橡膠瀝青在道路建設(shè)及養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用

張肅軍

【摘 要】裂縫已成為公路主要病害之一，特別是甘肅河西地區(qū)，裂縫密度較大，是造成水損壞的主要因素。橡膠瀝青碎石封層和橡膠瀝青混凝土的運(yùn)用，改善路面使用功能，延長路面使用壽命，有效的減緩原有裂縫的反射，而且對于路面橋面封水效果明顯，預(yù)防水損壞的發(fā)生。廢胎膠粉的利用，減輕廢輪胎帶來的環(huán)境壓力，符合我國當(dāng)前建設(shè)節(jié)約型社會和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策。應(yīng)大力推廣該技術(shù)在道路工程建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】橡膠瀝青加工；橡膠瀝青碎石封層；橡膠瀝青混凝土路面；技術(shù)運(yùn)用

在全社會推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的前提下，交通系統(tǒng)已將材料節(jié)約與循環(huán)利用列為有力的技術(shù)支撐，大力推廣路面再生技術(shù)、新材料、新技術(shù)和新工藝的運(yùn)用，為交通建設(shè)資源的高效利用和循環(huán)利用提供示范。橡膠瀝青技術(shù)的運(yùn)用，不僅可以提高廢舊輪胎的利用，而且運(yùn)用范圍廣，適合與瀝青路面的各結(jié)構(gòu)層。廢輪胎粉碎成膠粉在瀝青路面結(jié)構(gòu)中使用，是世界上公認(rèn)的環(huán)保再生利用的手段之一，也符合我國當(dāng)前發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源再生利用的國策，橡膠瀝青技術(shù)的運(yùn)用已逐步走向成熟，運(yùn)用范圍在不斷的擴(kuò)大。

1 工程概況

工程實(shí)施路段位于連（云港）霍（爾果斯）高速G30在酒泉境內(nèi)SK2522-SK2528區(qū)間。該地區(qū)屬中溫帶干旱氣候區(qū)，氣候主要特點(diǎn)是降雨少、蒸發(fā)量大、日照長、晝夜溫差顯著、冬春季節(jié)不太明顯，夏季炎熱而冬季寒冷，風(fēng)大砂多，植被稀少，具有典型的大陸性荒漠氣候特征。根據(jù)氣象資料統(tǒng)計(jì)，多年平均氣溫6.9℃，極端最高氣溫38.4℃，極端最低氣溫-31.6℃。多年平均降水量63.3-86.7mm，在全國公路氣候自然分區(qū)中屬于西北干旱Ⅵ區(qū)。本項(xiàng)目原設(shè)計(jì)路面為瀝青混凝土路面，上面層為5cm中粒式瀝青混凝土，下面層為7cm粗粒式瀝青混凝土，基層為30cm為水泥穩(wěn)定砂礫，底基層采用20cm水泥穩(wěn)定砂礫。路基總寬度為25.5m，單向行車道寬度為11m。工程實(shí)施路段處于戈壁路段，存在集料剝落，瀝青老化等問題，存在最大病害為裂縫，平均間距為8m，都為橫向貫通基層反射裂縫，裂縫寬度為2.5mm左右。本次施工對原有路面裂縫進(jìn)行灌封處理后，實(shí)施1cm熱熔橡膠瀝青碎石封層，加鋪5cm橡膠瀝青碎石封層。

2 橡膠瀝青的加工

2.1 膠粉加工

使用子午胎40目膠粉，通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)達(dá)到技術(shù)要求。

2.2 橡膠瀝青加工設(shè)備標(biāo)定

對橡膠瀝青加工設(shè)備計(jì)量設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。膠粉的計(jì)量稱重設(shè)備，瀝青泵的計(jì)量，反應(yīng)釜的稱重設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定。在實(shí)際的加工過程中，隨機(jī)抽取數(shù)據(jù)，對膠粉稱重?cái)?shù)據(jù)和瀝青計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行抽查驗(yàn)證。在每天工作結(jié)束后，根據(jù)反應(yīng)釜的稱重設(shè)備總數(shù)據(jù)驗(yàn)證瀝青和膠粉數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.3 橡膠瀝青加工過程

（1）本次施工橡膠瀝青加工采用現(xiàn)場加工，保證橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)的穩(wěn)定性。

