公路工程中橡膠瀝青路面施工工藝技術研究

摘要：基于橡膠瀝青路面性能的分析，比較了橡膠瀝青在公路工程應用中的優(yōu)缺點，指出了橡膠瀝青在實際工程應用中應該注意的問題及可能出現(xiàn)的病害。通過在實際工程中鋪筑厚4cm橡膠瀝青路面上面層，介紹了橡膠瀝青的具體情況，總結分析了橡膠瀝青路面的施工工藝，包括混合料生產(chǎn)，路面基層處理，混合料運輸、攤鋪、碾壓等方面。通過監(jiān)測對應施工段在運營過程中的工作性能，驗證了施工工藝控制與施工過程把控對提高橡膠瀝青路面使用性能影響，為提高橡膠瀝青路面工程質(zhì)量提供參考。

關鍵詞：公路工程;橡膠瀝青路面;施工工藝

中圖分類號：U416.217???????????????????????? 文獻標識碼：A

1.前言

隨著我國經(jīng)濟與科技的發(fā)展，公路建設事業(yè)取得了長足發(fā)展，各種能綜合提高公路工程的新技術與新工藝逐漸推廣開來，其中應用較廣泛、性能較為凸出的便是橡膠瀝青。橡膠瀝青作為一種新型的混合材料，在有效利用廢舊輪胎實現(xiàn)環(huán)境保護的同時，也能提高路面的綜合性能，增加其的抗裂性和抗變形性能，在公路建設中得到了廣泛的關注[1]。橡膠瀝青在應用過程中，制作與施工成本較低，具有較好的防水與粘連性強，對于路面產(chǎn)生的反射與疲勞裂縫均具有較好的改善作用，能在很大程度上加路面的穩(wěn)定性[2]。就橡膠瀝青混凝土組成材料而言，橡膠粉本身具有較好的彈性，運營過程中可以緩沖動荷載對路面的沖擊作用，在達到優(yōu)化路面受力雙胎，延長使用壽命的同時，也能提高行車舒適度并降低噪聲[3]。但是橡膠的摻量須控制在一個范圍內(nèi)，如果摻量過大，容易引起混合料碾壓不實、松散，行車路面病害，產(chǎn)生安全隱患，因此，需要對施工過程中橡膠粉的特性與混合料的級配進行控制[3]。雖然橡膠瀝青具有較好的高溫穩(wěn)定性、抗車轍永久變形性能、抗水損性能、低溫穩(wěn)定性、耐久性、抗老化性等一系列優(yōu)異的性能[4]。隨著橡膠瀝青在公路工程中的逐漸推廣與應用，材料本身在確保工程質(zhì)量，綜合提高路面工作能力等方面優(yōu)越的性能也隨之體現(xiàn)，故而材料與配套工藝的開發(fā)與推廣越發(fā)受到關注[5]。橡膠瀝青制作過程中，其主要原料為橡膠粉和瀝青，橡膠粉來源于廢舊輪胎，通過干法或濕法即可制備得到適用于公路里面的橡膠瀝青[6]。瀝青橡膠作為一種新型的路面結合材料與路面地宮工藝，雖然具有高黏度、高的彈性恢復性能、抗疲勞強度高、能有效地改善路面抗氧化和抗老化性等一些列優(yōu)點[7]～[10]，但是也存在一些有待改進的方面，由于橡膠瀝青設計尚未形成體系，施工技術有待完善，加之施工控制措施和應用地域的差異，橡膠瀝青路面存在一系列諸如路面龜裂、車轍、老化等病害，其應用潛力還有待于進一步的發(fā)掘。

本文的研究，基于我國西北地區(qū)某公路工程項目，通過在公路上面層鋪設4cm厚的橡膠瀝青路面，后期觀測并比較橡膠瀝青路面與普通路面的工作性能，進而確定瀝青路面在我國西北地區(qū)大風干燥、晝夜溫差大等環(huán)境條件下對路面的改善效果。施工過程中，嚴格控制每個環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量與施工工藝流程，把控并根據(jù)現(xiàn)場條件適當改進施工工藝，保證路面工程施工質(zhì)量，充分發(fā)揮橡膠瀝青路面優(yōu)異的工作性能。

2.橡膠瀝青路面施工工藝

施工過程中，為保證橡膠瀝青路面的施工工藝，充分發(fā)揮其工作性能，在明確其技術要求的基礎上，依據(jù)相應的規(guī)范，加強瀝青混合料生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，在源頭上確保所生產(chǎn)的混合料性能滿足施工要求，并做好施工過程中混合料運輸、攤鋪及碾壓工作的相關技術把控，保證施工質(zhì)量。

