公路橡膠粉復(fù)合改性瀝青技術(shù)分析

陳國民

（九江市公路發(fā)展中心柴桑分中心，江西九江332100）

0 引言

公路工程項目對材料的使用要求非常高，因為材料性能的好壞直接影響到工程的質(zhì)量[1]。橡膠粉復(fù)合改性瀝青是一種復(fù)合型材料，將其應(yīng)用在路面工程中能夠極大程度地提升施工質(zhì)量。鑒于此，加強對此類施工材料以及相關(guān)施工技術(shù)的研究，有極為重要的現(xiàn)實意義。

1 原理

橡膠粉的主要原料是廢舊輪胎，將其碾碎后與瀝青材料混合，經(jīng)過高溫處理形成聚合性材料，此類材料即橡膠粉復(fù)合改性瀝青。在改性瀝青材料應(yīng)用過程中，通過材料配比設(shè)計，添加相關(guān)的添加劑與瀝青成分，能夠為瀝青施工的相關(guān)工藝提供極有利條件。

2 優(yōu)勢

2.1 力學(xué)指標性能

與常規(guī)材料相比，橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料的抗壓強度比較高，荷載作用下的變形性能更強[2]。

2.2 高溫穩(wěn)定性能

因橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料是由輪胎膠粉制成的，且經(jīng)過高溫處理，因此其在耐高溫方面有著突出的表現(xiàn)。相對來說，其高溫穩(wěn)定性較強。

2.3 抗疲勞性能

在特定的荷載條件下，橡膠粉復(fù)合改性瀝青所顯現(xiàn)的抗疲勞效果比較突出，且能夠有效地抵御外界不良因素的影響。

3 橡膠粉復(fù)合改性瀝青發(fā)展現(xiàn)狀

早在20世紀80年代，我國就開始了對橡膠粉復(fù)合改性瀝青材料的研究，且進行了一定的試驗和測試。然而，因破碎技術(shù)并不成熟，膠粉制作技術(shù)也比較落后，當(dāng)時無法為相關(guān)材料的制作和現(xiàn)實性應(yīng)用提供切實的保障。而隨著我國膠粉技術(shù)的不斷改進，特別是常溫法膠粉裝備以及相關(guān)制備技術(shù)的發(fā)展，為相關(guān)材料的生產(chǎn)提供了有利條件。橡膠粉復(fù)合改性瀝青材料在1994年就已經(jīng)應(yīng)用到我國的公路工程建設(shè)中，如廣佛高速工程與上海虹橋機場跑道等工程，事實也證明其應(yīng)用取得了較為理想的施工效果。橡膠粉改性瀝青技術(shù)后在2002-2012年分別在廣東、天津、北京、上海等區(qū)域進行了實驗性測試，并在此基礎(chǔ)上制定了相關(guān)技術(shù)的地方性標準。其中，應(yīng)重點關(guān)注的是1998年鋪設(shè)的寧漢大橋試驗路段，橡膠粉復(fù)合改性瀝青施工技術(shù)在其中起到了顯著的作用，到2015年仍未出現(xiàn)維修的情況。當(dāng)前，我國很多地區(qū)也都開展了這樣的技術(shù)應(yīng)用，均取得了不錯的應(yīng)用效果。

4 項目實例

引述案例：一處全長5km 的公路路面返修工程，鑒于這樣的現(xiàn)實情況，經(jīng)過實際的項目考察，決定通過橡膠粉改性瀝青AC-13C 材料進行鋪設(shè)。

5 技術(shù)工藝實踐

在橡膠粉改性瀝青路面施工過程的穩(wěn)定與高效，就必須高度重視材料的運輸以及攤鋪等環(huán)節(jié)。因此，在技術(shù)應(yīng)用時需要嚴格按照工藝標準進行施工。

5.1 材料運輸

在路面施工之前需要做好對材料的檢測控制，而后設(shè)定運輸路線、安排材料運輸[3]。通常，測量過程中應(yīng)將深度控制在15cm；在材料裝車過程中，通常應(yīng)先裝兩端后裝中間，以切實保證運輸過程中材料質(zhì)量達標。與此同時，還應(yīng)加強對材料攪拌以及攤鋪等環(huán)節(jié)的精細檢查，相關(guān)設(shè)備配置務(wù)必保證合理規(guī)范，為現(xiàn)場施工的穩(wěn)定與高效提供有力保障。通常情況下，因橡膠粉復(fù)合改性瀝青的溫度較高，在運輸?shù)倪^程中應(yīng)做好覆蓋和保溫處理，為其后續(xù)的高效施工提供保障。

