橡膠瀝青膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土路面施工技術(shù)

1、橡膠瀝青膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土路面施工技術(shù)前言廢輪胎粉在瀝青混合料中的應(yīng)用 , 在國(guó)際上已有比較悠久的 歷史。在我國(guó) ,1999 年交通部公路科學(xué)研究所首次將橡膠瀝青用 于馬房大橋 ,2001 年交通部“廢舊橡膠瀝青用于筑路的技術(shù)研 究”項(xiàng)目在全國(guó)各地進(jìn)行了試驗(yàn)與應(yīng)用。 橡膠瀝青混合料的抗車 轍能力可達(dá)到 5000-6000 次, 上面層添加多米克斯后現(xiàn)場(chǎng)芯樣車 轍次數(shù)可達(dá) 12000次, 完全滿足高速公路重載交通的需求 , 延長(zhǎng) 了路面的使用壽命。同時(shí) , 瀝青混合料攤鋪時(shí)粘度大、離析小 , 表面顆粒分布均勻美觀 , 防滲水能力強(qiáng) , 表面構(gòu)造深度大 ,行車噪 音小,抗低溫 , 抗裂變 ,

2、 抗疲勞 , 抗老化。此外 , 它還有利于減少?gòu)U 舊輪胎對(duì)環(huán)境的污染 , 促進(jìn)可持速發(fā)展和資源的再生利用 , 降低 投資成本。橡膠瀝青路面是國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究熱點(diǎn) , 也將是國(guó)家高 等級(jí)公路路面的發(fā)展方向。工程概況湖南常吉高速公路路面第 3合同段6KM的實(shí)驗(yàn)路,開竣工日 期為 2007年 10 月-2008 年 12 月, 路基寬度為 24.5m, 單幅路面寬 度為 10.5m; 湖南衡炎高速公路路面 22 與 24 合同段地處湖南茶 陵縣境內(nèi)，全長(zhǎng)分別為26KM與 31KM開竣工日期為2008年12月 -2009年12月，路基寬度為26m,單幅路面寬度為11.25m。路面的結(jié)構(gòu)形式為:上面層采用

3、厚4厘米ARHM13(SW)粉雙 復(fù)合改性瀝青混凝土，中面層采用厚6厘米AC20+Domix改性瀝青 混凝土 ,下面層采用厚7厘米AC25普通瀝青混凝土，封層采用橡 膠瀝青應(yīng)力吸收層 , 基層為 2*17cm 水穩(wěn)碎石基層。施工特點(diǎn)橡膠瀝青、膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土路面施工有以下特點(diǎn):八、橡膠瀝青中的廢膠粉主要是以顆粒狀在瀝青中存在 , 因 而瀝青混合料礦料組成設(shè)計(jì)必須充分考慮膠粉的存在 , 采用骨架 嵌擠型間斷級(jí)配。橡膠粉摻加到瀝青中去以后導(dǎo)致瀝青粘度增大 , 所以施 工溫度提高 , 彈性增大 , 所以混合料在高溫時(shí)必須緊跟碾壓。橡膠瀝青混凝土路面在承載力和抗反射裂縫都有明顯的 優(yōu)勢(shì), 可以

4、減薄瀝青面層厚度 30%-70%。大大節(jié)約路面材料的用 量 , 減小工程的成本投入。由于膠粉與Domix不但具有對(duì)瀝青的改性作用，其顆粒 在瀝青混合料中以天然形式存在 , 正是在這種雙重作用下 , 瀝青 混合料動(dòng)穩(wěn)定度大大增加。具有良好的降噪性能、減薄路面厚度的作用、抗車轍性 能、承受重載性能及抗疲勞性能。主要材料廢輪胎膠粉廢輪胎粉及橡膠瀝青的技術(shù)指標(biāo)必須符合下列技術(shù)指標(biāo):( 見(jiàn)表 1 與表 2)膠粉應(yīng)儲(chǔ)存在通風(fēng)、干燥的倉(cāng)庫(kù)中 , 并采取有效地防淋、 防潮消防措施 ,儲(chǔ)存時(shí)間一般不超過(guò) 180 天。道路石油瀝青橡膠瀝青所用道路石油瀝青宜選擇A-70、A-90 道路石油瀝青。瀝青必須按品種、標(biāo)號(hào)

