橡膠瀝青路面在舊路改造隧道內的應用

張小勇

（中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710119）

與一般改性瀝青混合料相比較，加鋪后的瀝青路面的耐久性會更高，有效解決了水泥混凝土路面抗滑及行車舒適的問題。根據甬臺溫高速公路臺州段隧道建成及運營，排風設施建設比較完善，高效地解決廢氣對施工人員影響，因此被很多施工企業廣泛采用。通過對甬臺溫高速臺州段隧道內水泥混凝土路面加鋪橡膠瀝青的整個施工過程進行詳細分析，文章對本項目施工完成后的路面基本情況進行了總結上報，期望可以為同類工程項目的順利開展帶來有益幫助。

1 項目概況

國家高速G15沈海高速的核心構成成分為甬臺溫高速公路臺州段一期工程項目，全線40 km共4座隧道分別為馬鬃嶺、黃土嶺、大溪嶺及云霧嶺，全部采用水泥混凝土路面。1999年建成通車以來，經過20多年來的運營，日交通量已經達到了4萬輛左右。其中，由于重載車輛較多，使得隧道路面板塊脫空、損壞嚴重，抗滑系數降低，安全隱患大，極易發生交通事故。通過橡膠瀝青混合料加鋪，使得路面的抗滑系統發生了明顯的改變，顯著地提升了行車安全性，保證了行車的舒適度。由于橡膠瀝青混合料有以上諸多優點，本項目計劃對前三3座隧道進行橡膠瀝青加鋪施工。

2 施工前準備

2.1 下承層的準備

隧道水泥混凝土路面通車以來，隨著時間的推移導致水泥混凝土板塊出現了破碎、底部脫空使板塊活動及板塊與板塊出現錯臺等病害情況，亟需進行維修。由于本項目為鋼筋水泥混凝土路面，在處理全板裂縫時，水泥混凝土板的結構能力比較差，需要采取破碎舊板換新板的措施來處理裂縫問題。而造成水泥混凝土板結構能力破壞的主要原因為基層結構受力產生的破壞。所以，在新板鋪筑施工以前，需要先恢復基層承載能力，在此基礎上布設好拉桿和傳力桿。

2.2 目標配合比設計

原材料檢測。依據國家頒布的施工制度和標準，從工程項目原材料中選擇具有代表性的材料來篩選各類礦料，重點檢測外摻劑、礦料、橡膠瀝青、膠粉、基質瀝青的質量，使其與設計標準一致。

礦料配比確定。以礦料的篩分結果為依據來設計礦料配合比，借助電子表格完成適配操作，依據相關的規程完成礦料級配曲線的繪制。在對礦料的配比進行設計時，以橡膠混合料礦料的級配范圍為依據來完成相關的設計工作。根據以往的施工經驗，科學設置橡膠瀝青的使用劑量，將粗細級配的馬歇爾試件事先準備齊全，測定試件體積指標，將其與設計標準比較接近的一組當做設計級配。

確定設計橡膠瀝青用量。以初試橡膠瀝青用量和礦料設計級配的試驗結果為依據，結合0.5%的間隔變化，選擇4個不同的橡膠瀝青用量值，完成馬歇爾試件的制作，將每組試件的流值、穩定度、瀝青飽和度、礦料間隙度、空隙率和試件密度計算準確，同時將各項體積指標曲線繪制好。

2.3 設計生產配合比

從間歇式拌和樓角度來看，需要以二次篩分為節點，先篩分出熱料倉的礦料取樣，再以篩分結果為依據，科學計算混合料級配，使其滿足設計的標準，從而明確熱料倉的用料比例，為拌和樓控制室提供充足的原料。科學調整冷料倉的比例，還可以確保供料達到平衡的狀態，安裝角度和篩孔尺寸滿足設計的要求，確保熱料倉的供料始終處于平衡的狀態。

3 控制施工技術

3.1 橡膠瀝青生產

設備選擇。全套現場改性設備是橡膠瀝青生產的主要設備，設備的生產能力設置為15 t/h，其是我國大多數的工程項目產量要求。設備主要由中央控制室、反應釜、高速攪拌罐、基質瀝青快速升溫設備和原材料入口等組成。在原材料計量時，根據連續計量的辦法，可以自動控制輸送速度。生產設備的大小與集裝箱接近，能夠自動完成瀝青的輸入與輸出，同時還具有導熱油系統，且都是獨立的單元。拌和場的主要作用是保證改性劑堆場和設備安裝場準確，并接近拌合樓，將基質瀝青的溫度提升到生產的標準。在選擇電壓模式和電流模式時，以拌和樓輸出信號的類型為依據，為拌和樓控制室和橡膠瀝青成品輸出提供強有力的支撐。