5.2 混合料的運輸與攤鋪

車輛到達施工場地以后，應(yīng)有序地進行卸料，相關(guān)的操作應(yīng)與攤鋪機等保持協(xié)調(diào)。在該工程項目施工中，攤鋪工序主要選擇2 臺攤鋪設(shè)備進行施工，攤鋪作業(yè)時兩者的間隔距離應(yīng)控制在10m 左右，設(shè)備之間的搭接間隙應(yīng)控制在20～40cm。要想切實保證橡膠材料的密實和均勻，就應(yīng)嚴格按照既定的施工標準進行施工，這樣所達到的施工效果也會更為理想。另外，在應(yīng)用橡膠粉復(fù)合改性瀝青的過程中，還應(yīng)合理布置螺旋布料器等，為攤鋪施工環(huán)節(jié)的高質(zhì)量開展奠定基礎(chǔ)。要切實保障攤鋪的連續(xù)性與穩(wěn)定性，就應(yīng)保證具體操作的穩(wěn)定，尤其應(yīng)保障相關(guān)設(shè)備持續(xù)、穩(wěn)定工作，且應(yīng)做好對攤鋪溫度的精細控制。此外，在橡膠粉復(fù)合改性瀝青攤鋪施工環(huán)節(jié)，一定要安排工作人員對攤鋪層厚度進行檢查，攤鋪厚度不均勻會影響碾壓工序的正常開展。所以，在攤鋪時若存在機械設(shè)備攤鋪不到的區(qū)域，則要進行人工處理，用鐵鏟平整材料、調(diào)整攤鋪。

5.3 混合料的壓實

在碾壓施工中，橡膠粉復(fù)合改性瀝青材料與SMA混合料的相關(guān)施工工藝基本一致。但是由于材料的用量比較大，在施工環(huán)節(jié)想要避免泛油、黏結(jié)等情況，就應(yīng)通過雙鋼輪壓路機進行相應(yīng)的施工。同時，應(yīng)采用全寬范圍規(guī)格的攤鋪機進行同步施工，先進行1 遍靜壓，然后振動壓實5 遍，而后結(jié)合收面壓實的操作情況進行后續(xù)的處理。壓實過程中應(yīng)由專人做好記錄，確保相關(guān)處理工藝嚴謹、規(guī)范。壓實過程中的灑水量以及時間控制都應(yīng)確?？茖W(xué)合理，為施工的穩(wěn)定與高效提供切實保障，壓實現(xiàn)場見圖1。因碾壓溫度與黏結(jié)度之間有著密切的聯(lián)系，因此應(yīng)做好有效地控制[4]。橡膠粉改性瀝青混合料施工溫度見表1。

表1 施工溫度（℃）

圖1 壓實現(xiàn)場

在碾壓施工環(huán)節(jié)，要想切實保證材料溫度適宜，就應(yīng)在完成第一遍碾壓以后移動壓路機，以減少橫斷面的壓痕。對于新鋪筑的路面來說，相應(yīng)的碾壓切勿有掉頭和突然剎車的不良情況。另外應(yīng)注意，碾壓完成后，確定路面達到正常溫度才可開放交通。

5.4 接縫處理

縱向施工縫通常應(yīng)通過熱接縫的方式進行處理。在施工環(huán)節(jié)，考慮到攤鋪質(zhì)量，需要控制好攤鋪設(shè)備的間距。與此同時，應(yīng)確保搭接寬度適宜，為后續(xù)的施工提供有利條件。在施工過程中橡膠材料過多的情況下，應(yīng)通過平鏟推平，并將多余的材料刮平，而后才能進行后續(xù)的處理。橫向施工縫通常應(yīng)通過平接縫的方式進行處理，且應(yīng)保證當(dāng)天完成。應(yīng)對縫隙部分進行細致的清理，確保力度適宜，以免力度過大影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，并進行有效切割，而后攤鋪一層新的橡膠粉復(fù)合改性瀝青混合料（攤鋪前還應(yīng)對混合料進行檢查），確保結(jié)合部分的有效黏合。接下來的碾壓施工應(yīng)按照垂直的方式進行，同時安排工作人員對施工現(xiàn)場進行科學(xué)管理。在施工現(xiàn)場受到限制的情況下，應(yīng)通過縱向碾壓的方式持續(xù)施工，且應(yīng)做好對細節(jié)部分的有效控制。

