浅谈橡胶沥青混凝土在水泥混凝土路面罩面中的应用

摘要：道路石油沥青掺加废旧橡胶粉拌制橡胶粉沥青混凝土，能明显改善沥青性能，在国际上已得到广泛应用。本文结合工程实例，分析了橡胶沥青混凝土性能优点和技术要求，阐述了橡胶沥青混凝土在旧水泥混凝土路面罩面中施工工艺、橡胶沥青混凝土配合比设计要求及质量控制要点, 为橡胶沥青混凝土在水泥混凝土路面罩面及反射裂缝病害处治工程中的进一步推广应用提供借鉴。

关键词: 橡胶沥青混凝土、水泥混凝土路面罩面、施工工艺

一、概述

随着人们对生存环境的更高的要求，近五年来在国内城市路面大量进行白+黑道路改造，即在城市水泥混凝土路面上摊铺一层沥青混合料，行业上叫做刚性路基+柔性路面，是城市道路的一种改造方法。对罩面层混合料类型的选择是罩面中需要解决的重要技术问题：本文结合高淳县城的主干道镇兴路、宝塔路、淳中路等道路阐述了橡胶沥青混凝土在旧水泥混凝土路面罩面施工中施工工艺、橡胶沥青混凝土配合比设计要求及质量控制要点, 为橡胶沥青混凝土在水泥混凝土路面罩面工程中的进一步推广应用提供借鉴。

二、水泥混凝土路面病害的处理

镇兴路、宝塔路、淳中路等道路，是围绕高淳县城主城区中重要交通道路，本次施工属于路面改造工程即在旧的水泥混凝土路面上加铺一层橡胶沥青混凝土，以提高路面的服务性能。

为了避免病害的加剧, 减少拟摊铺路面的反射裂缝继续扩大，摊铺前对水泥混凝土路面病害进行了处治。针对这几条道路中存在的不同病害分别采取了板底脱空处理、裂缝维修、板边、板角、唧泥、错台、坑洞处理、接缝维修等各种不同的修补方案。

三、橡胶沥青应力吸收层施工

橡胶应力吸收层铺筑于水泥混凝土路面与沥青路面之间的，是具有高变形能力的改性沥青层，它能够吸收裂缝部位的应力集中，防止沥青路面形成反射裂缝，同时起到防水与粘结作用。

3.1 原材料

3.1.1橡胶沥青

本次工程施工中采购的橡胶沥青为江阴市的江苏宝利沥青股份有限公司生产的橡胶粉改性沥青，橡胶沥青的技术指标如下：

表1橡胶沥青质量技术指标

检测指标项目 单位 技术要求 试验方法

3.1.2集料

应力吸收层应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，本工程施工中选用的9.5-13.2的溧阳产的玄武岩碎石。

3.1.3集料的沥青预裹附

本工程中采用的0.5%（按照集料重量计）的沥青进行预裹附，裹附温度控制在120℃以上，预裹附的集料堆放时间控制不超过两天。

3.2主要施工机械及检测仪器

3.2.1主要施工机械

（1）沥青洒布车1台（型号SX5255GLQ）

（2）碎石撒布机1台（型号SS3000）

（3）压路机：轮胎压路机2台

（4）洒水车1辆

（5）鼓风机2台

3.2.2主要检测仪器

（1）沥青针入度仪

（2）沥青延度仪

（3）沥青软化点仪

（4）布氏旋转粘度计

（5）标准筛（方筛孔）

3.3橡胶沥青应力吸收层施工工艺

3.3.1施工前首先对老路面进行清扫、吹尘和清洗：

3.3.2橡胶沥青洒布：

沥青洒布车使用的是西安达刚路面机械股份有限公司生产的SX5255GLQ智能型橡胶沥青洒布车，因对集料进行了预裹附，橡胶沥青洒布量采用2.0kg/m2，温度控制在190±5℃，纵向衔接控制与已洒布部分重叠10cm左右。根据机械的数量通过试验段确定了沥青撒布车的速度，撒铺碎石前禁止任何车辆、行人通过橡胶沥青层。

3.3.3撒铺碎石

石屑撒布机是西安达刚路面机械股份有限公司生产的SS3000型石屑撒布机，碎石撒布机要紧跟沥青撒布车撒铺碎石，碎石撒铺量本工程中采用16±2kg/m2，基本满铺、不散失，对于局部碎石撒铺量不足的地方，采用人工补足。

3.3.4碾压

胶轮压路机要紧跟碎石撒布机进行碾压作业，两台胶轮压路机应同时进行碾压，碾压3遍，从洒布橡胶沥青到碾压完成应根据下承层的温度来确定。若下承层温度在18C 至40C之间要求在10分钟内完成碾压；若下承层温度在40C以上要求在20分钟内完成碾压。

3.3.5在铺筑上层沥青混合料前，对橡胶沥青应力吸收层进行清扫，以清除没有粘结的松散碎石，避免影响应力吸收层与上面层的粘结。

3.3.6橡胶沥青应力吸收层施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通，若期间必须开放交通，须待应力吸收层施工完成3小时后方可开放交通。