（2）在加工過程中，主要是溫度的掌握。在基質(zhì)瀝青貯存罐加熱溫度仍需遵守170℃-180℃的要求，在注入橡膠瀝青加工罐后繼續(xù)升溫，橡膠瀝青加工罐加熱設(shè)備可快速升溫，配備有大功率燃燒器，避免基質(zhì)瀝青長時(shí)間高溫所造成的老化問題。在橡膠瀝青混合罐內(nèi)溫度應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)180℃旋轉(zhuǎn)黏度3.0的要求，控制在190℃-200℃之間。

（3）在橡膠瀝青加工混合后，始終保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，在混合罐和反應(yīng)釜內(nèi)，裝有臥式攪拌器，避免膠粉的沉淀。采用的間歇式攪拌設(shè)備，在反應(yīng)釜內(nèi)攪拌反應(yīng)時(shí)間不少于1小時(shí)。

2.4 橡膠瀝青的指標(biāo)檢測

（1）橡膠瀝青核心指標(biāo)是：針入度、軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)及黏度。關(guān)鍵指標(biāo)為黏度。黏度也是隨時(shí)需要根據(jù)溫度檢測的指標(biāo)。

（2）在橡膠瀝青黏度的檢測中，避免對橡膠瀝青進(jìn)行二次加熱后測定黏度，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，二次加熱比現(xiàn)場測定黏度偏低0.3-0.5Pa.s，對黏度的檢測應(yīng)以現(xiàn)場反應(yīng)釜內(nèi)使用便攜式黏度測定儀。

（3）檢測過程中應(yīng)該注意溫度的影響，溫度偏高，黏度值較低，溫度偏低，黏度值較高。這也是在以后的施工中控制溫度的原因。

3 瀝青碎石封層

1）對橡膠瀝青撒布車和碎石灑布車進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。

2）對原路面進(jìn)行清掃和灌縫處置。

3）采用單粒徑9.5-13.2mm石料灑布，根據(jù)單位面積滿鋪后的質(zhì)量，按照灑布面積達(dá)到60%的要求，確定灑布量為12kg/m2。在灑布前對石料在拌合樓進(jìn)行加熱，溫度控制在120℃。

4）瀝青灑布車按照2kg/m2標(biāo)定。根據(jù)灑布前和灑布后的過磅質(zhì)量差，和路面灑布數(shù)量，對灑布量進(jìn)行校正。

4 橡膠瀝青混凝土的生產(chǎn)

本工程使用瑪璉尼3000型拌合樓生產(chǎn)ARHM13（W）型瀝青混合料。

4.1 目標(biāo)配合比（表1、表2）

采用間斷級配，控制2.36-4.75mm規(guī)格的石料用量。

4.2 生產(chǎn)配合比

首先對拌合樓進(jìn)行計(jì)量稱的標(biāo)定。然后確定延遲誤差和噴油誤差。由于拌合樓所有倉門都為液壓裝置，在計(jì)量稱達(dá)到設(shè)定值時(shí)，液壓閥傳感器收到信號開始關(guān)閉倉門，在倉門關(guān)閉時(shí)間還會有石料落入，此落入量就為延遲誤差值，誤差值和料倉里存貯石料的重量有很大關(guān)系，存貯料越多，倉門關(guān)閉時(shí)，由于重力作用流入量越大，所以在配合比的驗(yàn)證過程中，要保持拌合樓的生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定性。拌合料場具體程序如下：

1）根據(jù)目標(biāo)配合比，確定冷料倉比例，10-15mm：5-10mm：0-3mm=46%：19.6%：28.4%，根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量比，調(diào)整冷料倉調(diào)速電機(jī)的功率。

2）待加熱滾筒溫度恒定后，冷料倉開始供料。

3）熱料倉存貯量達(dá)到60%后，關(guān)閉冷料倉，對各個熱料倉石料進(jìn)行篩分，確定單級配篩分。

4）連續(xù)生產(chǎn)過程中，逐步調(diào)整粉煤機(jī)調(diào)速電機(jī)功率，使加熱滾筒溫度恒定達(dá)到190℃-200℃。確定調(diào)速電機(jī)的功率。

根據(jù)熱料倉單級配重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，達(dá)到目標(biāo)配合比的級配要求。

