橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)淺析

沈杏花

（忻州市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法隊(duì),山西 忻州 034000）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)呈不斷快速發(fā)展趨勢(shì)，為滿(mǎn)足人們對(duì)交通運(yùn)輸提出越來(lái)越多的使用需求，亟待解決道路服務(wù)性能差的問(wèn)題。自高速公路建成投入使用以來(lái)，在重載交通與外界環(huán)境的影響下，公路路面上出現(xiàn)多種病害問(wèn)題，對(duì)公路路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工非常有必要[1-2]。目前，我國(guó)現(xiàn)有稀漿封層法、微表處法、薄層熱拌瀝青罩面方法、石屑封層法、霧封層法等多種道路路面養(yǎng)護(hù)方法。其中，通過(guò)使用薄層熱拌瀝青罩面方法，可延長(zhǎng)公路工程的使用壽命。基于此，該文就橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)了探討，以供參考。

1 橡膠粉改性劑性能簡(jiǎn)析

橡膠屬于一種高聚物，具有彈性高、伸縮性好等特點(diǎn)。通過(guò)大量工程實(shí)踐可知，橡膠粉改性劑可在一定程度上改善瀝青混合料的使用性能[3]。橡膠粉的耐高低溫性能較強(qiáng)，耐熱溫度最高可達(dá)到350 ℃，耐寒溫度最低可達(dá)到?80 ℃。在瀝青混合料中加入適量的橡膠粉，可使瀝青混合料更好地適應(yīng)四季溫度差異性的變化。同時(shí)可提高瀝青混合料的敏感性能與瀝青黏度。橡膠粉基本性能如表1所示。

表1 橡膠粉基本性能

2 案例背景

某高速公路工程，總長(zhǎng)度約14 km，雙向6車(chē)道，路基寬度約為34 m，設(shè)計(jì)速度約為100 km/h。該高速公路工程于2010年建成并開(kāi)始投入使用，但在使用過(guò)程中，高速公路相關(guān)部門(mén)并未對(duì)該公路的路況進(jìn)行定期檢查，沒(méi)有對(duì)其實(shí)施任何養(yǎng)護(hù)措施。在最近幾年中，隨著公路交通流量的不斷增多，該公路路面上已出現(xiàn)輕微沉陷、麻面、坑槽、微小裂縫等多種病害問(wèn)題。為延長(zhǎng)該高速公路工程的使用壽命，提高駕車(chē)舒適度，需要對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[4-5]。在經(jīng)過(guò)深入考慮后，施工單位決定選用橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)來(lái)解決路面病害問(wèn)題。

3 施工原材料與配合比設(shè)計(jì)

3.1 施工原材料

3.1.1 橡膠粉改性瀝青

在該次養(yǎng)護(hù)施工中，施工單位選用AH-90號(hào)重交通道路石油瀝青、高等級(jí)公路專(zhuān)用橡膠粉改性劑（0.850～0.425 mm）。在試驗(yàn)段中，將15%活化橡膠粉的改性瀝青混合料摻入左半幅，將15%脫硫橡膠粉的改性瀝青混合料摻入右半幅。兩種橡膠粉改性瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)比較情況如表2所示。

表2 兩種橡膠粉改性瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)的比較

在重交通道路石油瀝青中，摻入規(guī)定劑量的橡膠粉后，可提高瀝青混合料的彈性恢復(fù)能力與軟化點(diǎn)，降低瀝青混合料的延度與針入度，充分表明在瀝青混合料中加入適量的橡膠粉改性劑以后，有助于提高混合料抗高溫性能[6]。通過(guò)深入比較分析SBS改性瀝青與橡膠粉改性瀝青后發(fā)現(xiàn)，橡膠粉改性瀝青的低溫性能并未得到明顯提高，但可提高其的耐高溫性能。

3.1.2 粗細(xì)集料

細(xì)集料選用石灰?guī)r石屑，視密度為2.5 g/cm3。細(xì)集料規(guī)格如表3所示。

表3 細(xì)集料規(guī)格

選用粒徑大小分別為 5～10 mm、10～15 mm 的玄武巖作為粗集料。粗集料的質(zhì)量技術(shù)要求如表4所示。

表4 粗集料的質(zhì)量技術(shù)要求

3.2 配合比設(shè)計(jì)

