膠瀝青碎石封層技術(shù)，探討了橡膠瀝青碎石封層組成結(jié)構(gòu)與同步封層施工方法，并結(jié)合工程案例分析了高速公路橡膠瀝青碎石封層施工技術(shù)的運用情況。

關(guān)鍵詞：高速公路;橡膠瀝青;同步碎石封層;施工技術(shù)

0 引言

目前，國內(nèi)不少早期修建的高速公路均進(jìn)入了大中修期。經(jīng)調(diào)查顯示，部分病害的根本原因在于層間結(jié)合質(zhì)量較差，導(dǎo)致路面使用壽命受到影響，對此加強層間處置材料、技術(shù)研究具有重要意義。本文主要以橡膠瀝青碎石封層技術(shù)為研究對象展開分析，其具有較好的防水粘結(jié)、應(yīng)力消減功能，能夠有效提高路面整體性，提高高速公路服務(wù)質(zhì)量。

1 橡膠瀝青碎石封層技術(shù)概述

碎石封層技術(shù)，指的是將瀝青與集料撒布在路面上，經(jīng)碾壓后形成防水磨耗層，以提高路面抗滑、抗水損害能力，減少瀝青路面病害，延長使用壽命，該技術(shù)在高速公路面層養(yǎng)護(hù)、農(nóng)村新路面修建中均得到了廣泛應(yīng)用。

橡膠瀝青碎石封層是新一代層間處置材料，性能較為優(yōu)異。橡膠瀝青主要由瀝青、回收輪胎橡膠及添加劑組成，一般內(nèi)摻量≥15%、外摻量≥17.6%。不同用途下的橡膠粉摻量可參考表1。

基于大量的經(jīng)驗積累與反思，橡膠瀝青碎石封層技術(shù)逐漸趨于成熟，施工質(zhì)量、速度均有大幅提高，被廣泛用于瀝青路面新建與改建、瀝青混凝土橋面鋪裝、水泥混凝土路面瀝青加鋪等工程，本文著重圍繞此技術(shù)展開詳細(xì)分析，以期進(jìn)一步提高高速公路服務(wù)質(zhì)量。

2 橡膠瀝青碎石封層組成結(jié)構(gòu)及施工方法

2.1 橡膠瀝青碎石封層組成結(jié)構(gòu)

2.1.1 結(jié)構(gòu)分類

根據(jù)不同使用要求，可將碎石封層結(jié)構(gòu)分為7種，具體如圖1所示。

上述幾種結(jié)構(gòu)形式中，單層碎石封層基本可滿足養(yǎng)護(hù)所需，但是用于新建道路時不如雙層碎石封層耐久性好。倒裝封層適用于第一層碎石難以鑲?cè)?、原有路面堅硬的道路。嵌擠封層適用于交通量大且車速快路段。帽封層起源于南非，后來在北美也相繼使用。三明治封層適用于老路磨損嚴(yán)重路段。

2.1.2 結(jié)構(gòu)形成

橡膠瀝青碎石封層施工中，瀝青、碎石基本同步灑布，由于時間間隔十分短，瀝青溫度基本可維持在180 ℃左右，流動性好，與碎石接觸面積大，獲得類似“鑲嵌”的效果，整體結(jié)合效果好，不會出現(xiàn)骨料流失的問題。完成橡膠瀝青碎石封層的灑布工作后及時碾壓，確保碎石移動至穩(wěn)定狀態(tài)，封層形成強度時可鋪筑面層。

2.2 橡膠瀝青碎石封層施工方法

結(jié)合橡膠瀝青碎石封層相關(guān)設(shè)備與施工技術(shù)發(fā)展情況分析可知，目前主要采用同步碎石封層施工方法，此方法采用同步碎石封層車，實現(xiàn)瀝青結(jié)合料與碎石的同時灑布，獲得良好的粘結(jié)效果，保證碎石封層質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

橡膠瀝青同步碎石封層施工基本流程如圖2所示，具體施工關(guān)鍵點如下：

（1）施工前需做好各項準(zhǔn)備工作，包括環(huán)境、機械設(shè)備以及材料等。嚴(yán)格根據(jù)試驗路段鋪筑情況，計算確定瀝青用量、碎石灑布量等，合理調(diào)整封層車參數(shù)。如果舊路面存在較多病害，應(yīng)在處理完畢后清掃，確保路面無雜物、灰塵等，方可開展碎石封層施工。

（2）同步封層鋪筑，嚴(yán)格按標(biāo)定好的參數(shù)進(jìn)行同步封層鋪筑作業(yè)。同步碎石封層車需維持勻速前進(jìn)，以3～4 km/h為宜。起點鋪設(shè)油毛氈，防止瀝青飛濺。局部灑布不到位的地方，人工補灑。完成灑布后及時使用膠輪壓路機碾壓，合理控制碾壓速度、遍數(shù)，保持勻速前進(jìn)，嚴(yán)禁隨意剎車、更改行駛路線。

