談橡膠瀝青混凝土路面施工技術(shù)

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摘要：為了響應(yīng)國家廢棄資源再利用的號召，將廢舊橡膠輪胎研磨制成不同粒徑的粉狀顆粒，并將其應(yīng)用到瀝青路面中，提高了路面的路用性能。文章從原材料的選取、配合比的設(shè)計、拌和、運輸、攤鋪和碾壓等各個施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點，深入分析了橡膠瀝青混凝土路面施工的關(guān)鍵技術(shù)，最后結(jié)合實際工程施工段，總結(jié)出了橡膠瀝青和混合料的制備、運輸與施工過程中需注意的要點，為橡膠瀝青混凝土路面的設(shè)計和施工奠定了強有力的支撐和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：廢舊輪胎；橡膠粉；瀝青混凝土路面；空隙率；施工溫度

1引言

自十三五規(guī)劃以來，我國的經(jīng)濟快速提升，汽車工業(yè)也得到了快速的發(fā)展，這也造成大量廢舊輪胎的產(chǎn)生。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年大約產(chǎn)生2×108條廢舊輪胎。廢舊輪胎難降解，長期堆積極易引起火災(zāi)，如圖1和圖2所示。截至2020年，我國廢舊輪胎預(yù)計達(dá)到2000×104噸，廢舊輪胎的“污染”問題日益嚴(yán)重。就技術(shù)而言，將廢舊的輪胎加工成橡膠粉運用在道路工程建設(shè)之中完全可行而且可提高工程質(zhì)量，廢舊的輪胎橡膠粉大量的使用具有環(huán)境、經(jīng)濟和實用三重價值。橡膠瀝青是將橡膠粉加入到瀝青中進(jìn)行改性，橡膠瀝青在選材和選制備時可以貫徹資源循環(huán)利用和節(jié)能的理念。公路工程用量大，因此將廢舊輪胎應(yīng)用到瀝青混凝土中對瀝青的生產(chǎn)和廢舊輪胎的處理均具有重大的意義。我國相應(yīng)政策方面也對橡膠瀝青的推廣應(yīng)用提供了大量的支持，例如《建設(shè)低碳交通運輸體系指導(dǎo)意見》中“綠色循環(huán)低碳公路建設(shè)”相關(guān)主題以及國家低碳交通運輸體系的相關(guān)政策。橡膠瀝青混凝土路面與普通瀝青混凝土路面實體工程見圖3和圖4。橡膠瀝青是將廢舊的橡膠顆粒加入到基質(zhì)瀝青當(dāng)中先后發(fā)生溶脹、網(wǎng)絡(luò)填充和交聯(lián)或降解一系列反應(yīng)，從而制備出改性瀝青。相對于基質(zhì)瀝青，橡膠瀝青不但具有環(huán)境友好性，在其性能上，同樣具有較大的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：橡膠瀝青改善了瀝青的黏附性、提高了抗磨性、抗車轍性及和耐久性，除此之外，橡膠瀝青中的橡膠顆?？梢杂行岣邽r青的抗老化性能。

2施工要點

2.1空隙率

橡膠瀝青混凝土路面施工成敗主要在于是否壓得住。究其根本，是因為橡膠瀝青混凝土路面將空隙率控制得過小。通常情況下瀝青混凝土路面的空隙率多控制在3%~4%，但實際工程實例表明橡膠瀝青路面的空隙率不可低于4％，孔隙率在4.5%~5.5%較好。橡膠瀝青混凝土路面制備所采用的結(jié)合料為橡膠粉改性瀝青，經(jīng)橡膠改性后的瀝青，橡膠粉多是以顆粒的形式存在的，若空隙率過小時，當(dāng)混合料被碾壓時，橡膠顆粒因壓縮而體積變小，碾壓過后則又恢復(fù)正常，導(dǎo)致橡膠瀝青混合料被撐開，所以出現(xiàn)了壓不實的狀況。在此情況下，當(dāng)橡膠瀝青混合料的溫度降低到某一范圍時，瀝青的凝聚力會超橡膠顆?；謴?fù)時而產(chǎn)生的膨脹力，在此條件下橡膠瀝青混合料才會被充分壓實。而且在橡膠瀝青混凝土路面具有較為合適的空隙率時，在進(jìn)行瀝青混合料碾壓時，膠粉顆粒的體積基本未發(fā)生變化，而是被填充到混合料的空隙中，因此在道路通車后的路面則不會出現(xiàn)松散等病害。所以，只要能引起空隙率變化因素都應(yīng)嚴(yán)控，正常情況下應(yīng)嚴(yán)控以下幾個要點：（1）設(shè)計混合料配合比，對橡膠瀝青混合料進(jìn)行配合比設(shè)計時，空隙率應(yīng)控制在4.6%~5.6%，若空隙率過小則壓不住，若空隙率過大則導(dǎo)致路面滲水。（2）嚴(yán)控材料。施工所選用材料的規(guī)格和質(zhì)量應(yīng)同試驗時所選用的一致，提高材料配合比中各材料量的精確度。（3）嚴(yán)防橡膠瀝青混合料的離析。橡膠瀝青混合料在進(jìn)行運輸及攤鋪的過程中，有可能會發(fā)生離析現(xiàn)象，若橡膠瀝青混合料出現(xiàn)離析則必導(dǎo)致其空隙率變化，從而橡膠瀝青混凝土路面出現(xiàn)壓不住或者路面滲水的可能性將急劇提高。

