橡膠瀝青同步碎石封層在公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用修改稿

橡膠瀝青同步碎石封層在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用譚永高1,朱鴻飛2,劉昊3,張軍41.宜昌市公路管理局，2.宜昌砼富公路養(yǎng)護(hù)公司，3.宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，4.

當(dāng)陽市公路管理局。摘要:本文通過橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)在牛張線等公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用對其工藝原理，性能特點(diǎn)，施工技術(shù)等進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞：橡膠瀝青同步封層公路養(yǎng)護(hù)同步碎石封層技術(shù)上世紀(jì)80年代開始在法國大規(guī)模應(yīng)用，90年代在歐美得到推廣，近幾年來，隨著同步碎石封層車的國產(chǎn)化，同步碎石封層在我國的應(yīng)用越來越廣泛。它即可以作為上封層用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，又可以用作新建公路下封層和應(yīng)力吸收層，還可作為橋面防水層，具有良好的路用性能，施工簡單，成本低廉，特別是改性瀝青同步碎石封層、橡膠瀝青同步碎石封層使其不但具有良好的防水效果，而且有較好的防裂效果，對防止和延緩半剛性基層反射裂縫有較好效果。本文通過橡膠瀝青同步碎石封層在公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用對其工藝原理，性能特點(diǎn)，施工技術(shù)等進(jìn)行了探討。橡膠同步瀝青碎石封層技術(shù)原理橡膠瀝青同步碎石封層是利用專門的橡膠瀝青同步碎石封層機(jī)，將高溫橡膠瀝青與潔凈干燥的石料幾乎同時(shí)均勻噴灑在路面上，保證瀝青與石料在最短的時(shí)間內(nèi)完成結(jié)合，并在外荷載的作用不斷形成強(qiáng)度。噴灑溫度為180°C的橡膠改性瀝青，結(jié)合時(shí)溫度也可保證在165^以上，瀝青結(jié)合料的流動(dòng)性仍很好，由于流體瀝青的表面張力，使熱瀝青沿石料表面向上爬升高度約為石料高度的2/3,并在石料表面形成一個(gè)半月面，使石料被瀝青裹覆的面積達(dá)到70%，由于重力作用石料頭輕腳重，保證了瀝青與石料有足夠的結(jié)合強(qiáng)度和穩(wěn)定度。同時(shí)，瀝青的毛吸引力可以產(chǎn)生一個(gè)凹面，流動(dòng)性很好的橡膠瀝青進(jìn)入骨料表面的微觀紋理中，該凹面與骨料間好似鑲嵌珠寶，然后通過自然行車碾壓或輪胎壓路機(jī)碾壓形成瀝青碎石層。同步碎石封層技術(shù)縮短了粘結(jié)劑噴灑與集料撒布之間的間隔，增加了集料顆粒與粘結(jié)劑的裹覆面積，更易保證它們之間穩(wěn)定的比例關(guān)系，提高了作業(yè)效率，降低了施工成本。橡膠瀝青同步碎石封層在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用牛張線K0-K25,潛楊線K16-K23原路面為瀝青碎石面層，空隙率偏大，由于超期服役，路面老化，麻面，網(wǎng)裂、坑槽等病害不斷增多，急需進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，減少水損害，改善路面形象，延長道路壽命。1材料要求（1）橡膠瀝青：一般情況下橡膠粉的摻量越大，橡膠瀝青的粘度也越大，相應(yīng)的路用性能也越好，但施工和易性會(huì)下降。因此，橡膠粉的摻量有一定的合理范圍，本項(xiàng)目橡膠粉的內(nèi)摻比例為18%?20%，由宜昌砼富養(yǎng)護(hù)公司自行生產(chǎn)，選用90號基質(zhì)瀝青，30目膠粉，橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)滿足表1要求［1］。橡膠瀝青灑布量1.5-2.0kg/m2，灑布量以瀝青爬升到碎石60-70%高度為宜，過高會(huì)造成泛油，過低瀝青膜厚度不足，降低結(jié)構(gòu)層壽命。表1橡膠瀝青技術(shù)要求橙潮頊L1 技術(shù)爵求貌轉(zhuǎn)。