馬房北江大橋橡膠瀝青技術的應用與研發

葛晗

摘 要：橡膠瀝青路面技術是一項既變廢為寶又能提高路面使用性能的利國利民新技術。橡膠瀝青有優良的高溫性能、低溫抗變形性能和抗疲勞性能。

關鍵詞：橡膠瀝青混合料；方案設計；橋面鋪裝

前言

橡膠瀝青路面施工技術目前在國內得到迅速發展，橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細級配比例進行組合。

橡膠瀝青路面由于多采用高瀝青含量的斷級配橡膠瀝青混合料，從而具有優越的抗車轍、抗裂、抗水損害、抗疲勞等性能。

1 工程簡介

馬房北江大橋位于廣東省肇慶四會市，為一座公路鐵路兩用橋。公路雙車道寬9m，公路橋全長919.6m。

2 改造設計方案

2.1 原橋面鋪裝結構

馬房北江大橋原橋面鋪裝原結構形式：

4cm（SAC13上面層+玻璃纖維格柵+粘層）+4cm（SAC10下面層+防水粘結層+環氧富鋅底漆）。

本次大修主橋采用如下鋪裝結構：

4cm改性瀝青SAC-13型瀝青混凝土+改性瀝青防水粘結層Ⅰ+4cm改性瀝青 SAC-10型瀝青混凝土+改性瀝青防水粘結層Ⅱ+環氧富鋅底漆+正交異性鋼板。

鋪裝結構說明：

（1）本橋面鋪裝結構采用雙層改性橡膠瀝青混凝土。總鋪裝平均厚度為8cm。

（2）上面層采用4cm公稱最大粒徑為13.2mm的細粒式瀝青混凝土，采用粗集料斷級配的混合料骨架結構。

2.2 原路面狀況

馬房大橋（鋼橋）建成通車至今，期間共進行過三次全橋面鋪裝層大修。最近一次全橋鋪裝維修在2001年，由交通運輸部公路科學研究院負責橋面鋪裝結構和材料的設計。自2009年初開始，橋面瀝青鋪裝層開始出現較為明顯的病害，普遍出現坑洼不平，整個橋面鋪裝體系均出現不同程度的壞爛。全橋行車道普遍出現了裂縫、車轍、推移及坑槽。

2.3 改造設計方案

針對馬房橋鋼橋橋面板柔性偏大，加劇正交異性鋼板局部剛度不均的現狀，本項目的瀝青混凝土性能設計要求明顯高于普通瀝青混凝土：（1）由于鋼板的熱傳遞作用及鋼板與瀝青鋪裝的模量差異明顯，鋪筑與鋼橋面上的瀝青混凝土高溫穩定性要求更高；（2）對鋪裝與其上的瀝青混凝土疲勞耐久性和變形追從性要求明顯高于鋪裝路面鋪裝；（3）正交異型鋼板縱向加勁肋部位存在負彎矩，鋪筑其上的瀝青混凝土應具有較高的彎拉韌性。

3 橡膠瀝青路面技術指標

3.1 橡膠瀝青技術指標

本工程橡膠粉采用80目廢舊斜交胎粉，基質瀝青采用SBS改性瀝青，SAC-13混合料時橡膠粉的摻量為18%。

3.2 橡膠瀝青混合料技術指標

SAC13 橡膠瀝青混合料性能指標見表1。

表1 SAC13橡膠瀝青混合料級配范圍

4 橡膠瀝青加工

橡膠瀝青采用專用橡膠瀝青生產設備生產，產量為25～30t/h，每批次檢測合格（以粘度指標為主）方可投入使用。

先將改性瀝青加熱到180℃左右，再將改性瀝青和橡膠粉按確定的比例（外摻18%）同時加入橡膠瀝青混融罐中，通過快速升溫罐將混合料升溫至200℃左右，再泵入反應釜中溶脹45min～60min。橡膠瀝青的出料溫度控制在190℃左右。

