阐述橡胶沥青混凝土在市政工程中的应用

摘 要: 橡胶沥青混凝土是国际上已经成熟应用于薄层罩面的材料之一。介绍了橡胶沥青混凝土在市政工程试验路工程中的结构、 材料设计, 以及施工与检测情况。完工以后监测表明, 路面达到了密实、 抗滑、 高表面构造的效果, 并进行了橡胶沥青混凝土的经济效益分析。

关键词: 橡胶沥青; 沥青混凝土路面; 市政工程

中图分类号：TU535文献标识码： A

随着我国国民经济的高速发展,汽车保有量急剧上升,汽车轴载也日益重型化,人们对于道路行车舒适性的要求也越来越高,而水泥混凝土路面作为刚性路面最大的缺点就是维修繁琐,周期长,行车舒适性差。即使换板后,其整体路面的舒适性也大不如前。为了改变这一状况,目前普遍采用的方法是对水泥混凝土路面进行“白改黑”,即将水泥混凝土路面改造为沥青混凝土路面。目前水泥混凝土路面“白改黑”工程主要有以下方案:将旧水泥混凝土路面进行碎石化,然后在上面铺筑水泥稳定碎石基层,再铺筑沥青混凝土路面。该方案的缺点是投资高、施工工期长,并且造成很大的资源浪费。充分利用原有水泥混凝土路面,对原有板块进行补强,再加铺沥青混凝土路面结构层以达到“白改黑”的效果。由于该方案工期较第一种方案短,且造价低,是目前“白改黑”工程的主流。橡胶沥青在某市政道路工程中的应用始于 2003年。当时市政道路建设工程总量日渐扩大。市政府相关部门、 建设单位、 设计单位及施工单位都非常关注道路工程的质量和使用寿命。特别是由于某市的地理位置所产生的冬夏两季温差导致的路面损坏已成为道路损毁的主要原因之一。因此, 选择性能优异、 价格合理的道路材料已成为解决此类问题的焦点。依托项目是具有代表性的城市干道工程。项目积累的经验对橡胶沥青混凝土在北方地区的应用具有重大意义。

1 工程背景及概况

某路工程是由某市机场路附近区域进入环城高速的入口之一, 多重载车辆通过, 且超载车辆较多, 道路载荷过重。目前路面普遍出现网裂、 沉陷、 翻浆等现象, 已属破坏状态, 不能再满足正常的通车要求。由于这种现象的出现, 该路段已受到严重破损, 应该及时给予补修, 某开发区市政相关部门经反复认证, 鉴于当前我国国情, 节能、 降耗, 减轻环境压力, 最终决定采用中大路桥集团提供的设计、 施工方案, 同时采用由中大路桥集团自主研发的新型筑路材料橡胶沥青及相关的施工工艺。

2材料准备面层材料

左幅 6 cm AC- 16型橡胶沥青, 右幅 4 c m AC- 16F型橡胶沥青。橡胶沥青是一种新型环保优质复合筑路材料。它是在重交沥青与废旧轮胎胶粉和外加剂合成的作用下, 通过吸收沥青的树脂、 烃类等多种有机质, 使胶粉湿润、 膨胀、 粘度增大, 软化点提高, 保证了橡胶和沥青的粘性、韧性和弹性, 再加上防老剂、 增强剂的辅助作用, 从而提高了路面的使用性能; 其低温开裂、 高温稳定性、 抗老化性能和抗疲劳耐磨损性能都有显著提高。

2. 1 橡胶沥青生产橡胶沥青生产设备采用全套进口移动式现场改性设备。设备极限生产能为 15 t/h。设备主要组成部分为 4个原材料入口、 基质沥青快速升温装置、 高速搅拌罐、 反应罐 (带底部搅拌 )、 中央控制和监控室。所有原材料均自动连续计量, 输送速度自动控制。生产设备尺寸相当集装箱拖车, 自带导热油 系统、 自带沥青输 入输出电机, 完 全为独立 单元。

2. 2 沥青与橡胶粉的拌和橡胶沥青的制作是通过高速搅拌罐, 在温度、 时间、 机械三者的综合作用与协调下, 将 4种原材料按比例混合, 经过吸收、 湿润、 膨胀等物理和化学变化, 使其粘度增加, 软化点提高, 从而获得高质量的改性沥青材料。橡胶沥青在 190 e时的粘度在 15~ 40 dPa # s之间, 远高于 SBS改性沥青。

