浅谈橡胶粉复合改性沥青混凝土罩面施工工艺及其优点.pdf

城市建筑道路桥梁URBANISM AND ARCHITECTUREROAD AND BRIDGE 237 浅谈橡胶粉复合改性沥青混凝土罩面施工工艺及其优点浅谈橡胶粉复合改性沥青混凝土罩面施工工艺及其优点 刘水洋 摘 要 本文通过2015年保沧高速公路中修罩面养护工程 施工实例，介绍了橡胶粉复合改性沥青混凝土施工工艺， 总结了其优势。 关键词 保沧高速 橡胶粉复合改性沥青混凝土 施工工艺 优点 保沧(保定至沧州)高速公路是河北省“五纵六 横七条线”高速公路网中的“第五线”，是连接保 定、沧州两市的高速通道，起于保定市满城县五里 铺和大赛之间的 G107 以东 2.3 km 处，与保阜高速 相接，向东经保定市南市区、清苑、高阳、蠡县、 任丘市、河间、献县，终于沧州市沧县崔尔庄与石 黄高速公路相接，全长 120.200 km。保沧高速公路 于 2004 年 11 月 20 日开工建设，并于 2007 年 12 月 20 日建成通车。 保沧高速公路自 2007年底建成通车以来，路面 主要以日常养护为主，分别于 2011 年2013 年， 对路面病害集中路段进行了微表处罩面、灌缝、挖 补等处治措施。 一、 背景 我国是仅次于美国的世界第二大废旧轮胎产出 国，目前每年大概产生废旧轮胎五万多条，同时， 我国又是橡胶的巨大消耗国，几乎消耗量的 50%需 要从国外进口，随着国家工业的不断发展，这一消 耗仍会直线增加。今年的两会中，有关“循环经 济”的议案有六条，说明如何利用资源循环促进经 济发展已日益提上国家发展日程，如何循环利用， 变废为宝，最大程度的回收利用过程中的二次污 染，解决国家层面健康发展，早日实现“中国梦” 已迫在眉睫。 二、 工艺原理 1. 橡胶沥青 废胎胶粉与沥青 （有的掺加一定比例的掺加剂） 按一定比例拌和而得到的满足相关技术指标的产 物，其中废胎胶粉掺量不小于 15%（内掺）或 17.6% （外掺） 。 2. 马歇尔试验 试验过程是对标准击实的试件在规定的温度和 湿度等条件下受压，测定沥青混合料的稳定度和流 值等指标，经一系列计算后，分别绘制出油石比与 稳定度、流值、密度、空隙率、饱和度的关系曲线， 最后确定出沥青混合料的最佳油石比。 3. 橡胶沥青反应机理 是轮胎橡胶粉在充分拌和的高温条件下，与沥 青反应得到的沥青改性胶凝材料，反应过程中，沥 青不形成细观的网络结构。橡胶粉在与沥青高温充 分混合状态下吸收沥青轻质组分而熔胀，橡胶粉颗 粒通过凝胶膜连接，形成黏度很大的半固态连续向 体系。 三、 工艺流程 1. 下承层处理 采用 SBS 橡胶粉复合改性沥青粘结防水层，罩 面层下沥青洒布量为 1.7 kg/m 2，桥面铺装防水层用 量为 2 kg/m 2，集料应采用与沥青黏结力好的玄武岩 加工成的大体均匀一致的 9.513.2 mm 单一粒径碎 石，其与沥青的黏结力要求达到 5 级，达不到时可 用乳化沥青进行预拌，其沥青含量为 0.3%0.5%。 将集料或预拌集料用同步碎石改性沥青封层车均匀 地撒布在改性沥青层上。黏结防水层的石料撒布量 为 81 kg/m 2，覆盖率应控制在 55%60%。洒布石 料后用轻型胶轮压路机稳压 12 遍。 2. 拌和 采用间歇式拌和机拌和，拌和机每盘的生产周 期不宜少于 5060 s（其中干拌时间不少于 15 20 s） 。拌和前对拌和楼的各个计量称重系统、各种 传感器进行标定。沥青拌和楼采用二级除尘，回收 粉采用干排方式。 