高速公路橡胶沥青路面施工研究_张倢萌.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言沥青混凝土的组成结构较为复杂，且混合料类型较多，常用的有SBS改性沥青混合料、SBR改性沥青混合料、PE改性沥青混合料以及橡胶沥青混合料等，其中，橡胶沥青混合料具备更好的高温稳定性，可较好地改善路面的抗车辙能力以及抗离析能力，且橡胶粉来源较广，成本不高，使用时可在废弃轮胎厂进行采购，符合“以旧变新”的原则。本文介绍一整套橡胶沥青路面设计、施工工艺体系，并对其应用进行研究。2工程概况某高速公路建设项目中，路面施工采用橡胶沥青混凝土材料，现对橡胶沥青路面施工技术要点展开研究。该高速公路全线长约为64.523 km，设计行车速度为100 km/h，双向四车道设计标准，路基宽度为27.5 m。为提高橡胶沥青路面施工整体质量，现针对橡胶沥青混合料配合比设计、制备工艺以及施工工艺进行重点研究1。3橡胶沥青路面施工技术要点研究3.1配合比设计1）基质沥青。本项目选用东海牌70#沥青作为基质沥青，通过实验室内基础试验对基质沥青的主要技术指标进行检测，其检测结果见表1、表2。表 1基质沥青主要技术指标试验项目检测结果技术要求试验方法针入度（25，100 g，5 s）/0.1mm软化点/延度（15，5 cm/min）/cm闪点/溶解度/%相对密度（25/25 ）48.212326899.81.02394610026099.5实测记录T 0606（软化点试验）T 0605（延度试验）T 0611（闪点与燃点试验）T 0607（溶解度试验）T 0603（相对密度试验）73.36080T 0604（针入度试验）【作者简介】张倢萌（1991），女，河北新乐人，助理工程师，从事道路与桥梁工程研究。高速公路橡胶沥青路面施工研究Study on Construction of Rubberized Asphalt Pavement of Expressway张倢萌（石家庄市交投津石高速公路建设管理有限公司深正分公司，石家庄 050000）ZHANG Jie-meng(Shijiazhuang Jiaotou Jinshi Expressway Construction Management Co.Ltd.,Shenzheng Branch,Shijiazhuang 050000,China)【摘要】为研究高速公路橡胶沥青路面施工，提高施工整体质量，论文结合实际工程，阐述了橡胶沥青混合料配合比设计，分别标定出沥青、集料等原材料的性能指标，并得出橡胶沥青混合料设计级配；对橡胶沥青制备工艺流程进行研究，确定橡胶沥青的储存稳定周期；重点对橡胶沥青施工工艺和质量检测方法进行研究。研究表明，采用橡胶沥青路面技术可有效改善沥青路面的整体施工质量，并延长公路使用寿命。【Abstract】In order to study the highway rubber asphalt pavement construction,improve the overall quality of construction,combinedwith the actual project,the mixture design of rubber asphalt mixture is elaborated,the performance indexes of raw materials such as asphaltand aggregate are calibrated respectively,and the design and gradation of rubber asphalt mixture is obtained.Then the preparation processof rubber asphalt was studied and the storage stability period of rubber asphalt was determined.The construction technology and qualitytesting method of rubber asphalt are mainly studied.The results show that rubberized asphalt pavement technology can effectively improvethe overall construction quality of asphalt pavement and prolong the service life of highway.【关键词】高速公路；沥青路面；橡胶沥青混合料；施工技术【Keywords】expressway;asphalt pavement;rubber asphalt mixture;construction technology【中图分类号】U416.1【文献标志码】A【文章编号】1007-9467（2023）01-0164-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.01.253164表 3矿料主要技术指标试验项目检验结果技术要求试验方法粗集料石料压碎值/%表观相对密度毛体积相对密度吸水率/%21.32.7242.6960.43282.503.0T 0316（压碎值试验）T 0304（粗集料密度试验）T 0304（粗集料密度试验）T 0304（吸水率试验）针片状颗粒含量/%1020 mm510 mm13.512.31515T 0312（粗集料针片状颗粒含量试验）与沥青的黏附等级（湿润区）54T 0616（沥青与粗集料黏附性试验）洛杉矶磨耗值/%1020 mm510 mm21.425.430T 0317（洛杉矶磨耗试验）软石含量/%2.75T 0320（软弱颗粒试验）细集料表观相对密度砂当量/%棱角性（流动时间）/s亚甲蓝值/（g/kg）2.6266933.222.50603025T 0328（棱角性试验）T 0334（砂当量试验）T 0345（棱角性试验）T 0349（亚甲蓝试验）填料表观密度/（t/m3）含水量/%亲水系数塑性指数/%加热安定性外观2.6860.30.63.4无变质无团粒结块2.50114实测记录无团粒结块T 0352（矿粉密度试验）T 0103（含水量试验）T 0353（亲水性系数试验）T 0354（塑性指数试验）T 0355（加热安定性试验）表 2旋转薄膜烘箱老化后残留物参数检测结果技术要求试验方法质量变化/%残留针入度比（25 ）/%残留延度（10 ）/cm-0.38668100.8616T 0610（旋转薄膜加热试验）T 0604（针入度试验）T 0605（延度试验）2）矿料。