高速公路橡膠瀝青封層施工工法

1、.高速公路橡膠瀝青封層施工工法廣東長(zhǎng)大四分公司云羅二標(biāo) 陳瑞禮1 前言由于復(fù)合式路面兼具柔性路面行車舒適和水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)承載能力大的雙重優(yōu)點(diǎn)，因此，在水泥混凝土路面舊路改造時(shí)，復(fù)合式路面常常成為首選的路面結(jié)構(gòu)形式。然而，復(fù)合式路面在使用過(guò)程中存在仍然存在一些問(wèn)題：一是反射裂縫的問(wèn)題；二是水泥混凝土路面的粘結(jié)問(wèn)題；三是面層混凝土的整體穩(wěn)定性；四是施工工藝。但主要問(wèn)題是反射裂縫的防止。深汕西高速公路路面為水泥混凝土路面，由于舊路經(jīng)過(guò)多年的營(yíng)運(yùn)，路基已基本穩(wěn)定，路面結(jié)構(gòu)承載能力較強(qiáng)，同時(shí)考慮到工程造價(jià)的控制，水泥混凝土路面大修工程設(shè)計(jì)主要是在原路面上加鋪瀝青混合料，不可忽略的重要問(wèn)題是防止反射裂

2、縫。橡膠瀝青封層具有吸收應(yīng)力、減少反射裂縫、防水、粘接力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在該項(xiàng)目上得到應(yīng)用，故有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。2 工法特點(diǎn)由于結(jié)合料和集料的特點(diǎn)，使其具備以下四個(gè)重要特點(diǎn)：2.1 等粒徑碎石“頂天立地”，確保了其上瀝青層具有良好的基礎(chǔ)支承，使瀝青面層保持較為有利的受力狀態(tài)；2.2 較厚的橡膠瀝青在水泥混凝土板表面形成一個(gè)連續(xù)的瀝青膜，可以有效地阻止水分下滲；2.3 在水泥混凝土板上灑布的橡膠瀝青既具有一定的厚度，橡膠瀝青彈性恢復(fù)率大，保證了其上鋪裝的瀝青面層與水泥混凝土板之間存在一定的水平相對(duì)位移余量；2.4 具有一定粒徑的碎石顆粒本身具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，可以削減傳到瀝青層底面上的應(yīng)力。

3、3 適用范圍適用復(fù)合式路面，主要用于舊水泥混凝土路面改造。4 工藝原理橡膠瀝青封層是在水泥混凝土面板上灑布一層橡膠瀝青（23kg/m2），然后撒布等粒徑的預(yù)拌瀝青碎石（9.5mm左右，1522 kg/m2），最后通過(guò)輪胎壓路機(jī)適度碾壓使橡膠瀝青上翻（達(dá)到碎石高度的5070%左右）并穩(wěn)定碎石而形成的一個(gè)界面功能層。橡膠瀝青封層的作用機(jī)理就是，保持瀝青鋪裝受力狀態(tài)良好的前提下，通過(guò)較厚的界面橡膠膜水平剪切變形和碎石的轉(zhuǎn)動(dòng)，削減和吸收由水泥混凝土板在接縫或裂縫處的相對(duì)位移引起的瀝青層的應(yīng)力或應(yīng)變，達(dá)到預(yù)防或延緩反射裂縫的作用。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程橡膠瀝青生產(chǎn)施工準(zhǔn)備預(yù)拌碎石

4、灑布橡膠瀝青撒布碎石碾壓清掃交通管制。5.2 操作要點(diǎn)5.2.1 橡膠瀝青生產(chǎn)橡膠瀝青生產(chǎn)的關(guān)鍵因素是溫度的控制。用于噴灑和用于拌和的橡膠瀝青的生產(chǎn)方法也不存在區(qū)別。生產(chǎn)前，基質(zhì)瀝青需加熱到204226的高溫（橡膠瀝青是不能加熱的）。橡膠瀝青膠結(jié)料必須在攪動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)至少45分鐘才能達(dá)到較為理想的反應(yīng)效果，反應(yīng)溫度應(yīng)保持在規(guī)定的190218。橡膠瀝青生產(chǎn)完成后，應(yīng)將橡膠瀝青保溫儲(chǔ)存，用于儲(chǔ)存橡膠瀝青和基質(zhì)瀝青的儲(chǔ)存罐須有加熱和保溫裝置，以使儲(chǔ)存罐能保持在規(guī)定的溫度，溫度范圍一般為190226。表1 橡膠瀝青生產(chǎn)中的溫度控制項(xiàng) 目溫 度基質(zhì)瀝青的加熱溫度204226膠結(jié)料的反應(yīng)溫度190218膠

