橡胶沥青混合料在高速公路路面维修中的应用

摘要：为推进“低碳”交通发展，打造环境友好型、资源节约型高速公路，

2014年在京台高速公路沥青路面维修中开展了《橡胶沥青混合料在高速公路

上的应用研究》，本文着重介绍了橡胶沥青的性能和混合料的施工技术，为改善道路抗变形能力和抗疲劳开裂性能，延长道路使用寿命值得进一步推广和应用。

关键词： 高速公路、橡胶沥青、施工技术

中图分类号：X734文献标识码： A

京台高速公路自99年通车以来，因车流量大，超载车辆多等因素的影响，路面多次进行维修处理，所使用的沥青材料多为岩沥青、普通沥青和SBS改性沥青。为打造环境友好型、资源节约型高速公路，推进“低碳”交通发展，2013年7月对京台高速K528+148-K527+700东幅行、超车道进行了橡胶沥青SMA-13沥青混合料试验段施工。

1、橡胶沥青SMA-13沥青混合料配合比设计

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ E20-2011、《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005进行配合比设计。

1.1 原材料

沥青：橡胶沥青；粗集料：玄武岩10~15mm、玄武岩5~10mm、玄武岩3~5mm；

细集料：玄武岩0~3mm；矿粉：石灰岩磨细矿粉，填料：木质素纤维。

1.2 混合料室内试验压实温度

沥青混合料的压实温度（适合实验室试件成型和现场初始碾压温度）确定为180～185℃。

1.3目标配合比设计

目标配合比设计根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的方法和指标要求进行设计。

对原材料的各项技术指标进行了试验检测。在对原材料试验结果进行分析的基础上，根据该工程的交通情况及气候条件特点和近几年山东省高速公路沥青混合料设计的大量工程实践经验，在工程设计级配范围内设计供优选的3组不同矿料级配。根据3组不同的矿料级配预估最佳沥青含量进行马歇尔设计，根据马歇尔设计结果和设计指标的要求选择一个最优级配。利用该优选的级配进行3个沥青含量的马歇尔试验，确定最佳沥青含量。目标配合比设计结果如下：

混合料的目标配合比结果

原材料 10~15mm 5~10mm 3~5mm 0~3mm 矿粉

百分比(%) 40 36 0 14 10

最佳沥青用量：6.5% 木质素纤维掺量：混合料质量的0.3%（外掺）

空隙率：3.96%毛体积相对密度：2.438

沥青饱和度：78.4%矿料间隙率：18.3%

VCAMix：38.6%VCADRC：40.8%

马歇尔稳定度：7.4kN流值：2.6mm

2、施工准备及过程控制

2.1 人员、材料、机械设备投入情况

本试验段投入施工人员95人，其中管理人员20人，拌合站施工人员25人，现场施工人员30人，安全人员20人。施工人员都具有多年施工经验，施工前，对施工人员进行安全、技术及质量交底，确保施工顺利进行。

施工所需原材料，包括砂石料、橡胶沥青及纤维等材料开工前都已准备充分，原材料质量满足规范要求，能够满足施工需要。

本试验段投入的设备主要包括：沥青拌合站1座、摊铺机1台、钢轮压路机3台、山猫1辆、水车2辆、装载机4辆、同步沥青碎石撒布车1辆、混合料运输车5辆，施工机械设备性能良好。

试验段质量控制

（1）加强原材料质量控制。进场原材料质量均符合相关规范要求，并提供出厂合格证书；项目试验室对原材料进行取样试验，不合格的原材料一律不得进入料场；对进场原材料进行妥善保管，不同种类砂石料用沙袋进行分割存放，并用提示牌进行标示；采用单独的沥青罐对橡胶沥青进行存放，并24小时进行加热、搅拌，确保其稳定性。

（2）加强施工过程质量管理。

拌合管理。我项目部定期对拌合机进行维修保养，确保其使用性能良好；施工人员都具有多年施工经验，操作技能熟练；施工时加强拌合温度控制，确保混合料质量满足要求。

运输管理。运输车辆采用大吨位自卸运输车进行运输，车辆顶部加盖蓬布进行保温覆盖，车厢底板涂刷柴油与水的混合液，运输车辆进入施工现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的赃物。