2.2施工溫度的控制

通常情況下，基質(zhì)瀝青在180℃時，旋轉(zhuǎn)粘度在0.175Pa▪S~0.180Pa▪S，在180℃時，橡膠改性瀝青的旋轉(zhuǎn)粘度在2Pa▪S~4Pa▪S，后者大約是前者的15倍左右。為了確保橡膠瀝青混合料的施工和易性，因此在路面施工的各個環(huán)節(jié)的溫度都應(yīng)提高15℃~20℃。因此，應(yīng)注意控制好以下幾點：（1）橡膠瀝青混合料制拌及出料的溫度應(yīng)均不低于180℃；拌和橡膠瀝青混合料的設(shè)備可選擇采用拌和SBS瀝青混合料的專用機械設(shè)備，但建議將拌制SBS瀝青混合料的設(shè)備中的瀝青泵換成齒輪泵或者橡膠瀝青專用泵，電動機的功率要大于25kW;橡膠瀝青混合料在拌好后，將其儲存在儲存罐中的時間不應(yīng)大于12h，存儲溫度不能小于175℃。（2）橡膠瀝青混合料從拌和站到施工場地的運輸距離不建議超過30km，不論大氣環(huán)境的氣溫高低，運輸全程都必須全面覆蓋，混合料從運輸?shù)綌備伂F(xiàn)場的溫度不可小于165℃，運輸車輛可以選用乳化食用油（地溝油）作為隔離劑，不可以采用柴油作為隔離劑使用，主要原因是柴油會對橡膠改性瀝青混合料進(jìn)行污染損壞。（3）因為橡膠瀝青混合料的粘度很大，當(dāng)攤鋪下承層時，攤鋪溫度要大于135℃，溫度如果過低易造成壓不實；在攤鋪過程中，為了保證混合料攤鋪的平整，因此要求攤鋪速度比普通瀝青混合料的速度要適當(dāng)?shù)亟档鸵粋€檔位；攤鋪溫度方面，橡膠瀝青混合料應(yīng)比SBS瀝青混合料提升15℃~20℃左右，其攤鋪的溫度不得小于165℃。（4）在同一個溫度條件下，橡膠改性瀝青比SBS改性瀝青要硬的很多，針對粘度而說，橡膠改性瀝青要比SBS改性瀝青大得多。因此，在對橡膠瀝青混合料進(jìn)行碾壓時應(yīng)采取如下措施：①適當(dāng)進(jìn)行提高碾壓溫度。從初壓至終壓過程，碾壓溫度都應(yīng)比SBS改性瀝青混合料提高15℃~20℃，初壓、復(fù)壓及終壓溫度分別不應(yīng)小于155℃、135℃及90℃。因此在壓實過程中要做到緊跟，快壓，和多配壓路機。②提高壓實功，若采用與SBS改性瀝青混合料同一個碾壓溫度，就必須提高壓實功，即要加大振力或者增大壓路機的噸位。③壓路機的輪應(yīng)該用乳化食用油噴涂，防止粘輪，不可采用碾壓SBS改性瀝青混合料時噴涂水的方法，這主要是因為橡膠瀝青混合料的粘度較大的原因。