5、分開存放。除長(zhǎng)期不使用的瀝青可放 在自然溫度下存貯外 , 瀝青在儲(chǔ)油罐中的貯存溫度視貯存時(shí)間長(zhǎng) 短而定,不宜低于130C ,不得高于150C。其技術(shù)指標(biāo)要符合公 路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F402004)技術(shù)要求。橡膠瀝青橡膠瀝青 ( 膠粉占瀝青重量的 20%)的改性劑、穩(wěn)定劑、 活化劑、 其他添加劑以及基質(zhì)瀝青、 膠粉的稱重都必須是電子計(jì) 算機(jī)控制 , 其稱重傳感器要符合計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。 為保證其質(zhì)量 , 應(yīng)采用 現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)生產(chǎn)的橡膠瀝青設(shè)備 , 最好是現(xiàn)作現(xiàn)用 , 盡量減少儲(chǔ)存 時(shí)間。最重要的技術(shù)指標(biāo)是布洛克菲爾德粘度 , 必須保證在 2-5Ps 范圍內(nèi), 嚴(yán)格控制膠粉的脫硫速度來(lái)減綏粘度的

6、衰減。橡膠瀝青的現(xiàn)場(chǎng)改性應(yīng)采取穩(wěn)定技術(shù)措施 , 添加穩(wěn)定劑、 活化劑 , 在膠粉改性瀝青制作后在儲(chǔ)罐中保持不間斷的攪拌或泵 送循環(huán) , 保證使用前沒(méi)有離析。并隨時(shí)對(duì)其技術(shù)性能的穩(wěn)定性進(jìn) 行檢測(cè)。當(dāng)膠粉與Domix進(jìn)行復(fù)合改性時(shí)，Domix必須用干法進(jìn)行 改性,即集料通過(guò)干燥筒在190C210C加入至拌各鍋時(shí)，應(yīng)同步將Domix用風(fēng)動(dòng)機(jī)械自動(dòng)稱重加入拌和鍋機(jī)械攪拌25S再加入礦粉、膠粉改性瀝青后再行拌各 35s 即可。膠粉改性瀝青的粘度指標(biāo)不但對(duì)其主要性能的影響很大 而且對(duì)整個(gè)施工過(guò)程中有效的控制施工溫度有著重要的意義 , 所 以要使用手持式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)周期性的對(duì)膠粉改性瀝青在180 C的旋轉(zhuǎn)粘度

7、進(jìn)行檢測(cè) , 為了及時(shí)指導(dǎo)每道工藝的施工溫度 , 有必要 繪制出溫度 - 粘度曲線。施工設(shè)備基本設(shè)備見(jiàn)表 3試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備 除橡膠瀝青粘度檢測(cè)需使用手持式布氏旋轉(zhuǎn)粘度儀外 , 其余設(shè)備均與基質(zhì)瀝相同。施工工藝混合料配合比設(shè)計(jì) 橡膠瀝青配合比設(shè)計(jì)應(yīng)遵循理論配合比設(shè)計(jì)、 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及試拌和試驗(yàn)路驗(yàn)證四個(gè)階段在此不祥述。混合料拌和瀝青混合料必須采用間隙式拌和樓進(jìn)行拌制 , 拌和過(guò)程 中逐盤采集并打印各個(gè)傳感器測(cè)定的材料用量和瀝青混合料拌 和量、拌和溫度等參數(shù)。拌和樓的礦粉倉(cāng)應(yīng)配備振動(dòng)裝置以防止礦粉起拱 , 添加 水泥、消石灰等外摻劑時(shí) , 宜配備有粉料倉(cāng)。混合料拌和時(shí)間根據(jù)具體情況

8、經(jīng)試拌確定 , 以橡膠瀝青 均勻裹覆集料為度。 間隙式拌和樓的生產(chǎn)每盤料的生產(chǎn)周期不宜 少于50s。膠粉雙復(fù)合改性瀝青混合料在集料干拌時(shí)，Domix與集料同步加入到集料中去進(jìn)行干拌 , 其干拌時(shí)間不得少于 25s。瀝青混合料的生產(chǎn)溫度應(yīng)符合下表的要求。每天生產(chǎn)開 始幾盤集料應(yīng)提高加熱溫度 , 并干拌幾鍋集料廢棄 , 測(cè)定集料溫 度 , 直到符合要求為止 , 才進(jìn)行正式橡膠瀝青混合料拌和。在大面積施工時(shí) , 應(yīng)事先計(jì)算出橡膠瀝青的用量 , 通知橡 膠瀝青生產(chǎn)車間進(jìn)行生產(chǎn) , 并配合好拌和時(shí)間。拌和過(guò)程中 , 操作人員要時(shí)刻注意操作界面上溫度傳感 器的溫度是否正常 , 料位、粉螺旋、油泵是否正常。