2.1 混合料拌和

在瀝青混合料的生產(chǎn)拌制過程中，為在源頭上保證混合料的質(zhì)量，須嚴格遵循設計配合比進行。拌制時，考慮到橡膠摻量對混合料的影響以及現(xiàn)場的具體環(huán)境，本項目采用橡膠摻量較少的濕法進行拌和。拌和之前，通過馬歇爾試驗確定了瀝青混合料的技術指標如穩(wěn)定度、設計空隙率、瀝青飽和度等均符合規(guī)范與施工工藝要求，同時，對混合料中其他主要的原材料諸如橡膠粉、砂、石等的摻量、產(chǎn)地、質(zhì)地、物理與力學性能等均進行嚴格的控制。由于采用濕法拌和，因此橡膠粉摻量為20%，采用力學性能符合施工工藝要求且質(zhì)地堅硬、干凈整潔的機制砂，粗骨料中5～15mm粒徑的集料含量控制在20%之下，細集料為石灰?guī)r質(zhì)材料，其中粒徑為3～5mm細集料含量小于等于其總量的5%，此外，混合料中使用的各種添加劑和水泥均符合設計要求與行業(yè)標準和規(guī)范所規(guī)定的各項指標，并滿足現(xiàn)場施工的要求。

進行混合料拌和時，原料的計量和稱重工具均采用精度較高的電子秤，從而保證間斷級配的混合料各項原材料用量不會出現(xiàn)偏差，為后續(xù)施工過程中橡膠瀝青路面的施工質(zhì)量控制奠定基礎。為保證混合料拌制之后的均勻性與和易性，使之具有良好的工作性能，拌和機械為施工現(xiàn)場常用的DG-4000s型間歇式拌和機械，對橡膠瀝青進行間歇式攪拌，每次的拌和時間不宜超出50～65s的范圍，拌和溫度不宜超過175～195℃的范圍，超出此范圍的拌和料則視為廢料，施工中不允許使用，出料溫度也應進行嚴格的控制，并保證不低于180℃?；旌狭习柚仆瓿刹⒊隽现?，應檢查混合料的各項性能是否滿足規(guī)范要求，并保證在施工現(xiàn)場能順利進行運輸和攤鋪，檢查完畢并保證混合料質(zhì)量滿足要求后，即可裝入預先準備好的運輸工具（即自卸汽車），運往施工現(xiàn)場。

2.2 混合料運輸

橡膠瀝青混合料拌制完成之后，為保證混合料的工作性能，避免因為降溫、離析等因素造成的工作性能降低，本項目采用15t大噸位自卸車將混合料運輸至施工現(xiàn)場，該型號運輸車的運載能力與施工現(xiàn)場的攤鋪能力相適應，既不會出現(xiàn)因運載能力不足而出現(xiàn)的攤鋪中斷，也不會出現(xiàn)因攤鋪能力不足而導致的混合料堆積現(xiàn)象，保證了攤鋪的正常進行，為攤鋪過程中施工質(zhì)量的控制提供了有力的保障。運輸車每次運輸前，都對內(nèi)部進行了徹底的清洗并適時涂抹了相應的隔離劑，在清除了運輸車內(nèi)部的之前散落廢料與積液的同時，也保證了下次運輸過程中混合料正常的裝車工作，避免了混合料與車廂底部的粘結。裝車時，為了減少混合料的離析，裝料過程分三次進行，每次的裝料數(shù)量基本上保持一致，并由專人負責裝車工作，并負責裝車結束后篷布的覆蓋、固定、綁扎等工作，對車內(nèi)的混合料進行保溫，盡量減少運輸過程中混合料內(nèi)部熱量的散失。

混合料裝車完成并在運輸?shù)倪^程中，保證整個運輸過程中混合料溫度的整體降低幅度不超過10℃，確?；旌狭线M行正常的攤鋪工作，行車過程中車速控制在30km/h左右，既可以保證運輸速度，也避免了因為車速過高或顛簸幅度過大造成的混合料離析。同時，對駕駛員的專業(yè)素養(yǎng)和責任心也進行了強化，保證行車過程中盡量不出現(xiàn)急剎車、急掉頭、急轉(zhuǎn)彎等。運輸至施工現(xiàn)場后，將運輸車倒車到預先劃定的位置成排停放，嚴禁在整個攤鋪過程中駕駛員離開駕駛室，空車返回途中，車速控制在40km/h左右，確保行車安全。

