淺析公路工程膠粉改性瀝青路面施工工藝

鹿明濤 林得道

（平頂山市佳洋路橋工程有限公司，河南 平頂山 467000）

隨著我國經(jīng)濟實力的快速提升，我國的道路行業(yè)得到了巨大發(fā)展，但我國還是以瀝青混凝土路面為主，瀝青混凝土路面大部分都是采用傳統(tǒng)瀝青混合料，這必將給我國石油事業(yè)帶來了嚴(yán)重的壓力。且隨著我國汽車保有量迅速增加，以及對環(huán)境問題的高度重視，充分利用汽車廢舊輪胎將對我國的經(jīng)濟和諧發(fā)展，緩解我國資源和環(huán)境方面的壓力具有重要意義。因此，橡膠粉改性瀝青技術(shù)就應(yīng)運而生，且由于橡膠的彈性性能較好，因此，本文考慮將其用于改善普通改性瀝青混合料的一些力學(xué)性能，且可以降低瀝青的用量，并有效減少廢舊橡膠對環(huán)境的影響。

1 膠粉改性瀝青的應(yīng)用特點

目前用于瀝青改性的材料主要有橡膠、熱塑性彈性體、熱塑性樹脂等。但這些材料的價格很貴，大規(guī)模應(yīng)用會使成本大大提高。相比之下，采用廢胎膠粉進行瀝青改性，不僅可以在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、溫度敏感性和降低路面噪聲等方面得到改善，同時可以大幅節(jié)約成本和保護環(huán)境。膠粉瀝青是指輪胎橡膠通過粉碎等一系列操作形成的粉末，用于瀝青改性的材料。據(jù)相關(guān)規(guī)定要求，在瀝青改性材料當(dāng)中，橡膠粉粒的含量必須超過15%。相比其他改性瀝青材料，膠粉改性瀝青的應(yīng)用特點如下：

1）據(jù)大量研究發(fā)現(xiàn)，在改善瀝青性能方面，廢舊輪胎膠粉內(nèi)的原有抗氧化劑和抗老化劑作用顯著。將適量廢舊輪胎膠粉摻加到基質(zhì)瀝青之后，瀝青三大指標(biāo)中軟化點、粘度大幅提升，針入度下降顯著，且瀝青改性材料的高溫穩(wěn)定性良好，說明膠粉在改善瀝青性能方面具有顯著優(yōu)勢。

2）橡膠改性瀝青的應(yīng)用，可以顯著提升瀝青路面摩擦系數(shù)，保證行車安全。同時，廢舊橡膠粉顆粒可以大大提升瀝青路面彈性，具備良好的降噪作用，很大程度上可以增加車輛通行的舒適感。

3）相比SBS改性瀝青混合料，膠粉改性瀝青材料成本更低，不僅能夠解決廢舊輪胎污染環(huán)境問題，還能滿足公路建設(shè)發(fā)展要求。此外，還能滿足當(dāng)前我國大力提倡的“可持續(xù)發(fā)展”、“節(jié)能、環(huán)?！钡劝l(fā)展觀念，具有良好的社會效益。

2 工程概況

某公路工程全長61.7km，為整體式路基斷面公路，路基26m寬。位于華北平原西南部，地勢“西高東低”，西南部多丘陵崗地，地面起伏相對較大。東北部位于平原地區(qū)，地面較為平坦。本地區(qū)四季分明，位于北溫帶大陸性氣候，雨熱同期。路面是公路結(jié)構(gòu)的主要組成，不僅要承受來往車輛荷載的重壓，還要接受雨水、烈日等自然環(huán)境因素的考驗，因此，路面是最易產(chǎn)生病害的公路結(jié)構(gòu)部位。為此，在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須以“耐久、安全、抗滑”為原則，合理采用路面施工材料。結(jié)合本地區(qū)地勢地形情況和交通通行條件，決定采用膠粉改性瀝青路面結(jié)構(gòu)形式。

3 原材料選擇及配合比設(shè)計分析

1）原材料選擇。（1）原材料。本次研究選用重交通70號基質(zhì)瀝青進行改性瀝青的制備。根據(jù)國內(nèi)外研究可得，當(dāng)橡膠粉的目數(shù)達(dá)到100目時，增長曲線變得平緩，并非橡膠粉的目數(shù)越大越好，因此本文決定選用100目橡膠粉改性瀝青的配制。（2）橡膠粉改性瀝青的配制。將70號基質(zhì)瀝青放入烘箱在160℃條件下保溫一個小時，再將一定量的100目廢膠粉加入基質(zhì)瀝青之中，加入過程中不斷進行攪拌15min以上，攪拌過程中使瀝青逐漸升溫至175℃，攪拌完畢后放入180℃烘箱保溫10min。將高速剪切儀放入瀝青中剪切，首先低速（500rmp）剪切5min，隨后將轉(zhuǎn)速調(diào)制4000rmp剪切45min，在剪切過程中，將溫度控制在180℃左右，制得橡膠粉改性瀝青。（3）集料與礦粉。本實驗采用玄武巖作為粗細(xì)集料，礦粉選用石灰?guī)r。