摊铺管理。摊铺机性能良好，提前半小时对熨平板进行预热；派专人负责施工路面的清扫及接缝处补料工作，确保施工路面整洁和接缝处施工质量；摊铺机应匀速行驶，控制摊铺速度在2～3m/min。

压实管理。控制压路机压实速度在3～6km/h,确保每个工作面振动压实次数不少于6次；增加接缝处压实次数，加强接缝处压实质量管理。

3、施工方案

3.1 准备下承层：在中面层施工完毕后，将其表面清扫干净，确保表面无浮土、杂物，再均匀撒布橡胶沥青上封层，并对上面层侧壁进行灌封。

3.2 混合料拌合

（1）混合料拌合所采用的拌和机为徐工3000型间歇式拌和机。冷料仓数量为5个，不会出现一个冷料仓装两种以上规格的集料，可以满足施工，并有添加纤维、矿粉等添加设备，项目部定期对拌和机进行维修、保养，拌合机性能良好，能满足施工需要。

（2）拌合后的混合料应均匀一致，无花白、无粗细料离析和结团现象。混合料的施工温度将采用插入式温度计测量，沥青混合料出厂温度超过200℃时，将作废弃处理。

3.3混合料运输

根据实际施工情况，选用5辆运料车进行混合料的运输，运料车顶部加盖蓬布进行保温覆盖，车厢底板涂刷一层柴油与水的混合液，并排除游离余液，运输车辆进入施工现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的赃物，在现场施工人员的指挥下进入施工路段，停放在指定位置。

3.4 混合料摊铺

（1）沥青混合料摊铺机为自动电脑控制，安装有可调的活动熨平板，熨平板提前半小时预热，摊铺机后方安排专人负责纵缝处理、进行局部找补。

（2）为了确保摊铺的连续性，在到达现场的运料车到达3辆后，开始摊铺。

（3）连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10～30cm处停下，不得撞击摊铺机。卸料时运输车应挂空档，靠摊铺机推动前进。

（4）摊铺机应缓慢、均匀、连续不断地摊铺，摊铺速度控制在2～3m/min。

（5）纵向接缝应与路中心平行，横向接缝应与路中线垂直，采用风镐或切割机对接缝进行处理。

3.5 压实

试验段配备3台钢轮压路机，按合理的压实工艺进行组合压实，钢轮压路机自重在12.5吨以上。

初压：初压应紧跟摊铺机后碾压，减少热量散失，直接采用钢轮压路机碾压3遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，从低处向高处碾压，碾压带重叠20～30cm并呈阶梯状推进。

复压：复压紧跟初压后开始，且不能随意停顿，碾压段长度不超过60m。采用钢轮压路机碾压3遍。

终压：终压应紧接复压后进行，采用钢轮压路机关闭振动碾压至表面平整无轮迹为止。

待摊铺层完全自然冷却，混合料表面温度低于50℃后，方可开放交通。

3.6 检测

路面施工完成后，在全幅断面上按相关规范要求对压实度及其他数据进行试验检测，保存好相关试验数据。

㈣、试验段检验结果

依据JTGF40-2004交通部《公路沥青路面施工技术规范》及相关技术规范，对橡胶沥青SMA-13试验段进行了检测控制。

（1）对橡胶沥青SMA-13沥青混合料的温度逐车进行测量，对其出场温度、到达现场温度、施工温度进行测量、记录。经检测混合料温度均满足规范要求

（2）经计算，松铺系数为1.25。

（3）用平整度仪测试验段平整度，标准差要求1.2mm，实测0.78mm，符合规范要求。

（4）按照相关规范要求对试验段各项数据进行试验检测，各项指标均符合设计及规范要求。

小结

通过本段试验路，初步探讨了橡胶沥青SMA-13沥青混合料作为高速公路上面层的结构适用性，确定了既有良好的经济效益、又满足路用性能的橡胶沥青SMA-13沥青混合料配合比。验证了橡胶沥青SMA-13沥青混合料合理的拌合、运输、摊铺、压实、养生方式方法。通过试验路的实施，形成了适合高速公路路面大修的橡胶沥青SMA-13沥青混合料施工技术指南，为橡胶沥青SMA-13沥青混合料技术在山东高速公路维修改造工程中的推广应用奠定了基础。