5、結(jié)料儲(chǔ)存溫度190226橡膠瀝青指標(biāo)參照美國(guó)亞利桑那州指標(biāo)，見(jiàn)表2。表2 橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)粘度，177，(Pa.s)1.54.0針入度 (25,100g,5s)，（0.1mm） 不小于25軟化點(diǎn)，不小于（）54彈性恢復(fù)，25，不小于（%）605.2.2施工準(zhǔn)備施工前，基面的處理必須滿足規(guī)定要求，同時(shí)應(yīng)徹底清除基面上的泥土、雜物，并確保基面的粗糙、干凈、干燥。需用的設(shè)備應(yīng)進(jìn)入待命狀態(tài)，包括橡膠瀝青灑布車、碎石撒布機(jī)、膠輪壓路機(jī)。5.2.3預(yù)拌碎石為保證撒布的石料與橡膠瀝青的充分粘結(jié),石料需預(yù)先采用油石比為0.400.60%的普通熱瀝青進(jìn)行預(yù)裹，拌和溫度在150170。 5.2.4

6、灑布橡膠瀝青在處理好的基面上噴灑彈性活化橡膠瀝青。橡膠瀝青用量23kg/ ，灑布必須均勻，瀝青灑布量要嚴(yán)格控制，不宜多也不宜少，噴灑最大偏差量不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的0.2kg/。瀝青縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊10cm左右。 5.2.5撒布碎石噴灑橡膠瀝青后應(yīng)立即滿鋪碎石，碎石撒鋪量采用1522kg/，可用碎石撒布車撒布。根據(jù)試鋪情況確定，以滿鋪、不散失為度，對(duì)于局部碎石撒鋪量不足的地方，應(yīng)人工補(bǔ)足。最低撒布溫度不低于120。5.2.6碾壓采用25T輪胎壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，碎石撒鋪后應(yīng)立即進(jìn)行碾壓作業(yè)。根據(jù)需要選擇壓路機(jī)的數(shù)量， 施工中為了確保碾壓的溫度，要求膠輪緊隨碎石撒布車后面碾壓，距離不能超過(guò)5米，碾

7、壓遍數(shù)23遍為宜。 表3 碾壓時(shí)間要求下承層溫度完成碾壓時(shí)間40以上20分鐘18 至40之間10分鐘5.2.7清掃碾壓完畢后，清除多余的沒(méi)有粘結(jié)的松散碎石，以避免影響與上層的粘結(jié)性能。5.2.8交通管制橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工應(yīng)與上面層瀝青混凝土緊湊進(jìn)行，中間不開(kāi)放交通，若期間必須開(kāi)放交通，須待碾壓施工完成3小時(shí)后方可開(kāi)放交通，但車速不宜超過(guò)25km/h。6 材料與設(shè)備6.1 材料6.1.1基質(zhì)瀝青應(yīng)用于橡膠瀝青封層結(jié)構(gòu)的瀝青應(yīng)符合交通部公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)中道路石油瀝青70號(hào)瀝青的技術(shù)要求，如表4所示。表4 道路石油瀝青70#瀝青技術(shù)要求：試 驗(yàn) 項(xiàng) 目70#

8、針入度(25，100g，5s) 0.1mm6080延度(5cm/min，10) cm30延度(5cm/min，15) cm100軟化點(diǎn) (R&B) 45閃點(diǎn) 230動(dòng)力粘度 60 Pa.s160含蠟量(蒸餾法) %2.2密 度 15 g/cm3實(shí)測(cè)記錄溶解度 %99.0薄膜烘箱試驗(yàn)1635h質(zhì)量損失 %0.8針入度比 %57延 度 10 cm8延 度 15 cm206.1.2集料 集料的石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒，推薦使用近立方體顆粒的玄武巖碎石。所使用的石料應(yīng)滿足表5的技術(shù)要求。表5 橡膠瀝青封層石料技術(shù)要求項(xiàng) 目技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)方法堅(jiān)固性12%T 0314壓碎值10%T 0316針片狀顆粒含

9、量10%T 0312橡膠瀝青封層的碎石級(jí)配要求見(jiàn)表6。表6 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層級(jí)配要求篩孔或關(guān)鍵性篩孔尺寸（mm）通過(guò)率（）13.21009.50152.36050.07500.56.2設(shè)備主要設(shè)備如下：橡膠瀝青加工設(shè)備一套、一臺(tái)橡膠瀝青灑布車、一臺(tái)碎石撒布車、膠輪壓路機(jī)、空壓機(jī)一臺(tái)7 質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)施工階段的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表7表7 施工階段的質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目檢查頻率質(zhì)量要求或允許誤差試驗(yàn)方法橡膠瀝青177粘度（Pas）每生產(chǎn)一批檢查一次1.54.0旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)橡膠瀝青量每半天1次設(shè)計(jì)量0.2 kg/m2稱定面積收取橡膠瀝青量集料量每半天1次在規(guī)定范圍內(nèi)用集料總量與撒布面積算得剎

