橡膠瀝青同步碎石封層技術在公路養(yǎng)護中的應用

王亦章

（石家莊市交建高速公路建設管理有限公司平贊分公司，石家莊 050000）

1 引言

目前，高速公路的路面多選用瀝青混凝土材料，與其他類型的路面材料相比較，瀝青路面的優(yōu)勢明顯，突出表現(xiàn)為行車舒適性高、噪聲低、平整度大、耐磨抗滑性強等，在高速公路中應用較為廣泛[1]。 但是，瀝青路面也不是沒有缺點，由于設計有一定的空隙結(jié)構(gòu)，在長期行車荷載和氣候環(huán)境影響作用下，瀝青路面難免會出現(xiàn)病害問題，如車轍、裂縫、擁包等，嚴重影響了公路的行車舒適性和安全性，同時影響整體美觀，因此，當公路出現(xiàn)病害問題時，需及時進行養(yǎng)護處治。

2 工程概況

某高速公路項目全長123.648 km，設計行車時速為80 km/h和100 km/h，采用瀝青混凝土路面，整體式路基橫斷面寬度為27.0 m，主線為雙向四車道，匝道為雙向兩車道。該高速公路項目為PPP 投資模式，特許經(jīng)營權時間為29 年，截至目前已投入運營了2.5 年。 由于項目處于亞熱帶季風氣候區(qū)，全年降雨主要分布于6～10 月，且降雨量較大，加上常年重載車輛居多，各種因素影響下使既有瀝青混凝土路面已局部出現(xiàn)多處病害問題，如車轍、裂縫、擁包等。 根據(jù)病害事故調(diào)查，除天氣、行車等因素影響外，還存在趕工通車以及冬季施工等原因。 因此，為提高公路行車舒適度和平整度， 建設單位擬選用橡膠瀝青同步碎石封層技術進行路面養(yǎng)護處理，并重點對原材料設計、施工方案、質(zhì)量檢查標準等方面分析。

3 橡膠瀝青同步碎石封層的工程特性

橡膠瀝青相較于傳統(tǒng)的基質(zhì)瀝青或高聚物改性瀝青，高溫性能更加優(yōu)異，耐久性和穩(wěn)定性也較好，可有效包裹于礦石集料表面，提升瀝青混合料的路用性能，在高溫環(huán)境中應用效果較好。 另外，與高聚物改性劑相比，橡膠粉顆粒的來源廣，經(jīng)濟性好，且價格更低，二次利用橡膠輪胎磨制細粉，可降低廢棄物的堆放和處理，保護環(huán)境的同時可節(jié)約施工成本。

主要施工過程為：在待養(yǎng)護的既有路面上直接灑布橡膠改性瀝青和一定粒徑的碎石顆粒，再采用攤鋪、壓實設備進行均勻連續(xù)不斷施作，最后形成碎石層[2]。 一般來說，在橡膠瀝青同步碎石封層施工中用到的膠結(jié)料量約2 kg/m2，另外，碎石用量約22 kg/m2[3]。

4 橡膠瀝青同步碎石封層配合比設計

4.1 原材料設計

4.1.1 基質(zhì)瀝青

本項目選用東海牌70#瀝青作為基質(zhì)瀝青，其檢測結(jié)果見表1。

表1 基質(zhì)瀝青主要技術指標

4.1.2 碎石

本選用高強度玄武巖作為碎石材料， 其主要技術指標見表2。

表2 碎石主要技術指標

4.1.3 橡膠粉

本項目所用橡膠粉主要技術指標見表3。橡膠粉篩分級配要求見表4。

表3 橡膠粉主要技術指標

表4 橡膠粉篩分級配要求

4.2 級配設計

為提高橡膠瀝青路面鋪筑整體質(zhì)量， 確保瀝青路面的使用性能， 決定采用經(jīng)驗法對橡膠瀝青混合料級配進行設計[4]，通過室內(nèi)試驗通過不斷調(diào)整得到最終級配見表5，油石比確定為5.43%。