生產流程。橡膠瀝青的生產流程如下：將基質瀝青升溫至195 ℃，升溫同時將所需橡膠粉運到指定地點；將升溫好的基質瀝青和橡膠粉等原材料按比例在生產罐內預混；將預混好的橡膠瀝青泵送至生產發育罐，攪拌孕育45~60 min。

注意事項。橡膠瀝青的生產溫度要保持在185 ℃左右，廢胎膠粉的摻量比較大時，適當的提升加工溫度，但最高溫度要控制在210 ℃以內。同時在橡膠瀝青生產過程中，應嚴格落實橡膠瀝青的技術指標，運用連續式生產加工措施，每隔一小時要抽樣檢測一次。其中在生產現場采用手持式快速粘度儀測粘度，粘度符合1.5~4.0，本項目粘度指標為大于2.8。

3.2 撒布乳化瀝青粘層及撒布應力吸收層

清理下承層表面的雜質，將改性乳化瀝青使用智能撒布車完成撒布施工，在全部破乳之后，再完成應力吸收層的撒布施工。橡膠瀝青應力吸收層指的是碎石封層類應力吸收層，單一粒徑的規格碎石是應力吸收層碎石的主要形式，將瀝青用碎石預裹蓋嚴實，使橡膠瀝青的粘結性快速提升，預裹覆集料的保存時間要控制在14天之內。這樣，既可以確保表面的瀝青膜完好無損，也不會給粘結性的效果造成任何影響。

碎石按16±2 kg/m2撒布，橡膠瀝青按照2.0~2.6 kg/m2撒布。在輪胎壓路機的碾壓施工中，碎石構成了嵌擠結構，瀝青順著碎石的縫隙向上延伸到碎石高度的3/4位置處。橡膠瀝青屬于熱灑瀝青，水泥混凝土與應力吸收間的粘結能力比乳化瀝青的粘油層大。因此，在攤鋪面層時，應力吸收層中出現嵌擠的橡膠瀝青會被二次融化掉，與面層材料融合在一起。而熱灑橡膠瀝青的過程中，能夠及時地填補好細小的裂縫，所以，該防水層的可靠性和安全性都比較高。

工程項目開始建設之前應準備充足的橡膠瀝青，碎石車橡膠瀝青溫度要保持在186 ℃左右，根據試驗路段總結的瀝青撒布量為2.2 kg/m2。撒布時起步與終止的位置，委派專業人員指揮，保證位置準確，縱向銜接相互重疊10 cm。撒布施工結束以后，使用膠輪壓路機完成碾壓施工任務。

上述施工環節全部完成后，現場實際情況詳見下圖1所示，應力吸收層表面碎石基本均勻，碎石覆蓋率85%左右，施工效果比較理想。

圖1 橡膠瀝青施工現場實物圖

3.3 瀝青砼混合料拌制

本工程項目采用邊寧荷夫BA-400-邊寧霍夫4000型間歇式瀝青拌和樓1座，最大生產能力為320 t/h，有著良好的二級除塵設備，拌和樓動力設備配為1 000 kW的發電機組，并將計算機設備配備齊全，在拌和施工時，瀝青混合料的拌和參數與傳感器測定的材料使用劑量要采取逐盤打印的方式獲取。拌合時冷料進料速度應設置為140 t/h，拌和產量要嚴格控制在160 t/h。在拌和倉中添加外摻劑以后，使其與礦料完全融合在一起，接著將橡膠瀝青濕板料加入其中，總拌和時間要控制在75 s，每盤的重量設置為3.4 t。

結合料要與瀝青拌和均勻，確保沒有明顯的色差，且色澤光滑，不會出現瀝青離析或者是結塊即可。

3.4 攤鋪瀝青混合料

攤鋪施工前，完成乳化瀝青粘層的撒布施工，待完全破乳后，開始撒布橡膠瀝青應力吸收層，高質量、高效率地完成攤鋪施工任務。在攤鋪施工的前1 h之內，將熨平板預熱，使其溫度保持在120 ℃左右。攤鋪施工時，通過使用攤鋪機半幅全寬一次性完成施工任務，攤鋪的寬度設置為12 m，攤鋪機的拼寬要保持在6 m左右。在攤鋪施工的過程中，運料車的現場待料時間要控制到最短，主要是因為混合料的溫度散失比較少，將熱量及時地傳遞到螺旋葉片、刮板、攤鋪機料斗中，使攤鋪施工溫度得到根本保證。