2）配合比設(shè)計。（1）橡膠粉瀝青混合料級配的確定。根據(jù)TG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，結(jié)合本文所采用的原材料測試結(jié)果及篩分情況，經(jīng)多次調(diào)整后確定的目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果為：10mm～20mm：3mm～5mm：0mm～3mm：礦粉=37：22：35：6。（2）AC-16型橡膠粉改性瀝青混合料油石比的確定。采用油石比4.6%、5.0%、5.4%、5.8%四種油石比分別成型馬歇爾試件，并測定其穩(wěn)定度及瀝青混合料有效相對密度。確定最佳油石比為5.0%。

4 膠粉改性瀝青路面施工技術(shù)要點

1）瀝青混合料拌制。嚴(yán)格按照規(guī)范要求，將改性瀝青混合料的施工溫度控制到規(guī)范要求以內(nèi)，做好瀝青、集料等材料加熱溫度控制。拌和過程中，需全面檢測瀝青混合料的各項性能，比如力學(xué)性能，油石比等，嚴(yán)控粒徑差。

2）瀝青混合料運輸。運輸環(huán)節(jié)，重點在于保溫、防離析，為防止混合料在運輸過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，需盡可能縮短運輸距離，并將篷布等覆蓋到車頂，避免水分蒸發(fā)過快，同時還能起到保溫、防污染等作用。此外，運輸過程中，要指派專人指揮運輸車輛行駛情況，達(dá)到現(xiàn)場后，及時檢測混合料的溫度，并做好詳細(xì)記錄。

3）瀝青混合料攤鋪。攤鋪路面上面層時，可使用2臺攤鋪機共同攤鋪，為避免車輛發(fā)生碰撞，兩臺攤鋪機必須保持安全距離，一般為5m左右。根據(jù)設(shè)計要求，1.25為松鋪系數(shù)，整個攤鋪過程中，要保持勻速、穩(wěn)定，攤鋪厚度一致，且能夠連續(xù)不間斷攤鋪。針對攤鋪層縱向接縫問題，可通過斜接縫處理，不得出現(xiàn)縱向縫痕。兩臺攤鋪機施工很難控制橫坡，因此，在施工中必須實時測量橫坡情況，結(jié)合測量結(jié)果做好調(diào)整。

4）瀝青混合料壓實成型。碾壓是路面施工的重要環(huán)節(jié)，是保證路面壓實度質(zhì)量的關(guān)鍵。根據(jù)施工現(xiàn)場情況，分三個階段完成碾壓施工，每一個階段采取不同的碾壓設(shè)備、碾壓遍數(shù)和碾壓速度，最終確保壓實度滿足設(shè)計規(guī)定要求。

初壓時，可采用雙鋼輪壓路機采取靜壓的方式，碾壓2～3遍，速度控制在1.5～2.0km/h；復(fù)壓時，則采用膠輪壓路機和雙鋼輪壓路機共同碾壓，碾壓3～5遍，雙鋼輪壓路機碾壓速度控制在3.0～3.5km/h，膠輪壓路機碾壓速度控制在3～4lm/h；終壓時，同樣采用鋼輪壓路機進行2～3遍碾壓，碾壓速度控制在3～4km/h，直至消除明顯 輪跡。

5 結(jié)束語

綜上所述，改革開放40多年，我國公路建設(shè)事業(yè)發(fā)展迅速，作為國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施工程，公路建設(shè)發(fā)展擴大了出行半徑，方便了人們的出行，極大地提高了人們的生活水平。眾所周知，我國是一個橡膠生產(chǎn)大國，隨著工業(yè)化水平的不斷提升，廢舊橡膠制品越來越多，焚燒、填埋是最傳統(tǒng)的處理方法，但是此類方法不僅降解難度大，還會造成土壤環(huán)境污染問題，目前如何處理這些廢舊橡膠已成為一大難題。將橡膠制品加工后用于筑路施工，不僅有助于增強路面使用性能，還能大幅減少瀝青用量，提高路面施工質(zhì)量。