橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)在國道G210路面養(yǎng)護中的應(yīng)用

作者簡介：葉瓊瓏（1982—），工程師，主要從事公路養(yǎng)護工程施工工作。

摘要：為了克服傳統(tǒng)薄層罩面的缺點，文章以國道G210廣西河池K2730+600～K2733+226段為依托工程，對該路段鋪設(shè)的2.626 km厚度為4.0 cm的ARAC-16橡膠瀝青混合料薄層罩面進行了研究，設(shè)計了橡膠瀝青混合料的級配形式，進行了水穩(wěn)定性試驗、車轍試驗，并在試鋪后進行了路面檢測。結(jié)果表明，應(yīng)用橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)的路面具有良好的構(gòu)造深度、滲水率、壓實度和抗滑性能，經(jīng)后期跟蹤觀測，此次施工養(yǎng)護具有可行性，有效延長了該段公路的使用壽命。

關(guān)鍵詞：橡膠瀝青混合料；薄層罩面；公路路面；養(yǎng)護

中圖分類號：U418.6A280924

0 引言

隨著公路使用年限的不斷增加，路面會出現(xiàn)開裂、平整度受損、抗滑性能下降等不同形式的病害，對行車安全帶來不利影響，因此，要通過維修養(yǎng)護對路面進行處理，延長其使用壽命。工程實踐表明，橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)憑借其優(yōu)異性能在公路路面養(yǎng)護施工中被廣泛應(yīng)用。為推動養(yǎng)護技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，本文圍繞國道G210廣西河池K2730+600～K2733+226段的實際情況，對橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)的應(yīng)用進行研究。

1 工程概況

國道G210北起內(nèi)蒙古包頭市，南至廣西南寧，路線全長3 097 km。經(jīng)對廣西河池K2730+600～K2733+226段的舊路面進行調(diào)查，路面全部為水泥混凝土路面，路基為36 cm水泥穩(wěn)定碎石，狀況基本良好，有少量沉陷、裂縫等病害，適合開展預(yù)防性養(yǎng)護工作。該路段修建于2003年，路面寬度為15 m，道路等級為二級公路，擔負著大量的交通任務(wù)。經(jīng)研究決定，本項目采用厚度為4.0 cm的ARAC-16橡膠瀝青混合料薄層罩面，總體厚度較薄，以改善舊路面表面性能。

2 橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)機理

薄層罩面是一種超薄瀝青混凝土磨耗層技術(shù)，主要用于高等級瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護和輕微病害的矯正性養(yǎng)護。在施工過程中，利用攤鋪機就可同步完成改性瀝青噴灑和熱瀝青混合料攤鋪，再經(jīng)過鋼輪壓路機的碾

壓，輕微病害路面即可煥然一新。橡膠瀝青混合料是采用廢舊橡膠粉摻入到道路石油瀝青中，由于橡膠分子具有彈性、無黏性和不可塑性等特性，將橡膠顆粒應(yīng)用于瀝青混合料中，橡膠顆粒會吸收油分而溶脹，并且均勻分散在瀝青基質(zhì)中，從而得到結(jié)構(gòu)變化改性、增強作用改性和相容性改性的橡膠瀝青混合料。橡膠顆粒的摻入可使瀝青混合料具有良好的高低溫、抗疲勞、抗老化、抗水損害等性能，從而保證橡膠瀝青混合料薄層罩面施工質(zhì)量。

3 橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)在國道G210路面養(yǎng)護中的應(yīng)用

3.1 橡膠瀝青混合料設(shè)計

混合料的原材料采用橡膠瀝青結(jié)合料、玄武巖集料和石灰?guī)r礦粉。其中橡膠瀝青結(jié)合料的橡膠屑含量為25%，集料和礦粉符合行業(yè)規(guī)范要求^［1］。橡膠瀝青結(jié)合料性能指標如表1所示。

分別選取不同瀝青結(jié)合料用量（7.0%、7.2%、7.5%）進行馬歇爾試驗，通過試驗測定其毛體積密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等指標^［2］，具體如表2～4所示。

由表2數(shù)據(jù)得出采用7.0%的瀝青作為此次混合料的配合比設(shè)計。礦料級配設(shè)計如圖1所示。

通過對以上配合比生產(chǎn)的瀝青混合料進行試拌、試鋪，并取樣進行水穩(wěn)定性試驗，相關(guān)結(jié)果數(shù)據(jù)如表5所示。

12.15611.76597.240.702 80.613 886.27

由表5得知，橡膠瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和劈裂強度較高，橡膠粉顆粒增強了結(jié)合料與礦料之間的粘結(jié)強度，使混合料具有良好的抗水損害性能。同時，為驗證混合料的高溫穩(wěn)定性，制備兩個平行試樣對其進行車轍試驗，數(shù)據(jù)結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，試樣1和試樣2在碾壓初始階段的變形率快速上升，但隨著碾壓次數(shù)的增多曲線斜率變化減緩，說明兩個試樣抗車轍性能基本相同。