2. 3 储存运输橡胶沥青混合料运输过程温度和保温条件的要求高于一般改性沥青混合料。值得一提的是, 橡胶沥青混合料在存储、 运输和摊铺过程中的稳定性要明显比普通沥青或改性沥青混合料要好。橡胶沥青本身有 20%左右的橡胶粉稳定。没有被橡胶粉约束的自由沥青少, 因而无论是粗细料离析还是胶结料与矿料的分离都明显少于其他沥青混合料。

2. 4 质量检测由于是现场改性, 需要对橡胶沥青成品进行质量抽检,主要抽检指标是粘度。要针对不同的生产和储存情况, 制定周密的成品抽检预案, 确保最终用在混合料中的橡胶沥青粘度在规定的范围内。经施工过程质检确认, 试验段橡胶沥青混合料级配在许可范围内日常抽检马歇尔击实试件空隙率在 3% ~6%之间, 动稳定度为 2 626. 1次 /mm不小于 2 400 次 /mm,V MA 不小于 16%, 在规定范围内橡胶沥青实测指标项目指标软化点 /e粘度 /dPa# s流值 /mm橡胶沥青混凝土面层施工及检测施工放样采用钢钎搭细线法。沥青摊铺机采用国外先进的英格索兰摊铺机, 调整摊铺机各项系数, 使之达到摊铺沥青面层的技术要求。采取整幅摊铺, 摊铺机的摊铺速度调整到与供料压实进度平衡, 保证连续不断的摊铺, 中间不得停顿等候。混合料压实按初压、 复压和终压三个阶段进行。初压时用悍马双钢轮振动压路机 (关闭振动装置 )压两遍, 温度在140 e 以上。不得产生推移、 发裂。复压时先用 HAMA13T双钢轮振动压路机碾压两遍, 然后用 9~ 16 t轮胎压路机碾压两遍。用悍马双钢轮振动压路机关闭振动碾压两遍以消除轮迹, 碾压终了温度大于 140e 。碾压时压路机应由路边压向路中, 每次重叠宜为轮宽 1/2 。项目完工开放交通前, 试验室按照验收评定相关要求,组织了对部分验评项目的现场检测。检测项目包括渗水、 构造深 度、 摩擦 系数 和压 实度。检 测的构 造深 度 平均 为0. 9 mm, 70% 测 点渗水率 < 50m l/min(高速 公路标 为

< 120 ml/m in)、 抗滑系数 (摆值 )平均为 64 . 4 、 压实度 >98%。从检测结果可以看出, 橡胶沥青混合料摊铺取得了比较理想的结果。一方面, 渗水系数和构造深度这对矛盾达到了理想的平衡状态, 2个值都处在较高值位, 超过了 S MA 的相关技术要求; 另一方面, 压实度普遍达到 98%, 说明在碾压及时的情况下, 完全可以达到充分碾压。摆式摩擦的结果则综合体现了构造深度和橡胶粉对摩擦力的效应。项目使用性能评价抗低温开裂: 橡胶沥青低温回弹率高, 粘韧性好, 可抵抗低温开裂, 尤其在北方高寒地区, 对于降低路面开裂或维修旧路时的反射裂缝, 非常有效。高温稳定性好: 可解决高温时路面产生车辙、 搓板等流变现象。抗老化性能好: 对阳光中的红外线和紫外线不敏感。抗疲劳、 耐磨损: 轮胎的耐疲劳、 耐磨损性能转移到橡胶沥青。橡胶沥青对石料选择宽容度大: 对酸碱石料不敏感, 以水煮法测量粘附性, 都能达到 5级标准。

3项目完工总结

由于某路位于某市绕城高速公路入口, 多重载车辆经过, 重载车辆荷载大都在百吨以上, 在这种情况下, 经过一个冻融期的使用, 路面状况良好, 无明显的车辙, 坑洞, 证明了减薄后的橡胶沥青混凝土路面优越的性能, 完全能达到道路使用标准。具有很高的实际应用价值。在东湖路橡胶沥青混凝土的施工中, 通过生产和施工多个工艺环节的对接和磨合, 为橡胶沥青在哈尔滨市的应用积累了宝贵的第一手资料。