5.5 路面檢查

路面工程的施工質(zhì)量很大程度上取決于對施工工藝的應(yīng)用效果。在路面施工中需要嚴格做好工程質(zhì)量檢查工作。

在推進橡膠粉復(fù)合改性瀝青路面施工的過程中，應(yīng)做好對路面施工質(zhì)量的檢測，為整個工程的穩(wěn)定與高效提供切實保障。具體來說，相關(guān)檢測應(yīng)嚴格按照以下標準實施。

第一，路面成型以后應(yīng)對其進行全面檢查，確定路面鋪筑等各個方面符合既定要求，且應(yīng)注意瀝青施工的效果。在質(zhì)量檢測中，應(yīng)通過鋪砂法有序進行。在該項目中，路面的構(gòu)造密度檢測值為1.21cm 左右，滿足設(shè)計方案的標準值；而后通過擺式摩擦儀檢測路面的擺定值，確定該工程擺定值為72，說明路面在抗滑性方面達到了較高的水平。

第二，根據(jù)工程的現(xiàn)實情況，采用隨機抽樣的方式對施工路段的四個部分進行取樣檢測，主要涉及路面的厚度及壓實度等。通過檢測確定，抽樣路面壓實之后的厚度為4.1cm，壓實強度為98.5%，符合既定施工要求。

第三，滲水測試。在該工程施工中進行了路面滲水值的檢測，該工程的結(jié)構(gòu)滲水系數(shù)均勻，參數(shù)值均在47mL／min 范圍內(nèi)（參考值為50mL／min）。由此可見，該路面的抗水滲透性能比較好。

第四，平整度檢測。采用連續(xù)平整度儀進行檢測，檢測結(jié)果顯示，該路面的平整度為0.67（參考值為0.8），基本符合既定技術(shù)要求。

6 橡膠粉復(fù)合改性瀝青發(fā)展前景

高速公路工程在我國現(xiàn)代化建設(shè)中的作用不斷提高，相關(guān)的施工也變得越來越多。要想穩(wěn)定、高效地推進相關(guān)施工，就應(yīng)做好對施工技術(shù)的探究和應(yīng)用，以切實保障工程質(zhì)量。盡管與一些建筑工程十分發(fā)達的國家相比，我國在技術(shù)以及質(zhì)量控制方面還存在一些不足，且在一些材料用度方面存在一定的浪費現(xiàn)象，但隨著相關(guān)技術(shù)的持續(xù)改進與優(yōu)化，相信我國在相關(guān)方面必定能夠有所突破[5]。目前，我國很多公路工程應(yīng)用SBS 改性瀝青進行相應(yīng)的施工。就我國當(dāng)前橡膠材料的進口情況來看，每年有七成的橡膠材料用于汽車輪胎的制作，廢舊輪胎則可用于改性瀝青材料的生產(chǎn)。據(jù)2020年的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，橡膠輪胎的年生產(chǎn)量已經(jīng)大于1 億條，且每年都在增加。預(yù)計2030年，輪胎的年生產(chǎn)量可達2.21 億條。鑒于此，將廢舊輪胎作為改性瀝青的原材料是可行的，能為資源的高效利用提供有力保障。

7 結(jié)語

由以上論述可以看出，采用橡膠粉復(fù)合改性瀝青材料進行高速公路的路面施工，確實有著比較突出的現(xiàn)實價值，其所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢極為顯著。這樣的材料施工能夠極大程度地提升路面工程的性能，且有助于生態(tài)環(huán)境建設(shè)的高效推進。鑒于此，應(yīng)不斷加強對橡膠粉復(fù)合改性瀝青材料的研究，并推廣應(yīng)用，為我國的生態(tài)文明建設(shè)以及高速公路等工程建設(shè)提供強有力的支持，為我國的經(jīng)濟建設(shè)以及社會發(fā)展提供基礎(chǔ)性的保障。