四、橡胶沥青混凝土（AR-AC13）施工工艺

4.1材料要求

4.1.1橡胶沥青

橡胶沥青的技术指标要求同3.1.1。

4.1.2粗集料

粗集料采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，本工程中粗集料采用的溧阳产的玄武岩碎石。对进场粗集料1000吨检验一次，粗集料技术要求满足JTG F40-2004。

4.1.3、细集料

细集料采用的高淳花山的石灰岩，细集料质量符合JTG F40-2004中的要求。细集料每500T检验一次。

4.1.4矿粉

矿粉采用的江宁产的石灰岩，其质量符合JTG F40-2004中的要求。矿粉每200T检验一次。

4.2配合比设计

在室内目标配合比设计和生产配合比设计的基础上进行了生产配合比验证，铺筑了试验段。最终确定正常生产用的标准配合比：

各热料仓配比为： 4#仓：3#仓：2#仓：1#仓：矿粉＝33：20：17：25：5，（级配曲线见图2）并在室内进行了相关马歇尔试验，按马歇尔设计方法确定了最佳油石比为5.6%，对确定的生产配合比再次进行了混合料性能的检测，结果见表2-表5。试验结果表明生产配合比结果能满足施工设计技术指标要求。

图2混合料的级配曲线

表2 橡胶改性沥青混合料马歇尔试验结果

4.3橡胶沥青混合料的施工

4.3.1投入的施工机械

本工程中投入的主要施工机械：

①JD3000间歇式沥青混合料拌和设备，并配有不小于100T的热储料仓；

②ABG423摊铺机两台；

③非接触式平衡梁装置两套；

④DD110双钢轮振动压路机3台；

⑤XP260胶轮2台；

⑥载重量15T以上的自卸汽车20辆；

⑦洒水车等。

4.3.2拌合楼生产

拌合楼是西安筑路机械有限公司生产的JD3000型沥青混凝土拌和楼，拌和楼全部生产过程采用计算机自动控制，能逐盘打印沥青混合料的生产记录。按照生产配合比确定的热料仓比例进行试拌混合料的生产，生产过程中随时检查ARAC-13橡胶改性沥青混合料的生产情况，检查结果表明拌和楼各热料仓集料、沥青及矿粉计量较为准确，能满足施工要求。拌和楼生产周期约为55秒，其中干拌约5秒，湿拌约35秒，放料时间约15秒。从生产的沥青混合料外观来看，沥青裹覆得较为均匀、无花白料、无结块和离析现象。

4.3.3橡胶沥青混合料生产中的温度控制：沥青加热温度1705℃、矿料加热温度1905℃、出料温度1805℃、混合料废弃温度195℃以上。

4.3.4橡胶沥青混合料运输

①为了保证摊铺温度，混合料采用保温篷布覆盖。

②施工现场温度测量人员负责测量记录混合料运输到现场的温度 ，控制混合料运输到现场的温度不低于165℃，低于摊铺温度时混合料不得卸车。

4.3.5橡胶沥青混合料摊铺

摊铺采用2台ABG423摊铺机梯队摊铺，采用非接触的找平方式，靠道路中线一侧的摊铺机在前，两台摊铺机间距约控制在5-8m，2台摊铺机摊铺搭接宽度在20cm左右，摊铺速度在2~3m/min左右，与供料、压实速度相平衡，能保证连续不断的均衡摊铺从摊铺后的面层表观看，路面整体均匀。

4.3.6橡胶沥青混合料的压实

①初压：DD110型钢轮压路机紧跟摊铺机前静后振1遍，碾压速度控制1.5-2.0km/h，全振碾压2遍。

②复压：XP260胶轮压路机紧跟钢轮压路机后面碾压6遍，碾压速度控制在3.5-4.5km/h。

③终压：DD110双钢轮压路机紧跟胶轮压路机后面静压2遍，进行收光，碾压速度控制在2.5-3.5km/h。

4.3.7沥青路面的现场检测

为了检验路面的压实效果，对路面压实度（其中的某一段）进行了检测，路面压实度的检测结果（毛/马）分别为（%）98.9、99.3、98.8、99.0、99.5、99.4，能满足工程设计文件≥98%的要求。

沥青路面渗水试验检测结果分别为（ml/min）：67、58、44、60、56、60，能满足工程设计文件≤70ml/min的要求。

通过试验检测芯样厚度、马氏压实度和理论压实度均满足技术要求，路面现场空隙率为5.0%，与配合比设计空隙率基本吻合。渗水系数能满足设计要求，表明采用的碾压工艺合理，设计的混合料具有较好的密水性。

五、结论

镇兴路、宝塔路、淳中路为高淳县重要的城区主干道，交通量较大，路面改造2009年8月施工改造，经过了夏季高温以及冬季低温考验后，经过一年多的使用，路面状况良好，得到了业主及各界的好评。

①橡胶粉加入沥青混凝土，能全面提高路用性能，能很好迎合道路路面工程对高性能沥青混凝土不断增长的需求，同时实现低污染回收利用废旧轮胎，应用前景远大。

②从改造后的路面投入运营后观察，初步表明橡胶粉能同时显著改善沥青混合料的抗水损坏性能、高温性能、低温性能和降低道路行车的噪声。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看