5）重新開始拌合樓標(biāo)定，在拌合樓按照熱料倉配合比進(jìn)行設(shè)置，冷料倉開始供料，熱料按照試驗(yàn)配比生產(chǎn)，統(tǒng)計(jì)每一盤實(shí)際的稱量值和設(shè)置值之間的差值，并逐步調(diào)整拌合樓修正值，使實(shí)際稱量值達(dá)到目標(biāo)配比值。

6）觀測熱料倉的存貯量，逐步調(diào)整冷料倉供給，達(dá)到拌合樓溢料孔無溢料，熱料倉存儲量恒定后，確定冷料倉的供給比例。對拌合出的混合料進(jìn)行取樣篩分。

7）根據(jù)篩分結(jié)果對照目標(biāo)配比曲線，確定篩分曲線和目標(biāo)配比曲線之間的凸凹點(diǎn)的峰值，并取中間值，進(jìn)行每檔料的調(diào)整。

根據(jù)調(diào)整后的比例，再次拌合樓生產(chǎn)，再次篩分，直到接近目標(biāo)配合比。

8）對拌合樓利用廢料拌合，確定噴油誤差，逐步調(diào)整修正值，使實(shí)際噴油量達(dá)到設(shè)置值。

9）拌合樓開始試拌，加熱骨料、加入礦粉和橡膠瀝青，連續(xù)生產(chǎn)后取樣，在試驗(yàn)室采用馬歇爾試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)等技術(shù)參數(shù)的檢測。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整配合比、油石比和礦粉用量。直至到達(dá)目標(biāo)要求。

5 橡膠瀝青混凝土路面

本項(xiàng)目實(shí)施原路面加鋪5cmARHM13（W）瀝青混凝土。

5.1 試驗(yàn)段鋪筑

確定鋪筑300m試驗(yàn)路段。

5.1.1 施工準(zhǔn)備

1）人工：25人。

2）機(jī)械：三一重工攤鋪機(jī)兩臺，安裝均衡梁具有自動找平功能。YZC12雙鋼輪壓路機(jī)5臺，自卸車12輛。

3）根據(jù)3000型拌合樓產(chǎn)量確定為120t/h，運(yùn)距25km，試驗(yàn)段總用量400t，初設(shè)攤鋪機(jī)速度為3m/min，待攤鋪機(jī)前運(yùn)料車到達(dá)6輛開始鋪筑。

5.1.2 施工過程

1）攤鋪機(jī)提前一小時(shí)加熱熨平板，溫度達(dá)到100℃以上。

2）壓路機(jī)提前注滿水箱。

3）兩臺攤鋪機(jī)前后間距不超過10m。

4）一臺攤鋪機(jī)組合兩臺壓路機(jī)，初壓壓路機(jī)需緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，復(fù)壓也須及時(shí)高溫壓實(shí)。壓路機(jī)噴水量不易過大，以不粘輪為宜。

5）混合料出料溫度控制在180℃-200℃，溫度控制均衡。

6）初壓溫度不宜低于155℃；復(fù)壓溫度不宜低于135℃；終壓溫度不宜低于90℃。壓實(shí)應(yīng)該盡可能高溫條件下進(jìn)行。

5.1.3 試驗(yàn)段總結(jié)

通過試驗(yàn)段鋪筑，對瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、高溫穩(wěn)定性、路面抗滑性能、鉆芯取樣檢測、混合料級配和路面滲水等試驗(yàn)，經(jīng)過檢測均符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。可以進(jìn)行下一步組織施工。

5.2 項(xiàng)目工程鋪筑

按照試驗(yàn)段路面施工方法，組織進(jìn)行G30酒泉境內(nèi)SK2522-SK2528區(qū)間路面鋪筑。

6 結(jié)束語

以上為施工環(huán)節(jié)的控制要素和施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，鋪筑后的路面已進(jìn)入寒冬期，截止目前未出現(xiàn)裂縫和水損壞。在橡膠瀝青混凝土的運(yùn)用中應(yīng)嚴(yán)格技術(shù)指標(biāo)，不僅可以有效解決G30嘉安高速公路出現(xiàn)的密集裂縫，改善路面使用功能，延長路面使用壽命，而且減輕廢輪胎帶來的環(huán)境壓力，應(yīng)推廣該橡膠瀝青技術(shù)在工程建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]公路工程質(zhì)量檢測評定標(biāo)準(zhǔn)[S].人民交通出版社，2005.01.

[4]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].人民交通出版社，2011.12.

[責(zé)任編輯：王楠]