2.3 混合料攤鋪

混合料攤鋪之前，應確定路面基層的雜物、浮土、垃圾等進行了清理，且正式攤鋪之前，先進行了試驗路段的鋪筑，以確定施工過程中的松鋪厚度、碾壓速度、碾壓機械的組合、碾壓遍數(shù)、碾壓系數(shù)等指標。結合混合料的拌和過程，及時檢驗工藝流程，做好施工人員、材料、機械設備等施工前的準備工作，做好施工技術交底，并調(diào)試施工機械設備，檢驗檢測進場的其他材料是否符合規(guī)范要求及施工技術要求，保證在橡膠瀝青路面的正常施工，并減少上述因素對施工質(zhì)量帶來的影響。

攤鋪過程中，攤鋪機械為兩臺中大DT1800攤鋪機聯(lián)合進行攤鋪施工，考慮到工期要求與瀝青混合料及其相互之間的連接性能，攤鋪方式選擇全幅攤鋪。并對攤鋪速度與溫度同時進行控制，將施工過程中混合料的溫度控制在170℃左右，施工速度控制在2～4m/min的范圍內(nèi)，保持勻速、緩慢、不間斷進行攤鋪施工。同時，考慮到混合料暴露在大氣中時，其內(nèi)部的溫度下降速度較快，故而攤鋪時要保證下承層與攤鋪層的溫差不能太大，同時攤鋪前1h預熱攤鋪施工中用到的熨平板至110℃左右，確?；旌狭吓c攤鋪設備、下承層之間不會因為溫差過大而引起離析，從而影響橡膠瀝青路面整體的施工質(zhì)量。開始攤鋪時，考慮到混合料與施工機械都能溫差較大，因此適當降低攤鋪速度，控制在1～3m/min的范圍內(nèi)，略低與攤鋪施工過程中的速度。此外，當攤鋪完成路段的混合料出現(xiàn)比較明顯的離析、波浪等問題時，需要對出現(xiàn)問題的路段進行銑刨并重新攤鋪，以保證路面的整體質(zhì)量。攤鋪施工完成后，對已經(jīng)檢查無誤的路段及時進行碾壓施工。

2.4 混合料碾壓

橡膠瀝青的碾壓工質(zhì)量直接影響著竣工后路面的質(zhì)量，尤其體現(xiàn)在路面平整度與耐久性方面。因此，本項目在施工前先選擇了部分具有代表性的路段進行了試驗路段的鋪設，以確定碾壓施工過程中壓實機械及其組合方式的選擇、碾壓速度、碾壓遍數(shù)等施工過程中所需的相應參數(shù)。 根據(jù)以往的施工經(jīng)驗以及施工方案，本項目對應的初壓、復壓、終壓施工環(huán)節(jié)中的混合料溫度分別應保證在150℃、135℃、90℃以上，確保各個施工環(huán)節(jié)中混合料的溫度能滿足施工要求;碾壓施工過程中單層厚度控制在80mm之內(nèi)，用10t的雙鋼輪壓路機進行壓實，確保路面的壓實度;碾壓過程中，對路段進行分段施工，每段長度控制在60m之內(nèi)，但不宜小于50m。

碾壓施工堅持“高頻、低幅、緊跟、慢壓”的原則，先對路面的兩邊進行碾壓，再對中間部位的路面進行碾壓施工。進行初壓施工時，將雙鋼輪壓路機的速度控制在2km/h，靜壓1～2遍;而后用速度控制在4km/h之內(nèi)的振動壓路機碾壓3～4遍進行復壓;最后將雙鋼輪壓路機速度控制在3～5km/h的范圍內(nèi)，對路段進行終壓施工，理論上終壓施工時碾壓遍數(shù)最少為2遍，但本項目進行了4次碾壓，直到橡膠瀝青路面的輪跡完全消失。碾壓過程中，混合料會不可避免的出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象，因此，可在壓路機鋼輪上適量灑水，保證碾壓施工的順利進行。碾壓完成后及時檢查施工路段路面的壓實度，不合格的部位進行返工處理，直至合格為止。

3小結

本項目在施工過程中，成功鋪筑完成長15km厚4cm橡膠瀝青路面，面積達15萬m2。實際工程中的應用結果表明，橡膠瀝青路面施工工藝流程簡單，施工成本先谷底較低，在實現(xiàn)對廢舊輪胎的有效利用，保護環(huán)境的同時，也有利于提高路面抗車轍能力，延長結構的使用壽命。但在施工中應該嚴格控制配合比設計，加強每個施工環(huán)節(jié)質(zhì)量監(jiān)督與把控，進一步提高橡膠瀝青路面工程質(zhì)量和施工建設效益。本文的研究，有利于促進橡膠瀝青路面的施工工藝的完善與改進，對于同類型項目的施工與維護，具有一定的參考與借鑒作用。

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作者簡介：祁睿，1982年生，男，漢族，本科學歷，工程師，甘肅省蘭州市榆中縣人，從事公路工程施工管理和技術研究。