度（瓦言 2,0-40TOC\o"1-5"\h\z軟化點(diǎn)（無） >58挪性恢絲>55通度5耄T5rcii/min（閔i） >10針人攜251C 頃E 40-明（2）石料：常采用4.75-9.5mm,9.5-13.2mm,9.5-16mm三檔，石料粒徑越大瀝青灑布量相應(yīng)要增加。本項(xiàng)目集料采用粒徑為9.5?13.2mm的單粒徑石灰?guī)r碎石，它具有良好的顆粒形狀，且潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，有條件的應(yīng)進(jìn)行水洗烘干或用0.5%瀝青預(yù)拌。石料各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)應(yīng)滿足公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，用量為滿鋪面積的80%-90%，約12kg/m2。2施工機(jī)械橡膠瀝青同步碎石封層機(jī)1臺(tái)；50型裝載機(jī)1臺(tái)；9一16t膠輪壓路機(jī)1臺(tái)：25?40t瀝青運(yùn)輸車1臺(tái)及其他小型機(jī)具。3施工工藝1） 施工前，應(yīng)對原路面進(jìn)行檢測，對路面強(qiáng)度不足的地方進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，對路面坑槽、車轍、沉陷、擁包、5MM以上的裂縫等病害進(jìn)行修補(bǔ)；若有其他污染或雜物應(yīng)進(jìn)行沖洗或清掃，當(dāng)用水沖洗時(shí)，應(yīng)水分蒸發(fā)表面完全干燥后才可進(jìn)行同步碎石封層的施工。根據(jù)設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備石料，機(jī)械設(shè)備，生產(chǎn)橡膠瀝青。施工前根據(jù)交通管制方案設(shè)置交通標(biāo)志標(biāo)牌，引導(dǎo)車輛行人通行。2） 鋪筑試驗(yàn)段，根據(jù)設(shè)計(jì)方案標(biāo)定石料撒鋪量，瀝青灑布量，行車速度等參數(shù)。通過鋪筑試驗(yàn)段，對以上參數(shù)進(jìn)行校正，試驗(yàn)段驗(yàn)收后進(jìn)行大面積施工。3） 橡膠瀝青灑布，灑布前先在原路面劃上引導(dǎo)線，有標(biāo)線的可以標(biāo)線為參照物，使施工車輛與標(biāo)志線對齊，灑布過程中，施工車輛按設(shè)定速度保持勻速行駛，確保瀝青石料灑布均勻，出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行人工處理，同時(shí)壓路機(jī)要進(jìn)行及時(shí)碾壓，使修補(bǔ)的石料與橡膠瀝青充分粘結(jié)，形成良好整體，在人工修復(fù)時(shí)做到不漏點(diǎn)、無浮料。4）接縫處理橫縫的處理:橫縫采用對接法處理方式。在每段接頭處，用鐵板或油氈紙橫鋪在本段起點(diǎn)前及終點(diǎn)后，以準(zhǔn)確進(jìn)行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應(yīng)及時(shí)取走鐵板或油氈紙?？v縫的處理:在進(jìn)行接縫處理時(shí)，第一幅右側(cè)的橡膠瀝青正常噴灑，而碎石則要減少一個(gè)卸料槽的寬度，從而為接縫做好準(zhǔn)備，第二幅左側(cè)的橡膠瀝青灑布與第一幅交叉重疊10cm左右（兩個(gè)噴嘴形成的半個(gè)扇面重疊），使橡膠瀝青用量剛好達(dá)到正常要求，左側(cè)碎石撒布正常，右側(cè)減小一個(gè)卸料槽寬度，以此類推，直至到最邊幅時(shí)施工右側(cè)調(diào)整到正常狀態(tài)。5） 碾壓，在灑布完成后，應(yīng)立即進(jìn)行碾壓，控制碾壓速度為5?8km/h，使單粒徑碎石嵌入瀝青之中且牢固，沒必要進(jìn)行過多的碾壓。碾壓完成后即可開放交通讓行車碾壓。6） 養(yǎng)護(hù)，同步碎石封層鋪筑后的后期養(yǎng)護(hù)很關(guān)鍵，需要經(jīng)過1-2月行車碾壓和高溫泛油的過程才能逐漸成型，期間對局部泛油嚴(yán)重的地方要及時(shí)補(bǔ)撒石料，對多余的石料清掃干凈。4施工注意事項(xiàng)1） 應(yīng)在原路面充分干燥的條件下施工，大風(fēng)、雨天或路面潮濕時(shí)不宜施工。溫度過低時(shí)，橡膠瀝青失去了爬升能力，與石料的結(jié)合性能降低，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的脫?，F(xiàn)象。