3.2 國道G210路面養(yǎng)護

3.2.1 機械設(shè)備

本工程使用自卸運輸車4臺、履帶式攤鋪機2臺、小型雙鋼輪壓路機1臺、大型雙鋼輪振動壓路機1臺。

3.2.2 拌和

在混合料拌和期間，工作人員必須嚴格按照配合比設(shè)計執(zhí)行拌和，混合料的拌和溫度及時間要求見表6。混合料拌和完畢之后，要對出場的成品料進行表觀檢查，如發(fā)現(xiàn)成品料有花白、糊料現(xiàn)象，停止出料；表觀合格后，再取樣檢測密度、空隙率、穩(wěn)定度等性能指標，發(fā)現(xiàn)指標不符合規(guī)范要求的，應(yīng)及時聯(lián)系拌和站，及時停止出料，并分析原因予以解決^［3］。

3.2.3 運輸

混合料運輸車輛選用大噸位自卸車輛，車輛數(shù)與生產(chǎn)能力、攤鋪機的數(shù)量相配，避免現(xiàn)場等料、耽誤攤鋪進度的現(xiàn)象發(fā)生。在裝料時，車輛要分次裝料，并改變汽車裝料位置，目的是減少混合料發(fā)生離析。為保證混合料到場溫度，運輸途中采用苫布覆蓋；到現(xiàn)場后，安排專人檢測混合料溫度，應(yīng)≥170 ℃。運料車進場后，應(yīng)倒車停在攤鋪機工作位置前1～2 m，攤鋪機頂住運料車同步行進，緩慢卸料。待運料車全部傾倒干凈，再進行下一個循環(huán)作業(yè)過程。若混合料有剩余，應(yīng)及時清除^［4］。

3.2.4 鋪筑

為滿足交通需求，采用半幅式施工。攤鋪設(shè)備選用履帶式攤鋪機，攤鋪機的熨預(yù)平板要事先墊木板，并預(yù)熱熨平板，控制其溫度gt;100 ℃^［5］。攤鋪時，攤鋪寬度宜lt;7 m。由同一臺攤鋪機實施攤鋪。攤鋪厚度由非接觸式平衡梁控制。攤鋪作業(yè)過程中，攤鋪機速度控制在1～3 km/h，保持均勻、緩慢行進，并時刻檢查攤鋪層厚度、路拱及橫坡。

3.2.5 碾壓

整個碾壓過程分為初壓、復(fù)壓與終壓三個階段。初壓時，壓路機緊跟混合料攤鋪機進行作業(yè)，避免橡膠瀝青混合料降溫過大，壓實效果不理想。采取雙鋼輪壓路機靜壓1遍，然后再振壓3遍^［6］。在碾壓過程中，壓路機從下坡角向上坡角進行碾壓，為了避免產(chǎn)生混合料推移、開裂，碾壓長度不宜過大，相鄰碾壓帶重疊≥20 cm，碾壓溫度gt;155 ℃。如遇超高路段，從低端逐步向高端碾壓。復(fù)壓時，使用雙鋼輪壓路機進行振動碾壓3遍，碾壓溫度gt;135 ℃。終壓時，選擇小型雙鋼輪壓路機靜壓2遍，碾壓溫度gt;90 ℃，做好路面收光工作^［7］。在初壓、復(fù)壓與終壓三個階段中，碾壓輪應(yīng)保持清潔，碾壓工作時刻保持緊跟、慢壓的原則。溫度與速度控制要求見表7。

3.2.6 路面檢測

施工完畢后，按照驗收評定相關(guān)要求，對K2731+100～K2731+700段進行檢測，檢測內(nèi)容包括構(gòu)造深度、滲水率、壓實度和抗滑性能，檢測結(jié)果數(shù)據(jù)見表8。抗滑性能檢測選用擺式摩擦系數(shù)測定儀，根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTGE60-2008），測定路段潮濕狀態(tài)下的抗滑值^［8］。測試時，路面溫度為35 ℃，溫度修正值ΔBPN取+5。抗滑性能測試結(jié)果見表9。