將合格的橡膠瀝青直接輸送到瀝青拌和樓使用，或泵入瀝青灑布車中用于橡膠瀝青防水粘結層施工。

5 SAC13橡膠瀝青混合料施工

5.1 SAC13混合料配合比設計

5.1.1 原材料

SAC13橡膠瀝青混合料采用的原材料有輝綠巖石料（分0～3mm、5～10mm、10～15mm三種規格）、礦粉、橡膠瀝青和德蘭尼特纖維，配合比設計時對上述原材料指標進行了檢測和試驗，質量均符合設計要求。

5.1.2 目標配合比設計

（1）根據集料的篩分結果進行礦料級配設計，根據實際情況選擇油石比，分別制作馬歇爾試件，并進行相關檢驗。經適配得出SAC13礦料合成級配見表2。

表2 SAC13礦料合成級配

（2）按《公路瀝青路面施工技術規范》中熱拌瀝青混合料配合比設計方法進行設計，并按規程進行了不同瀝青含量的馬歇爾試驗，初步確定SAC13最佳瀝青用量為6.6%。

5.1.3 生產配合比設計

（1）通過拌和樓的二次篩分和目標配合比的設計結果，進行生產配合比級配組合設計。

（2）按目標配合比設計確定的最佳油石比。

（3）按確定的最佳油石比制件，浸水48小時測定殘留穩定度，結果符合規范要求。

（4）車轍試驗溫度為70℃，輪壓0.7MPa。

5.2 SAC13混合料施工

5.2.1 SAC13混合料拌和

SAC13混合料采用4000型瀝青拌和樓拌和，纖維材料由人工按礦料的4.0‰投放干拌時間15s，濕拌時間不少于40s，橡膠瀝青加熱溫度190℃，瀝青混合料出料溫度180～190℃。

5.2.2 SAC13混合料攤鋪

采用1臺ABG7820B攤鋪機攤鋪，鋪寬度為9.0m，攤鋪整幅橋面。攤鋪機行走速度控制在2m/min。

5.2.3 SAC13混合料碾壓

采用雙鋼輪壓路機和輪胎壓路機碾壓。壓路機共4臺，其中雙鋼輪振動壓路機2臺，輪胎壓路機2臺。

初壓緊跟攤鋪機碾壓，采用兩臺雙鋼輪壓路機靜壓1遍；復壓采用兩臺雙鋼輪壓路機振動碾壓3遍，兩臺輪胎壓路機碾壓3遍：終壓采用一臺雙鋼輪壓路機以靜壓方式碾壓2遍。初壓速度控制在1.5～2km/h，復壓速度控制在2.5～3.5km/h（振動），3.5～4.5km/h：終壓速度控制在2.5～3.5km/h。

5.3 SAC13路面評價

通過對混合料的級配及施工工藝優化，鋪筑的SAC13混合料整體質量較好，無泛油和離析現象。

6 結束語

馬房北江大橋橋面鋪裝工程的橡膠瀝青橋面實施基本順利，各項技術指標符合設計要求。

參考文獻

[1]楊志峰，李美江，王旭東.廢舊橡膠粉在道路工程中應用的歷史和現狀[J].公路交通科技，2005年22（7）：19-22.

[2]王旭東，李美江，路凱冀.橡膠瀝青及混凝土應用成套技術[M].北京：人民交通出版社，2008.3.

[3]北京市路政局.廢胎膠粉瀝青及混合料設計施工技術指南[M].北京：人民交通出版社，2007.12.

[4]孫大權，徐曉亮，呂偉民.橡膠瀝青生產工藝關鍵技術參數的研究[J].長沙交通學院學報，2008，24（3）：33-37.

[5]李紅兵，柳浩，董雨明等.橡膠瀝青在北京展西路路面工程中的應用[J].市政技術，2008，26（5）：442-446.

[6]曹榮吉，陳榮生.橡膠瀝青工藝參數對其性能影響的試驗研究[J].東南大學學報（自然科學版），2008，32（2）：269-273.