計算松鋪系數時，以試驗段的計算結果為主要依據，并做好橫坡度、仰角和熨平板高度的調整工作，使其與設計的標準一致。調整夯錘，強夯施工使用的夯錘為4級，使攤鋪施工的混合料密實度能夠達到八成左右。攤鋪機受料前，將油水混合液涂抹在料斗中，使得粘料問題得以高效控制。在對瀝青混合料的攤鋪溫度進行控制時，攤鋪溫度要保持在175 ℃以上，實測的瀝青混合料的攤鋪溫度基本在175~180 ℃，平均溫度為176 ℃。攤鋪機施工時，兩臺攤鋪機以梯隊的形式施工，間距要保持在10 m以內，兩幅之間的搭接寬度要保持在5 cm左右。攤鋪機位于中分帶位置，且要靠前行駛，將非接觸式平衡梁安裝在兩側，后一臺靠近路肩的攤鋪機一側傳感滑靴搭在前一幅攤鋪層面上滑行，使用平衡梁。開始攤鋪3~6 m時，用3 m直尺檢查平整度、在內外鋼絲間拉基準線檢測橫坡度，科學設置熨平板的橫坡和高度，確保兩臺攤鋪機的夯錘振動頻率、攤鋪平整度、路拱坡度、松鋪系數、攤鋪厚度和施工速度保持高度的統一。在具體施工過程中，攤鋪機每前進10 m，施工人員就要對橫坡和標高進行一次檢測，并詳細記錄松鋪厚度信息。

攤鋪機的施工速度與拌和設備的生產能力應保持一致，攤鋪施工保證連續、緩慢、勻速，中間不能出現停頓的情況。以拌和樓的產量為依據，攤鋪施工速度要控制在3 m/min以內。調整螺旋布料器兩端的自動料位器，使螺旋布料器的轉速、鏈板送料器的施工速度和料門開度一致。

3.5 壓實瀝青混合料

初壓。在初壓過程中，使用兩臺型號為DD-130的雙鋼輪振動壓路機，壓路機緊隨攤鋪機身后完成碾壓施工任務，碾壓段落要保持在20 m左右，初壓施工要從低向高，壓路機相鄰碾壓帶的重疊輪寬度設置為120 cm；振動施工時，相鄰碾壓帶重疊寬度要保持在20 cm以內；碾壓施工時，驅動輪要與攤鋪機保持同向，減少混合料的擁包和推移問題；在初壓施工時，嚴格管控出水量，應以霧狀形式為主，切忌出現漫流的情況，防止瀝青混合料的溫度出現快速降低。在碾壓施工時，瀝青混合料的內部溫度也要保持在170 ℃以上。

復壓。初壓施工完畢后，接著進行復壓施工，使用兩臺DD-130完成路面復壓施工，路面寬度要保持在1/2左右，碾壓施工時，后輪的重疊碾壓輪寬度要保持在1/2左右；復壓與初壓的施工順序一致，達到壓實度要求即可停止碾壓施工。

終壓。使用一臺DD-110雙鋼輪振動壓路機完成終壓施工，確保沒有任何的輪跡存在，做好碾壓程序和碾壓溫度的控制工作，集料顆粒不能出現壓碎的情況。

3.6 處理縱向接縫

攤鋪機熨平板的幅度要保持一致，使用熱斜接縫完成縱向接縫處理。攤鋪機以梯隊的形式施工，前面攤鋪的混合料要預留50 cm的寬度作為后續碾壓的基準面，攤鋪層重疊的寬度要保持在40 cm左右，在消除縫隙和跨接縫碾壓施工時，要以熱接縫的形式施工。攤鋪機的間距設置為10 m，將熱接處的溫度控制到最佳標準。在碾壓施工時，先碾壓縱縫，接著完成熱接施工。

4 結語

綜上所述，工程項目施工實踐證明：橡膠瀝青路面在舊路改造隧道內的應用由于其各項技術指標的獨特性，有效解決了施工過程中存在的反射裂縫和粘接等的問題，保證了瀝青混凝土路面的安全性和穩定性，提高了路面鋪裝層的使用壽命，且獲得了良好的施工效果，可以將其作為同類工程項目的參考依據。