由表8數(shù)據(jù)可知，構(gòu)造深度和滲水率兩項指標處于平衡狀態(tài)，結(jié)果數(shù)據(jù)滿足SMA技術(shù)的要求；壓實度gt;98%，證明碾壓及時充分，此次橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)效果理想。

由表9數(shù)據(jù)可知，溫度修正之后，抗滑修正值均gt;55，表明該路段經(jīng)橡膠瀝青混合料薄層罩面養(yǎng)護后抗滑性能良好。

3.2.7 交通開放

橡膠瀝青路面壓實、自然冷卻完畢之后，待路面溫度lt;50 ℃時，開放交通通行。

4 跟蹤觀測

K2730+600～K2733+226段養(yǎng)護工程于2019年7月正式完工通車，為驗證隨時間變化橡膠瀝青薄層罩面的性能的變化，2020年4月，對該段養(yǎng)護路面進行跟蹤觀測。（1）路面外觀：通車10個月后，對路面外觀進行觀測，未發(fā)現(xiàn)病害現(xiàn)象。原裂縫路段也未出現(xiàn)反射裂縫，狀況良好，表明此次橡膠瀝青混凝土薄層罩面施工抵抗反射裂縫成功。（2）抗滑性能：抗滑性能直接關(guān)系道路行車安全，是重要的使用性能評價指標之一。同前文方法，對使用10個月后的路面進行抗滑性能測試，得出使用后的抗滑系數(shù)，與通車使用前的抗滑系數(shù)進行對比，數(shù)據(jù)見表10。

由表10數(shù)據(jù)可以看出，該養(yǎng)護路段經(jīng)通車使用10個月后，抗滑系數(shù)最大減小4，衰減緩慢。

5 結(jié)語

薄層罩面技術(shù)是一種性能優(yōu)良的路表施工技術(shù)，而橡膠瀝青混合料是薄層罩面技術(shù)的理想材料，兩者結(jié)合可以更高效地解決公路路面預(yù)防性養(yǎng)護工作中遇到的一些問題。本文依托于國道G210廣西河池K2730+600～K2733+226段養(yǎng)護工程，得出以下結(jié)論：

（1）該路段原有路面整體結(jié)構(gòu)完整，面層存在輕微病害，可以使用橡膠瀝青混合料薄層罩面養(yǎng)護技術(shù)進行預(yù)防性養(yǎng)護，故采用4.0 cm厚ARAC-16橡膠瀝青混凝土薄層罩面方案。

（2）為確保橡膠瀝青混凝土薄層罩面的應(yīng)用效果，要根據(jù)施工項目實際情況，通過馬歇爾試驗方法確定配合比，在施工過程中，嚴格控制拌和、運輸、攤鋪、碾壓等工序，確保施工質(zhì)量良好。由于橡膠瀝青混合料比普通瀝青混合料的粘結(jié)性強，嚴禁將多余的混合料撒在攤鋪面上。

（3）經(jīng)項目現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)得知，構(gòu)造深度、滲水率、壓實度和抗滑系數(shù)均滿足要求；通過跟蹤觀測可知，抗滑系數(shù)最大減小4，衰減緩慢，證明ARAC-16橡膠瀝青混合料薄層罩面技術(shù)在國道G210廣西河池K2730+600～K2733+226段養(yǎng)護工程中的應(yīng)用取得了良好的效果。

參考文獻

［1］周城波，徐 健，陳先華.排水性薄層罩面材料設(shè)計與性能研究［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2022，19（1）：13-17，33.

［2］李 攀.橡膠瀝青混合料薄層罩面施工施工技術(shù)［J］.黑龍江交通科技，2021，44（1）：59-60.

［3］曹建新，張京鋒，任 民.高性能薄層罩面在瀝青路面預(yù)養(yǎng)護中的應(yīng)用［J］.筑路機械與施工機械化，2020，37（9）：76-82.

［4］張 虎.SAC薄層罩面在連霍高速商丘段養(yǎng)護工程中的應(yīng)用研究［D］.重慶：重慶交通大學，2020.

［5］張京鋒，梁 豪，陳 功，等.橡膠瀝青在薄層罩面中的應(yīng)用研究［J］.市政技術(shù)，2020，38（2）：17-20.

［6］王景艷.橡膠瀝青混合料薄層罩面施工技術(shù)研究［J］.交通世界，2019（30）：74-75，77.

［7］王 旭.薄層罩面技術(shù)在黑龍江地區(qū)路面養(yǎng)護中的應(yīng)用研究［Z］.黑龍江省公路科學研究院，2019.

［8］杜宇兵，柴明明，李雪毅，等.薄層罩面瀝青膠結(jié)料性能試驗研究［J］.公路，2017，62（6）：291-296.