（3）清掃、浮料收集：完成碾壓施工后，及時將封層表面清理干凈，并封閉交通，一般24 h內(nèi)不允許車輛通行，24 h后使用強力掃刷車再次清掃施工后的路段，確保路面無浮料。

通過橡膠瀝青碎石封層的運用，在瀝青面層與基層之間可形成一個高粘彈性的軟介層，牢牢吸附面層與基層，提高路面整體性，延長道路使用壽命。

3 實例分析

3.1 工程概況

本文僅以某高速公路養(yǎng)護(hù)工程為例展開分析。該高速公路為雙向四車道，采用瀝青混凝土路面，路面結(jié)構(gòu)形式如表2所示。此高速公路投入運行兩年后，對其中211.82 km路段進(jìn)行了養(yǎng)護(hù)管理，此路段主要病害為路面裂縫、唧漿。根據(jù)調(diào)查顯示，基本5～8 m路面上就有一道橫向裂縫，縱向裂縫相對較少。經(jīng)綜合分析決定采用路面加鋪處理方法，包括1 cm橡膠瀝青碎石封層（AR-SAMI）、5 cm間斷級配橡膠瀝青混凝土上面層（AR-AC13）。

3.2 橡膠瀝青材料的選用

本項目選用的是AH-90#道路石油瀝青，A級標(biāo)準(zhǔn)。碎石封層、瀝青混凝土分別采用80目、60目膠粉，摻量控制在基質(zhì)瀝青質(zhì)量的20%±2%。

橡膠瀝青加工流程如下：

（1）使用快速升溫設(shè)備進(jìn)行基質(zhì)瀝青均勻、快速加熱，19～25 s內(nèi)完成160 ℃～200 ℃的升溫;

（2）基質(zhì)瀝青、橡膠粉按70∶30質(zhì)量配比，使用高速剪切預(yù)拌系統(tǒng)拌制，轉(zhuǎn)速為3 562 r/min;

（3）預(yù)拌好的橡膠瀝青送至熔脹反應(yīng)系統(tǒng)，反應(yīng)時間為45～60 min，反應(yīng)溫度、出料溫度為180 ℃～195 ℃、195 ℃;

（4）經(jīng)檢測，橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)見表3。

3.3 橡膠瀝青碎石封層施工技術(shù)要點

3.3.1 設(shè)備材料準(zhǔn)備

（1）碎石材料

本項目選用的玄武巖碎石，使用反擊式破碎機破碎，粒徑為0.9 ～1.32 cm，具體技術(shù)指標(biāo)見表4。

（2）主要施工機械

本項目橡膠瀝青碎石封層采用同步施工方法，主要施工機械如表5所示。

3.3.2 施工工藝

3.3.2.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→灑鋪前處理→橡膠瀝青和碎石同步灑布→碾壓。

3.3.2.2 工藝要點

（1）路面準(zhǔn)備：公路原路面清理干凈、無雜物，覆蓋路緣石等構(gòu)造物，防止被瀝青污染。

（2）瀝青、碎石灑布：本項目采用橡膠瀝青碎石同步封層機實施作業(yè)。施工前對封層機進(jìn)行調(diào)試標(biāo)定，橡膠瀝青、碎石灑布量控制參數(shù)、灑布現(xiàn)場溫度如表6、表7所示。封層機準(zhǔn)確、整齊地進(jìn)行縱橫向銜接，控制好接縫處重疊寬度，多余部分由人工清除。

（3）碾壓：本項目采用重型輪胎壓路機進(jìn)行碾壓施工。碾壓時間、溫度分別控制在10～20 min、40 ℃，在整個施工過程中維持勻速，不得突然剎車、掉頭。具體碾壓參數(shù)見表8。要求碾壓后橡膠瀝青對碎石裹附率≥50%，完成碾壓2～3 h后，清掃收集浮石。

（4）面層施工：封層施工完畢后第二天，鋪筑 AR-AC13 橡膠瀝青混凝土。

3.4 施工效果

本項目由于原材料質(zhì)量可靠、混合料配比合理，壓實機械組合優(yōu)化，整體鋪筑碾壓施工質(zhì)量較好，經(jīng)檢查各項指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，為后繼作業(yè)奠定了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，在高速公路新建、改擴建中，瀝青碎石封層的應(yīng)用十分廣泛，其具有較好的抗滑性、耐磨性、防水性等，而且此類施工技術(shù)相對簡單且成本較低，具有較大的推廣應(yīng)用價值。與普通瀝青相比，橡膠瀝青的粘彈性較高，高低溫性能較好，可有效減少剎車擁包、脫皮、高溫泛油等問題。工程實踐時，需根據(jù)項目情況合理選擇基質(zhì)瀝青、橡膠粉以及碎石，嚴(yán)格按規(guī)范落實路面處理、瀝青與碎石灑布、碾壓等工序，切實保證橡膠瀝青封層粘合良好，為后續(xù)施工奠定堅實的基礎(chǔ)。

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