表5 橡膠瀝青混合料合成級配

5 橡膠瀝青同步碎石封層施工工藝及質(zhì)量評價

5.1 施工工藝

5.1.1 施工準備

施工前，需將改性劑、基質(zhì)瀝青、碎石等運至現(xiàn)場，并采取防塵防潮措施需完善，確保材料質(zhì)量。 拌和橡膠改性瀝青混合料的過程應保持均勻性、連續(xù)性，控制好施工中的設備功率、溫度[5]。 在施工之前，還需對各項施工原材料進行性能檢測，確保滿足設計及規(guī)范要求，可較好地投入施工使用，檢測不合格的原材料應予以廢棄處理，原材料的抽檢應由監(jiān)理單位審核，中心實驗室和工地實驗室主導。 同時要提前準備好各項施工機械設備，如運輸車、攤鋪機、壓路機、灑水車等，施工前做好機械設備調(diào)試，確保施工過程中不出現(xiàn)任何故障，影響施工的連續(xù)和安全。

5.1.2 拌和施工

提前調(diào)試好拌和樓各項施工參數(shù)，包括拌和功率、溫度、時間等，均勻投放集料、瀝青、礦粉等材料后開啟拌和作業(yè)，現(xiàn)場應對拌和料質(zhì)量進行抽檢，目測花白料數(shù)量，減少橡膠瀝青混合料拌和中離析的產(chǎn)生， 出現(xiàn)的花白料、 離析料應予以廢棄，嚴禁投入施工使用。 本項目施工中材料的運輸主要為自卸車，采用“前后中”的順序進行裝料處理，避免混合料在車廂內(nèi)堆積產(chǎn)生集料離析。

5.1.3 攤鋪施工

運至施工現(xiàn)場后立即開展封層施工， 首先的環(huán)節(jié)是攤鋪作業(yè)，控制好攤鋪溫度和速率，由于有橡膠瀝青的存在，其黏度較大，施工過程需對攤鋪質(zhì)量進行實時監(jiān)控。 攤鋪機在作業(yè)中速率變化不得過大，自卸車與攤鋪機應保持最佳距離，針對邊角處無法攤鋪到位的情況，應采取人工處理的方式展開，同時應防止瀝青產(chǎn)生老化，影響整體的封層施工質(zhì)量。 采用同步封層同步灑布瀝青改性瀝青和碎石， 過程中不得破壞碎石礦料的粗糙度和堅硬度，級配保持統(tǒng)一。

5.1.4 碾壓施工

橡膠瀝青同步碎石封層攤鋪施工完畢后， 監(jiān)理工程師確認無誤后即可進行碾壓施工，分初壓、復壓、終壓3 個階段進行，所用的機械設備主要有膠輪壓路機、鋼輪壓路機等，施工過程中現(xiàn)場技術人員嚴格監(jiān)控封層碾壓的壓實度和平整度。碾壓完畢后，選擇7 d 的周期進行養(yǎng)護處理，養(yǎng)護過程中做好質(zhì)量管控和維穩(wěn)措施，半幅通車半幅養(yǎng)護。 施工完成需及時報于監(jiān)理單位和建設單位審核。

5.2 施工質(zhì)量檢測

本項目的橡膠瀝青同步碎石封層施工應用結(jié)束后，需報予監(jiān)理單位驗收，嚴格按照相關規(guī)范和標準來執(zhí)行，具體見表6，質(zhì)量檢測結(jié)果參照表7。 可以得出，本項目的碎石封層施工質(zhì)量良好，抗滑性、耐磨性以及防滲性均達標，驗收合格。

表6 橡膠瀝青同步碎石封層施工質(zhì)量檢測

表7 試驗路段橡膠瀝青同步碎石封層施工檢測結(jié)果

6 結(jié)語

同步碎石封層在高速公路瀝青路面預養(yǎng)護應用中常見且頻繁，經(jīng)濟性高，養(yǎng)護維修快速，受天氣環(huán)境影響程度低，施工效率高， 可在不影響既有車道正常通行的情況下開展施工，且質(zhì)量把控難度低。本文圍繞橡膠瀝青同步碎石封層技術工程特性、層原材料設計以及施工技術要點進行展開，采用橡膠瀝青同步碎石封層技術可有效修復改善瀝青路面病害問題，提高瀝青路面的平整度和抗滑性能，施工質(zhì)量良好，值得推廣。