10、車試驗(yàn)1處/2000 m2（僅試鋪段做剎車試驗(yàn)）瀝青層不破裂7天后用BZZ60標(biāo)準(zhǔn)汽車以50km/h車速急剎外觀檢查隨時(shí)全面外觀均勻一致，用硬物刮開(kāi)觀察，與基層表面牢固粘結(jié)，不起皮，無(wú)油包和基層外露等現(xiàn)象。7.2質(zhì)量保證措施 7.2.1將要撒布瀝青時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)尺寸矩形容器內(nèi)置瀝青油氈，稱其重量并置于撒布車前510m，待撒布車經(jīng)過(guò)容器后立即取出再稱其重，以此計(jì)算實(shí)際撒布量，再結(jié)合瀝青撒布車電腦調(diào)節(jié)裝置直到設(shè)計(jì)撒布量為止。 7.2.2將要撒布碎石時(shí)，取一標(biāo)準(zhǔn)尺寸矩形容器稱其重量并置于撒布車前已灑布瀝青路面的路段最尾處，待撒布車經(jīng)過(guò)容器后立即取出再稱其重，以此計(jì)算實(shí)際撒布量，然后通過(guò)調(diào)節(jié)裝置直至調(diào)到設(shè)

11、計(jì)撒布量為止7.2.3橡膠瀝青施工時(shí)間關(guān)鍵點(diǎn)控制（以瀝青車裝載13t為例） 瀝青車預(yù)熱準(zhǔn)備時(shí)間約為2小時(shí) 瀝青撒布車泵滿13噸瀝青的時(shí)間約為30分鐘 橡膠瀝青每升1的時(shí)間約為2分鐘，185升到200需要30分鐘 正常的工作時(shí)間，撒布完13噸橡膠瀝青的時(shí)間為23小時(shí)。8 安全措施 8.1施工前必須做好交通管制方案，禁止非施工車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于舊路改造工程必須提前與路政、交警的溝通，辦好施工手續(xù)，在手續(xù)完善并得到批準(zhǔn)后方進(jìn)行施工，必要時(shí)請(qǐng)路政、交警協(xié)助。8.2加強(qiáng)施工人員安全意識(shí)，施工前進(jìn)行安全交底。8.3施工人員必須穿帶勞保用品，特別是必須穿帶高溫鞋和手套，防止高溫瀝青灼傷。 8.4施工必須

12、對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面檢修，保證性能良好，施工機(jī)械必須有專業(yè)操作人員操作，定機(jī)定員，不得將機(jī)械設(shè)備交給無(wú)本機(jī)械操作證的人員操作。8.5施工時(shí)不得出現(xiàn)人機(jī)混合作業(yè)。碎石人工補(bǔ)撒應(yīng)緊跟碎石撒布車進(jìn)行，完成后再進(jìn)行膠輪壓路機(jī)碾壓。9 環(huán)保措施 9.1橡膠瀝青生產(chǎn)過(guò)程的有害氣體必須符合國(guó)家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)場(chǎng)地必須遠(yuǎn)離居民居住區(qū)，并選擇在空曠位置。9.2檢查瀝青灑布車的管道開(kāi)關(guān)是否良好，避免運(yùn)輸過(guò)程漏灑造成污染。9.3剩余的瀝青嚴(yán)禁隨意排放，應(yīng)及時(shí)灌回存儲(chǔ)罐。瀝青車必須在指定的位置清洗，清洗的廢水必須經(jīng)過(guò)處理后才可排放。 10 效益分析 10.1橡膠瀝青是利用普通70#道路瀝青作為基質(zhì)瀝青，添加橡膠屑經(jīng)過(guò)加工設(shè)備生產(chǎn)而成。橡膠屑是采用廢舊輪胎生產(chǎn)的再利用材料，由于廢舊輪胎中含有丁苯橡膠、天然橡膠等多種高分子聚合物有益于改善普通瀝青性能的材料，因此，利用廢舊輪胎改性瀝青對(duì)提高瀝青路面的使用性能，降低造價(jià)，以及在節(jié)約社會(huì)資源方面有較大的社會(huì)意義。10.2由于作為試驗(yàn)路段，灑布橡膠瀝青封層路段并沒(méi)有進(jìn)行瀝青面層優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此造價(jià)有所增加，但參照美國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范，1cm橡膠瀝青