3工程實例分析

本文以某城市道路新建工程為工程實例，對橡膠瀝青混凝土路面的應(yīng)用進(jìn)行分析研究。設(shè)計前充分考慮到面層、基層、墊層和土基，并考慮各層的功能，制定出相應(yīng)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后根據(jù)其使用性能和環(huán)境友好設(shè)計結(jié)構(gòu)為：上面層AR-AC-13(8cm)、中面層AR-AC-20(10cm)、下面層AR-AC-30(12cm)、基層水泥穩(wěn)定碎石1(35cm)、底基層水泥穩(wěn)定碎石2（20cm)。

3.1目標(biāo)配合比設(shè)計

（1）(AR-AC-13)生產(chǎn)配合比的設(shè)計：從倉庫中篩選出粒徑為：(0~3.0mm)、(3.0~6.0mm)、(6.0~10.0mm)和(10.0~17.0mm)共計4種不同尺寸的集料。上述4種粒集料、水泥及礦粉的比例為19∶8∶35∶33∶2∶3。攪拌溫度區(qū)間應(yīng)控制在180℃~190℃。規(guī)定橡膠瀝青混合料攪拌溫度區(qū)間應(yīng)控制在175℃~185℃。（2）(AR-AC-20)生產(chǎn)配合比的設(shè)計：從倉庫中篩選出粒徑為：(0~3.0mm)、(3.0~6.0mm)、(6.0~10.0mm)、(10.0~17.0mm)以及(17~27mm)。5種集料、水泥及礦粉比例為20∶8∶28∶35∶4∶2∶3，本項目在對橡膠瀝青混合料攪拌時溫度區(qū)間應(yīng)控制在175℃~185℃。

3.2橡膠瀝青混合料的生產(chǎn)與施工

根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計出來的橡膠瀝青混合料不可直接使用，應(yīng)測定其動穩(wěn)定度。在橡膠瀝青制備過程中，需嚴(yán)控其改性溫度、反應(yīng)時長等參數(shù)。瀝青混合料制備過程原則上應(yīng)大于4h，并且加熱的溫度要保持在180℃~190℃。

3.3混合料的運輸與施工

3.3.1裝料與運送在對瀝青混合料從儲存箱轉(zhuǎn)送到運輸卡車時，若操作不當(dāng)，極有可能發(fā)生混合料顆粒的分離現(xiàn)象。本項目采用的做法是盡最大程度縮短排放口與托架的間距，建議0.5m。裝料的過程中，本項目分三批裝料：第一批次將料裝入到隔室主體的前1/2；第二批裝料到后1/2；第三批裝中間，本項目在進(jìn)行轉(zhuǎn)運過程當(dāng)中，嚴(yán)控了溫度。橡膠瀝青混合料的運輸過程如圖5所示。

3.3.2轉(zhuǎn)運本項目將運輸卡車運輸混合料改用轉(zhuǎn)運車輛進(jìn)行運輸，而且混合料在運輸過程中可以又進(jìn)行了二次混合，消除了各種不良后果。

3.3.3攤鋪在攤鋪作業(yè)正式的開始之前，預(yù)留出了1h時間，對熨平板和分料器進(jìn)行預(yù)熱到溫度大于100℃。要在大氣環(huán)境溫度大于15℃時進(jìn)行橡膠瀝青混合料的攤鋪，若碰到極端天氣，則立馬要停止攤鋪。橡膠瀝青的攤鋪過程如圖6所示。

3.3.4碾壓碾壓步驟主要包括初、復(fù)和終壓。每個階段選擇不同噸位和類型的碾壓設(shè)備進(jìn)行了分階段作業(yè)。為其均勻性，兩車左右和前后形成梯形式軋制。碾壓過程要保證連續(xù)運行碾壓，碾壓設(shè)備采用12t的振動壓路機，數(shù)量采用兩臺及以上，最終達(dá)到了碾壓的輪跡無法識別的效果。橡膠瀝青混合料的碾壓過程如圖7所示。

4結(jié)語

本文分析了橡膠瀝青混凝土路面的實際應(yīng)用價值，分析了橡膠瀝青混凝土路面施工時的關(guān)鍵要點，結(jié)合實際工程施工路段，提出了新的路面結(jié)構(gòu)方案；并且提出了橡膠瀝青混合料原材料的選擇原則和配合比的設(shè)計方案；結(jié)合現(xiàn)場施工，總結(jié)出了橡膠瀝青的與混合料的生產(chǎn)以及混合料的遠(yuǎn)運與施工過程中眾多需要注意的要點。為今后橡膠瀝青混凝土路面的設(shè)計與施工提供了有力支撐和參考。

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作者：馬林 單位：青海省海東公路工程建設(shè)有限公司