本项目选择坚硬、外表整洁的石灰岩用作为施工所用粗细集料，同时将石灰岩磨制而成的粉末作为矿粉填料，各矿料主要技术指标见表3。3）橡胶粉。本项目选用废弃橡胶粉作为沥青胶结料的改性材料，所用橡胶粉主要技术指标见表4。4）级配设计。为提高橡胶沥青路面铺筑整体质量，确保沥青路面的使用性能，决定采用经验法对橡胶沥青混合料级配进行设计，通过室内试验通过不断调整得到最终级配见表5，油石比确定为5.43%。3.2橡胶沥青制备工艺由于橡胶沥青的存储稳定性较低，在从购置、运输到使用的过程中可能耗时较长，会影响橡胶沥青的正常使用，因此，本项目决定进行现场制备橡胶沥青，遵循“现制现用”的原则。橡胶沥青的生产工艺具体为：首先将选用的基质沥青提前进行预热处理，由于现产品沥青为固化状，因此，应将沥青加热处理，使沥青呈流动状，且在加热过程中需严格控制加热温度，不得出现沥青老化现象，以免影响沥青的高温稳定性。待基质沥青达到一定流动状态和温度时，即可掺加橡胶粉颗粒，应分批加入，以免产生着火燃烧现象。橡胶粉颗粒在倾倒表 4橡胶粉主要技术指标试验项目检测结果技术要求加热减量/%丙酮抽出物/%橡胶烃含量/%炭黑含量/%铁含量/%纤维含量/%体积密度/（kg/m3）0.35753320.03未检出3781.0848280.0.50270480表 5橡胶沥青混合料合成级配（通过下列筛孔的质量百分率）筛孔直径/mm质量百分率/%筛孔直径/mm质量百分率/%26.5191613.29.54.75100.095.677.667.746.631.02.361.180.60.30.150.07521.614.810.77.45.94.9Construction Technology工程施工技术165Construction&DesignForProject工程建设与设计的过程中不得洒落至外，以免造成材料浪费。橡胶粉颗粒在高温条件下不断溶胀反应，与基质沥青逐渐相熔合，橡胶粉倾倒过程中需边加热边搅拌，确保橡胶粉能溶胀充分。需要注意的是，由于橡胶粉在溶胀过程中会产生较大刺鼻性气味2-3，现场施工人员应做好相应的防护处理。制备出的橡胶沥青存放周期通常有1 d、3 d、5 d、7 d、7 d五类，而在存放周期内，橡胶沥青内部是否发生离析往往无法从沥青表面看出。为得到橡胶沥青的储存稳定性，现采用给定的制备工艺一次制备适量橡胶沥青，再在同等条件下分别存放1 d、3 d、5 d、7 d、10 d，养护完毕后分别进行沥青离析试验。需要注意的是，离析管开口务必紧实，否则沥青试样容易溢出。试验结果见表6。表 6不同存放周期下橡胶沥青离析试验结果存放时间/d软化点差/评价指标改性剂是否析出离析程度1357100.301.301.202.205.902.5 2.5 2.5 2.5 2.5 否否否是是无轻轻中严重结合表6数据得到，随着橡胶沥青存放时间的延长，对应的软化点差值随之增大，在17 d内，软化点差值应2.5，从沥青表明观察无气泡、改性剂析出，满足我国公路沥青路面施工技术规范规定，当橡胶沥青存放超过7 d后，橡胶沥青有明显的离析现象产生，其性能已不满足要求，所以，在规定要求下，针对给定的橡胶沥青制备方式，其存放时间不得超过7 d，另外，由于橡胶沥青制备方式为高速剪切，剪切温度超过180，沥青容易老化。综上所述，在制备完橡胶沥青后必要时其储存时间不得超过7 d，否则需重新剪切，且应尽量本着即剪即用的原则4。3.3橡胶沥青路面施工工艺3.3.1橡胶沥青混合料拌和待橡胶沥青制备完毕后，应及时进行橡胶沥青混合料制备。提前将各项施工原材料运至拌和现场，于指定区域进行存放，并做好必要的防尘防潮处理。将拌和设备中的各项拌和参数提前设定，按照设计的配合比进行混合料拌和施工，对拌和温度进行重点控制，出料后详细检测混合料质量，不得存在混合料白料及离析料。3.3.2橡胶沥青混合料运输橡胶沥青混合料拌和施工完毕后，用运输车进行运料处理。提前在运输车辆车壁均匀涂抹一层隔离油，避免混合料在运输过程中黏在车壁上。另外，在运输过程中采用厚实帆布袋进行全面覆盖，避免温度散失严重。运输车辆应按照事前指定的最佳路线进行运料，途中不得随意加速或减速。3.3.3橡胶沥青混合料摊铺待橡胶沥青混合料运输至施工现场后，应立即开展路面摊铺施工。提前将摊铺机的熨平板进行预热处理，运输车紧随摊铺机之后，将混合料倾倒摊铺机螺旋布料器上即可开展路面摊铺施工。路面摊铺过程中现场施工技术人员应及时对摊铺温度进行检测，摊铺机应匀速行驶，均匀摊铺施工，以确保混合料路面整体平整度。3.3.4橡胶沥青混合料碾压压路机应紧随摊铺机后，橡胶沥青路面的碾压应分为初压、复压以及终压3个阶段展开。压路机应保持匀速碾压施工，施工技术人员需手执温度枪对碾压温度进行现场测定，针对碾压不足位置需进行人工补压。另外，隆起部位需进行人工铲平，以保证路面施工的平整度和压实度。3.3.5橡胶沥青路面施工质量检测该高速公路沥青路面施工完毕后，采用摆式摩擦系数仪对路面的抗滑性能进行检查。综合分析得到橡胶沥青路面的平整度满足规范要求，且抗滑系数、抗车辙能力均优于普通沥青路面。4结语本文重点对橡胶沥青路面施工技术要点进行研究，围绕橡胶沥青制备工艺、橡胶沥青混合料配合比设计以及橡