橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

王亦章

（石家莊市交建高速公路建設(shè)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(qiáng)等，在高速公路中應(yīng)用較為廣泛[1]。 但是，瀝青路面也不是沒有缺點(diǎn)，由于設(shè)計(jì)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(huì)出現(xiàn)病害問題，如車轍、裂縫、擁包等，嚴(yán)重影響了公路的行車舒適性和安全性，同時(shí)影響整體美觀，因此，當(dāng)公路出現(xiàn)病害問題時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處治。

2 工程概況

某高速公路項(xiàng)目全長123.648 km，設(shè)計(jì)行車時(shí)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(xiàng)目為PPP 投資模式，特許經(jīng)營權(quán)時(shí)間為29 年，截至目前已投入運(yùn)營了2.5 年。 由于項(xiàng)目處于亞熱帶季風(fēng)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(shè)單位擬選用橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)處理，并重點(diǎn)對(duì)原材料設(shè)計(jì)、施工方案、質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jì)性好，且價(jià)格更低，二次利用橡膠輪胎磨制細(xì)粉，可降低廢棄物的堆放和處理，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)可節(jié)約施工成本。

主要施工過程為：在待養(yǎng)護(hù)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(shí)設(shè)備進(jìn)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(shè)計(jì)

4.1 原材料設(shè)計(jì)

4.1.1 基質(zhì)瀝青

本項(xiàng)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(shù)指標(biāo)

4.1.2 碎石

本選用高強(qiáng)度玄武巖作為碎石材料， 其主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 碎石主要技術(shù)指標(biāo)

4.1.3 橡膠粉

本項(xiàng)目所用橡膠粉主要技術(shù)指標(biāo)見表3。橡膠粉篩分級(jí)配要求見表4。

表3 橡膠粉主要技術(shù)指標(biāo)

表4 橡膠粉篩分級(jí)配要求

4.2 級(jí)配設(shè)計(jì)

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(yàn)法對(duì)橡膠瀝青混合料級(jí)配進(jìn)行設(shè)計(jì)[4]，通過室內(nèi)試驗(yàn)通過不斷調(diào)整得到最終級(jí)配見表5，油石比確定為5.43%。

表5 橡膠瀝青混合料合成級(jí)配

5 橡膠瀝青同步碎石封層施工工藝及質(zhì)量評(píng)價(jià)

5.1 施工工藝

5.1.1 施工準(zhǔn)備

施工前，需將改性劑、基質(zhì)瀝青、碎石等運(yùn)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(yīng)保持均勻性、連續(xù)性，控制好施工中的設(shè)備功率、溫度[5]。 在施工之前，還需對(duì)各項(xiàng)施工原材料進(jìn)行性能檢測，確保滿足設(shè)計(jì)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(yīng)予以廢棄處理，原材料的抽檢應(yīng)由監(jiān)理單位審核，中心實(shí)驗(yàn)室和工地實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)。 同時(shí)要提前準(zhǔn)備好各項(xiàng)施工機(jī)械設(shè)備，如運(yùn)輸車、攤鋪機(jī)、壓路機(jī)、灑水車等，施工前做好機(jī)械設(shè)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(xiàng)施工參數(shù)，包括拌和功率、溫度、時(shí)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(yīng)對(duì)拌和料質(zhì)量進(jìn)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(yīng)予以廢棄，嚴(yán)禁投入施工使用。 本項(xiàng)目施工中材料的運(yùn)輸主要為自卸車，采用“前后中”的順序進(jìn)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(yùn)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?zhàn)鳂I(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(duì)攤鋪質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 攤鋪機(jī)在作業(yè)中速率變化不得過大，自卸車與攤鋪機(jī)應(yīng)保持最佳距離，針對(duì)邊角處無法攤鋪到位的情況，應(yīng)采取人工處理的方式展開，同時(shí)應(yīng)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(jiān)硬度，級(jí)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(rèn)無誤后即可進(jìn)行碾壓施工，分初壓、復(fù)壓、終壓3 個(gè)階段進(jìn)行，所用的機(jī)械設(shè)備主要有膠輪壓路機(jī)、鋼輪壓路機(jī)等，施工過程中現(xiàn)場技術(shù)人員嚴(yán)格監(jiān)控封層碾壓的壓實(shí)度和平整度。碾壓完畢后，選擇7 d 的周期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，養(yǎng)護(hù)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(hù)。 施工完成需及時(shí)報(bào)于監(jiān)理單位和建設(shè)單位審核。

5.2 施工質(zhì)量檢測

本項(xiàng)目的橡膠瀝青同步碎石封層施工應(yīng)用結(jié)束后，需報(bào)予監(jiān)理單位驗(yàn)收，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)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(dá)標(biāo)，驗(yàn)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(yàn)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(yù)養(yǎng)護(hù)應(yīng)用中常見且頻繁，經(jīng)濟(jì)性高，養(yǎng)護(hù)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(shù)工程特性、層原材料設(shè)計(jì)以及施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行展開，采用橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)可有效修復(fù)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。