在該工程中，橡膠粉改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)如表5所示。

表5 橡膠粉改性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

通過(guò)進(jìn)行改性瀝青混合料性能試驗(yàn)后，該工程改性瀝青混合料的最佳油石比確定為5.7%；通過(guò)進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)后可知，改性瀝青混合料的孔隙率（4.59%）、VMA（16.3%）、VFA（71.7%）、流值（26.4（0.1 mm））、穩(wěn)定度（12.74 kN）等指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4 材料性能的有效驗(yàn)證

4.1 水穩(wěn)性

針對(duì)改性瀝青混合料的水穩(wěn)性，該工程主要通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。其中，試驗(yàn)結(jié)果為：SBS改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為90.03%、浸水馬歇爾穩(wěn)定度為11.42 kN、馬歇爾動(dòng)穩(wěn)定度為12.53 kN；橡膠粉改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度為93.42%、浸水馬歇爾穩(wěn)定度為11.97 kN、馬歇爾動(dòng)穩(wěn)定度為12.75 kN，均滿(mǎn)足有關(guān)規(guī)范要求。橡膠粉改性瀝青混合料的水穩(wěn)性要高于SBS改性瀝青混合料。

4.2 抗極端溫度性能

在高溫性能試驗(yàn)中，選用T0719—1993試驗(yàn)方法。通過(guò)進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，橡膠粉改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度均值為4 695次/mm，SBS改性瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度均值為4 489次/mm，均滿(mǎn)足施工要求。在低溫抗裂性能試驗(yàn)中，選用低溫小梁彎曲試驗(yàn)方法，驗(yàn)證混合料的低溫抗裂性能。通過(guò)試驗(yàn)可知，SBS改性瀝青混合料的勁度模量為 3 390 MPa、抗彎拉強(qiáng)度為 9.72 MPa、跨中撓度為0.56 mm、最大荷載為1.17 kN；橡膠粉改性瀝青混合料的勁度模量為 21 058 MPa、抗彎拉強(qiáng)度為 7.57 MPa、跨中撓度為0.54 mm、最大荷載為1.05 kN。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

進(jìn)行以上試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，將適量的橡膠粉加入瀝青混合料中，可改善瀝青混合料的水穩(wěn)性能[7]。

5 橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)運(yùn)用策略

5.1 嚴(yán)格控制施工原材料的質(zhì)量

通過(guò)大量工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工中，需用到瀝青、橡膠粉等多種不同類(lèi)型的材料。材料使用量的不同，橡膠粉改性瀝青混合料的性能會(huì)產(chǎn)生較大的區(qū)別，直接影響公路工程路面養(yǎng)護(hù)的施工效益與施工效果，故在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制施工原材料的質(zhì)量。

在設(shè)計(jì)施工原材料配比過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行試驗(yàn)分析，全面分析各種混合料設(shè)計(jì)方案的運(yùn)用效果，選取出合理、可行的混合料配合比設(shè)計(jì)方案，以指導(dǎo)混合料罩面施工的有序進(jìn)行，充分發(fā)揮出橡膠粉改性瀝青混合料的使用價(jià)值，真正實(shí)現(xiàn)公路路面養(yǎng)護(hù)目標(biāo)。

在采購(gòu)施工原材料過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，嚴(yán)格控制施工原材料的質(zhì)量，確保施工原材料滿(mǎn)足施工質(zhì)量要求。配置施工原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)人員，嚴(yán)格檢測(cè)進(jìn)場(chǎng)的施工原材料，深入分析橡膠粉改性瀝青混合料的使用情況，確保罩面養(yǎng)護(hù)的施工質(zhì)量與效果。在施工現(xiàn)場(chǎng)，施工單位應(yīng)妥善儲(chǔ)存施工原材料，采取有效措施消除各種不利因素的影響。

5.2 罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)的把控

5.2.1 原路面的有效處理

在罩面養(yǎng)護(hù)施工前，需先銑刨處理原路面病害路段，為提高路面面層在銑刨處理后的平整度，提高橡膠粉改性瀝青混合料罩面層與原路面二者之間的黏結(jié)性，施工單位一定要嚴(yán)格控制銑刨深度。在完成銑刨處理后，需用高壓水槍徹底清理路面面層，利用人工方法在銑刨處理后的面層表面上均勻噴灑乳化瀝青黏層油[8]。