9、混合料的運(yùn)輸采用載重 25t 以上的自卸汽車運(yùn)送瀝青混合料至攤鋪現(xiàn) 場(chǎng), 料車車廂必須能良好的保溫。每次運(yùn)料前后必須清掃干凈 , 在車廂板上涂一薄層防止瀝青粘結(jié)的洗衣粉水之類的隔離劑 , 但 不得有過(guò)多的余液積聚在車廂底部。如施工現(xiàn)場(chǎng)有封層的 , 禁止掉頭和急剎車 , 以免損壞封層 的結(jié)構(gòu), 應(yīng)在開口處勻速倒車進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng) ,并按順序靠右排隊(duì) 等候。運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后 , 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)員檢測(cè)料車中瀝青混合料 的溫度是否符合要求 , 不符合要求的堅(jiān)決廢棄。為了避免由于向現(xiàn)場(chǎng)供料不足而造成攤鋪機(jī)停工 , 拌和樓成品貯料倉(cāng)應(yīng)貯存有足夠的混合料。 施工中在攤鋪機(jī)前常保持 有45車瀝青混合料待卸，以保證連續(xù)勻

10、速的攤鋪?；旌狭系臄備仈備仚C(jī)加滿燃料 , 在正式攤鋪前應(yīng)先檢查攤鋪機(jī)各部件 工作狀態(tài)是否正常 , 若無(wú)異常則調(diào)整攤鋪機(jī)就位 , 開機(jī)對(duì)攤鋪機(jī) 熨平板進(jìn)行預(yù)熱，溫度不低于100 C。預(yù)熱后，把熨平板放置在與 松鋪厚度等厚的墊塊上 , 墊塊要有足夠的寬度。準(zhǔn)備受料。卸料 , 攤鋪現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人指揮運(yùn)料車及時(shí)后退到攤鋪機(jī)前,運(yùn)料車緩慢后退至攤鋪機(jī)前1030cm處停住并掛空擋，讓攤 鋪機(jī)緩慢靠近汽車后 , 開始起斗卸料。運(yùn)料車向攤鋪機(jī)受料斗中 卸料時(shí)。受料完畢后 , 螺旋布料器在攤鋪機(jī)全寬范圍內(nèi)布料 , 布料 的料位應(yīng)在布料螺旋 2/3 略高處 , 并勻速布料 , 以防離析。攤鋪機(jī)起步應(yīng)平緩 , 速度應(yīng)控

11、制在 1m/min, 并注意觀察攤 鋪后混合料表面狀況，并時(shí)刻檢測(cè)松鋪厚度，待前進(jìn)68m后，穩(wěn) 定后按正常速度攤鋪。攤鋪機(jī)保持勻速行駛 , 且攤鋪速度根據(jù)拌和能力、 攤鋪厚 度、攤鋪寬度等因素確定。攤鋪速度宜為 23m/min。調(diào)整振搗 梁的振頻振幅使攤鋪層的預(yù)壓實(shí)度達(dá)到 85%,以高頻低幅為宜 , 根 據(jù)試驗(yàn)路現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。瀝青混合料攤鋪過(guò)程中跟蹤檢測(cè)其寬度、松鋪厚度、平 整度、路拱及溫度 , 隨時(shí)檢查混合料表面是否均勻等 , 以便及時(shí)進(jìn)行調(diào)整在每次攤鋪機(jī)攤鋪完一個(gè)作業(yè)周期時(shí) , 攤鋪斗內(nèi)最后少 量的冷料應(yīng)棄掉不宜再攤鋪 , 以免造成收尾路面的離析及壓實(shí)度 達(dá)不到要求。攤鋪時(shí)的地表溫度不得低于1

12、5C ,開始階段宜采用較高溫度的混合料 , 攤鋪溫度應(yīng)符合要求。壓實(shí)壓實(shí)方式。 壓路機(jī)應(yīng)從外側(cè)向中心碾壓 , 在超高路段則由 低向高處碾壓 , 在坡道上應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪從低處向高處碾壓 , 最后碾 壓路中心部分。 相鄰碾壓帶重疊寬度對(duì)于膠輪壓路機(jī)相鄰碾壓帶 應(yīng)重疊1/31/2輪寬,對(duì)于雙鋼輪壓路機(jī)重疊 10-20cm。當(dāng)邊緣 有擋板、路緣石、路肩等支擋時(shí) , 應(yīng)緊靠支擋碾壓。當(dāng)邊緣無(wú)支 擋時(shí) , 用耙子將邊緣的混合料稍稍耙高 , 然后將壓路機(jī)的外側(cè)輪伸出邊緣10cm以上碾壓碾壓溫度。 因橡膠瀝青的粘度大 , 膠粉雙復(fù)合改性瀝青在高溫集料加入Domix干拌后，其復(fù)合的瀝青膠漿粘度更大。粘度 越大 ,