3. 运输 采用大吨位自卸汽车进行混合料运输，运输前 在车厢四壁涂刷隔离剂，装料过程随装随移动，防 止离析。运输过程中车厢处覆盖棉被进行保温。运 输车辆数量满足摊铺机的摊铺能力。 4. 摊铺 （1） 橡胶粉复合改性沥青混合料的摊铺采用履 带式定板摊铺机。在开始摊铺沥青混合料前 1 h，加 热摊铺机的分料器和熨平板（120）等有关装置。 （2）为避免混合料离析，在受料斗中部离析混 合料还没有被输送到后面分料室前，及时向受料斗 卸入新料，使新混合料与原离析混合料一起被送到 分料室中，并由螺旋分料器将新旧混合料分散开。 （3）摊铺速度的选择。改性沥青混合料的摊铺 速度为 13 m/min，同时摊铺速度应与拌和速度相 配，保证连续不间断，均匀摊铺，以提高路面平整 度，减少混合料的离析。 5. 压实 （1）初压温度不低于 155，复压温度不低于 135，终压的结束温度不宜低于 90。 （2）初压应在紧跟着摊铺机后进行，并保持较 短的初压区长度，以尽快使表面压实，减少热量散 失。 SBS 橡胶粉复合改性沥青混合土采用徐工 XP301 胶轮压路机初压 2 遍，提高混合料碾压的密实性。 （3）复压紧跟在初压后进行，采用戴纳派克 CC624HF 强振 3 遍，高频低幅，防止集料破碎。 （4） 终压采用戴纳派克CC624HF关振静压2遍， 直至无轮迹。 6. 接缝处理 （1） 摊铺外侧行车道前应对纵缝提前铣刨机铣 刨，铣刨时应放线铣刨，保证纵向接缝顺直，铣刨 宽度 20 cm，清扫完成并用强力吹风机吹干路面积水 后及时撒布 SBS 改性橡胶沥青防水黏结层，纵向接 缝的立面洒布不均匀处需人工找补。 （2）横向接缝严禁采用斜接缝，应采用垂直的 平接缝。横向接缝应先处理原铺沥青路面，原路面 必须形成垂直的接缝面，并用热沥青涂抹，然后用 压路机进行横向碾压，碾压时压路机应位于已压实 的面层上，错过新铺层 150 mm，然后每压一遍，向 新铺层移动 150200 mm，直至全部在新铺层上，再 改为纵向碾压。 四、 优点 1. 减小沥青层厚度 国外科学家经过研究表明，沥青混凝土中添加 橡胶粉后，面层厚度可减少 30%70%，当层间应力 层同样适用橡胶沥青时，厚度还可进一步减薄。 2. 减少路面反射裂缝，提高整体承载能力 由于橡胶沥青反应过程中形成粘度很大的半固 态连续向体系，不易流动变形，产生了一定的弹性 性质，使得橡胶沥青混凝土整体结构优于普通沥青 混凝土。 3. 降低噪声 由于橡胶粉沥青混凝土是一种内阻较大的高分 子复合材料，对行驶中的轮胎振动具有衰减作用， 同时由于橡胶粉的弹性性质，使其能够吸收轮胎振 动以及行驶中的冲击力。据相关研究数据表明，橡 胶粉沥青混凝土与普通沥青混凝土相比，噪声量下 降了 57 db。 4. 节约成本 如前所述，橡胶粉沥青混凝土的使用可以有效 减薄沥青面层厚度，间接的减少了原材料、人员、 设备的使用，但在使用效果和功能上同样可以达到 甚至超过普通沥青混凝土在正常厚度下的标准，大 大节约了项目建设和使用的成本。 5. 变废为宝，保护环境 由于我国是废旧轮胎的产出大国，橡胶的自然 消解需要经历漫长的过程，因此，使废旧橡胶重生， 得以二次甚至多次利用，是改善生态环境的百年大 计。 废旧橡胶的二次利用可以采取再生、工业利用 等多种方式。目前，橡胶粉沥青混凝土已在我国大 部分地区开展使用，尤其是改建和大修项目，这样， 可以间接的加速废旧轮胎（橡胶）的消化利用，尽 管在利用的数量上可能只是杯水车薪，但是，