5.2.2 橡膠粉改性瀝青混合料的拌和

在6 m3的加溫拌和罐中，利用一次性摻配法拌和橡膠粉改性瀝青混合料。首先將AH-90號(hào)瀝青加入拌和罐中，對(duì)瀝青進(jìn)行加熱，當(dāng)瀝青完全融化并且溫度上升到140～150 ℃時(shí)，需在拌和罐中緩慢投入規(guī)定劑量的橡膠粉。在整個(gè)投料過(guò)程中，嚴(yán)禁出現(xiàn)加熱、攪拌中斷現(xiàn)象，需連續(xù)進(jìn)行2 h的拌和，直到瀝青混合料中不存在離析、沉淀等現(xiàn)象時(shí)停止拌和。

5.2.3 橡膠粉改性瀝青混合料的攤鋪與碾壓

（1）攤鋪。在該公路工程攤鋪施工中，攤鋪溫度不得低于150 ℃。根據(jù)試鋪壓實(shí)成型后的水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，合理確定攤鋪厚度、松鋪系數(shù)、攤鋪速度等各種攤鋪施工參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果，攤鋪厚度確定為2～2.8 cm，攤鋪速度確定為2～3 km/h，松鋪系數(shù)確定為1.2。在整個(gè)攤鋪施工過(guò)程中，一定要嚴(yán)格控制攤鋪速度，同時(shí)選用自動(dòng)化找平設(shè)備，同步檢測(cè)攤鋪施工的平整度[9]。

（2）碾壓。在碾壓施工過(guò)程中，需配置1臺(tái)雙振壓路機(jī)、1臺(tái)16 t輪胎壓路機(jī)、2臺(tái)振動(dòng)壓路機(jī)，同時(shí)需依次進(jìn)行初壓、復(fù)壓、終壓。在整個(gè)碾壓施工過(guò)程中，一定要遵守從低到高的原則進(jìn)行碾壓施工，且需嚴(yán)格控制碾壓溫度。第一，初壓，將溫度控制在145～155 ℃之間，利用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓2～3遍；第二，復(fù)壓，利用BM-110雙振壓路機(jī)和16 t輪胎壓路機(jī)，碾壓6～8遍；第三，終壓，利用雙鋼輪壓路機(jī)，碾壓2遍，碾壓速度保持在3 km/h左右，終壓施工結(jié)束后，溫度至少達(dá)到75 ℃。

5.2.4 嚴(yán)格檢查監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)

在橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工中，應(yīng)嚴(yán)格檢查監(jiān)督施工現(xiàn)場(chǎng)。施工單位應(yīng)構(gòu)建專(zhuān)項(xiàng)管理小組，主要工作職責(zé)是檢查監(jiān)督橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工全過(guò)程的施工質(zhì)量，全程掌握罩面養(yǎng)護(hù)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工情況。為充分發(fā)揮出橡膠粉改性瀝青混合料罩面技術(shù)的使用價(jià)值，施工單位應(yīng)全程把控所有細(xì)節(jié)，通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)督、信息化巡視檢查系統(tǒng)等監(jiān)督檢查方法，收集具有使用價(jià)值的施工信息，并進(jìn)行全面分析，及時(shí)找出施工中存在的不標(biāo)準(zhǔn)、不規(guī)范問(wèn)題，保證罩面養(yǎng)護(hù)施工作業(yè)的效果與質(zhì)量[10]。

5.2.5 施工效果的檢測(cè)

在施工結(jié)束后，施工單位詳細(xì)檢測(cè)了該次工程的施工效果，包括路面摩擦系數(shù)、路面壓實(shí)度、路面構(gòu)造深度等。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果可知，利用橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，能夠有效處理原路面的病害問(wèn)題，獲取較好的施工養(yǎng)護(hù)效果，延長(zhǎng)高速公路的使用壽命。

6 總結(jié)

綜上所述，通過(guò)研究可知，在瀝青混合料中加入一定劑量的改性橡膠粉，可提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)性等。另外，摻加改性橡膠粉的操作程序并不復(fù)雜，不需配置復(fù)雜的加工設(shè)施，可在較大程度上降低施工控制難度并簡(jiǎn)化施工工藝流程，顯著提高瀝青混合料路用性能，能夠?yàn)槭┕挝猾@取更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。該文對(duì)橡膠粉改性瀝青混合料罩面養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，對(duì)高速公路的養(yǎng)護(hù)施工具有一定的借鑒作用。