13、其碾壓溫度越高。橡膠瀝青混合料壓實(shí)的關(guān)鍵是在高溫狀 態(tài)下緊跟碾壓。其初壓溫度不宜低于160 C ,復(fù)壓溫度不宜低于150 C ,終壓的結(jié)束溫度不宜低于115C。初壓。碾壓時(shí)雙鋼輪壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪在前 , 勻速前進(jìn) , 后退 時(shí)沿前進(jìn)碾壓時(shí)的輪跡行駛并可振動(dòng)碾壓。 初壓使混合料得到初 步穩(wěn)定 , 并不得產(chǎn)生推移、發(fā)裂。初壓后對(duì)平整度、路拱予以適當(dāng)修正復(fù)壓。復(fù)壓是使混合料密實(shí)、穩(wěn)定、成型的階段 , 在較高 的溫度下并緊跟初壓進(jìn)行。當(dāng)施工較厚的結(jié)構(gòu)層時(shí) , 輪胎壓路機(jī) 進(jìn)行碾壓 ; 當(dāng)施工較薄的結(jié)構(gòu)層時(shí) , 故在確保其壓實(shí)度的前提下 , 可用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓。終壓。采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓 , 并緊

14、接在復(fù)壓后進(jìn)行 , 以 消除輪跡 , 提高平整度。接縫處理路面的施工接縫必須緊密 , 連接平順 , 不得有明顯的接縫 離析與錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。上、下層的縱縫均應(yīng)錯(cuò)開150mm熱接縫)或300-400mm冷接縫)以上，相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯(cuò) 位1m以上?；旌狭蠑備亯簩?shí)結(jié)束后 , 應(yīng)在 24h 后或路面溫度低于50C后方可開放交通。效益分析7.1 直接經(jīng)濟(jì)效益(1)橡膠瀝青在成本投入上比傳統(tǒng) SBS瀝青混凝土大大降 低。橡膠瀝青中橡膠份的含量是20%,單價(jià)是3500元/噸;SBS改性瀝青中SBS改性劑的含量是5%,單價(jià)是2萬(wàn)元/噸；每使用100 噸改性瀝青的費(fèi)用就可以節(jié)約 3 萬(wàn)元(100*5%

15、*20000-100*20%*3500=30000 元),以一個(gè)項(xiàng)目 25km計(jì)算, 共需改性瀝青約 8000 噸, 即可節(jié)約資金 240萬(wàn)元。(2) 使用橡膠瀝青混凝土和使用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層可以減薄路面結(jié)構(gòu)厚度。以交通部滬蓉西高速公路22km橡膠瀝青路面示范路5cm+7cm厚度為12cm來(lái)計(jì)算,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用 4cm+6cm+8cm 總厚度為18cm的瀝青面層,前者比后者可減低厚度 6cm,相當(dāng)于 降低 30%造價(jià)。再考慮到減少一層瀝青混凝土攤鋪的工期, 可縮短瀝青路面施工工期近三分之一 , 所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益更加顯著。節(jié)能環(huán)保效益據(jù)統(tǒng)計(jì) , 至 2006 年, 我國(guó)廢舊輪胎已達(dá) 1.5 億條。大量的 廢胎已造成嚴(yán)重的社會(huì)環(huán)保問(wèn)題。 而橡膠瀝青是在基質(zhì)瀝青的基 礎(chǔ)上摻入了 20%的橡膠粉加工而成 , 每 100噸橡膠瀝青需 20噸橡 膠粉,以一個(gè)合同段25公里為例，路面單幅寬度為11.25m,約需 橡膠粉 1158 噸, 變廢為寶 , 節(jié)約資源。將廢舊輪胎加工成橡膠粉作為改性劑加入到基質(zhì)瀝青中 制作成橡膠瀝青用于瀝青混凝土路面 , 不但可以消除黑色污染 , 而且可以減薄路面厚度、延長(zhǎng)路面的使用壽命 , 延緩反射裂