用作上封層時(shí)，宜在10月以前完成施工，便于在高溫下路面成型，氣溫低于15°C不宜施工。2） 橡膠瀝青的噴灑溫度不能過低，否則導(dǎo)致噴灑粘度過大，容易造成橡膠瀝青霧化效果差，分布不均勻，也不宜過高，否則易造成瀝青粘度快速衰減，對工程質(zhì)量造成不良影響，綜合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，其噴灑溫度宜控制在180-190C。3） 同步碎石封層車應(yīng)以設(shè)定的速度勻速行駛，在此前提下石料和瀝青兩者的撒布率必須匹配；并通過調(diào)噴嘴高度使得瀝青膜厚度適宜和均勻。4） 派專人手拿竹掃帚緊跟同步碎石封層車后邊，及時(shí)把彈出攤鋪寬度（瀝青灑布寬度）外的碎石掃到攤鋪寬度內(nèi)，或加工擋板防止碎石彈出攤鋪寬度。并將有重疊的個(gè)別碎石掃除。5） 當(dāng)同步碎石封層車上任何一種料用完時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉所有材料輸送的控制開關(guān)。查對材料剩余量，校核灑布用量準(zhǔn)確性。6） 為了防止橡膠瀝青離析，橡膠瀝青儲(chǔ)存罐應(yīng)設(shè)攪拌裝置，當(dāng)天生產(chǎn)的橡膠瀝青應(yīng)盡量用完，第二天使用時(shí)應(yīng)重新檢測，黏度不足時(shí)摻加膠粉調(diào)節(jié)。5施工效果由于該項(xiàng)目沒有對碎石預(yù)拌處理，施工當(dāng)時(shí)路表顏色花白，沒有瀝青混凝土顏色均勻，且有少量飛散，但這是同步碎石封層工藝決定的，并不影響路面質(zhì)量，如果采用預(yù)拌碎石可以改善早期表觀質(zhì)量，通車1個(gè)月以后，施工路面表面平整密實(shí)，在高溫作用下結(jié)構(gòu)層顏色不斷變深，均勻一致，無骨料剝落脫皮現(xiàn)象，達(dá)到了預(yù)期的效果。見圖1，圖2。圖1橡膠瀝青同步碎石施工現(xiàn)場圖2橡膠瀝青同步碎石施工效果三、橡膠瀝青同步碎石封層的性能特點(diǎn)良好的防水性，公路的防水性能是影響公路壽命的重要因素，橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)使高溫瀝青結(jié)合料可順利滲入公路表面微裂縫，彌補(bǔ)了因裂縫造成的路面防水性能差等缺陷；另外，噴灑在路面形成的1-2mm厚的橡膠瀝青油膜及結(jié)合料薄層部分，則形成一層嚴(yán)密的瀝青結(jié)合料防水層。較好的抗反射裂縫能力，橡膠瀝青與普通瀝青相比具有優(yōu)良的粘彈性能，由荷載變形實(shí)驗(yàn)可以看出橡膠瀝青破壞前蓄積的能量比普通瀝青大30-50%，見圖3,圖4,橡膠瀝青的這一性能應(yīng)用于應(yīng)力吸收層，對延緩半剛性基層路面的反射裂縫起到重要作用，美國加利福尼亞州的規(guī)范中明確指出當(dāng)采用橡膠瀝青作為應(yīng)力吸收層可減薄瀝青面層1/4-1/3左右。在澳大利亞一些高速公路和干道上采用橡膠瀝青同步碎石封層作為表面層也起到良好的效果⑵。

圖3橡膠瀝青具有優(yōu)良的粘彈性能圖3橡膠瀝青具有優(yōu)良的粘彈性能圖4橡膠瀝青荷載變形實(shí)驗(yàn)良好的防滑性，同步碎石封層工藝自然形成了油石比上小下大的結(jié)構(gòu)，采用單級配粒徑碎石，被瀝青結(jié)合料粘結(jié)到公路上的骨料直接接觸輪胎，這種骨料鑲嵌的粗糙度將提供最好的粘附養(yǎng)護(hù)性能，能確保以最低的能耗，滿足路面防滑性的要求。良好的耐久性，橡膠瀝青的溫度敏感性較低，膠粉的摻加可以提高軟化點(diǎn)8-11r，這樣就可以提高灑布量，形成更厚的油膜和結(jié)合料層；同時(shí)膠粉中的天然橡膠、炭黑等成分提高了瀝青的抗老化性，橡膠瀝青的抗老化性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行規(guī)范中SBS改性瀝青的指標(biāo)，使結(jié)構(gòu)層耐久性增加。施工簡單，成本低廉，橡膠瀝青同步碎石封層與常規(guī)中修罩面相比其成本只是3cm熱瀝青混合料罩面的40-50%左右，而質(zhì)量要好于罩面。是公認(rèn)的成本低廉，施工簡單的一種路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。四、結(jié)語橡膠瀝青同步碎石封層在公路養(yǎng)護(hù)中可以預(yù)防瀝青路面水損害，治愈路面輕微裂縫，恢復(fù)路面抗滑性能，防止路面老化，具有施工快捷，成本低廉，施工期間對交通通行影響小的特點(diǎn)，同時(shí)其優(yōu)良的性