周廣洲 黃智軍

摘要:橡膠瀝青技術(shù)是瀝青改性技術(shù)的一種,是典型的綠色環(huán)保項目。文章通過試驗研究,進一步論證了該技術(shù)在瀝青路面中應(yīng)用的可行性和充分性。橡膠瀝青試驗路的鋪筑,進一步論證了廢胎膠粉在瀝青路面中應(yīng)用的可行性和充分性。使用橡膠瀝青混凝土作為瀝青路面的抗滑表層,可以有效降低汽車的行車噪音,對減少城市的噪音污染有著更為深遠的意義。

關(guān)鍵詞:橡膠瀝青;路面技術(shù);級配;施工;試驗路

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)20-0152-03

一、試驗路概況

路面結(jié)構(gòu)為4cm細粒式橡膠瀝青混凝土(AC-13)+4cm中粒式橡膠瀝青混凝土(AC-16)+30cm二灰穩(wěn)定碎石基層+15cm二灰穩(wěn)定碎石底基層。其中AC-16橡膠瀝青混凝土采用密級配瀝青混合料,AC-13橡膠瀝青混凝土分別采用密級配瀝青混合料和開級配瀝青混合料,各鋪筑1公里。

二、南非藍派橡膠瀝青路用性能的試驗研究

(一)橡膠瀝青結(jié)合料性能研究

針對橡膠瀝青,目前國內(nèi)技術(shù)標準體系中尚無專用標準。世界許多國家(如南非、美國)都制定了針對橡膠瀝青的技術(shù)標準,各國技術(shù)標準不盡相同,試驗和評價方法也不一樣,在應(yīng)用中只能作為參考。橡膠瀝青由南非藍派筑路技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn),經(jīng)測試,試驗結(jié)果見表1:

由表1可知,該橡膠瀝青的各項技術(shù)指標符合要求。

(二)橡膠瀝青混合料性能研究

為驗證南非橡膠瀝青的路用性能,對橡膠瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性以及開級配橡膠瀝青混合料的抗飛散性能和抗析漏性能進行試驗,研究其性能滿足規(guī)范和指南的要求,從而初步論證了其可行性。為進一步檢驗其實際使用性能,通過鋪筑試驗路來直觀檢驗。

三、試驗路鋪筑

(一)目標配合比設(shè)計

在試驗路的瀝青混合料配合比設(shè)計中,共有AC-16C、AC-13C和開級配-13三種瀝青混合料,針對密級配和開級配的不同性能特點和不同設(shè)計方法,對三種瀝青混合料分別進行了材料設(shè)計。

對密級配瀝青混合料,主要以間斷級配、骨架結(jié)構(gòu)為原則,通過優(yōu)化礦料級配,來提高混合料的性能。設(shè)計方法采用國內(nèi)通用的馬歇爾設(shè)計方法,技術(shù)標準同《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)。

開級配瀝青混合料,作為一種空隙結(jié)構(gòu),設(shè)計空隙率一般在18%~25%。在設(shè)計方法上借鑒了南非的設(shè)計經(jīng)驗。

1.原材料性能測試。

2.目標配合比設(shè)計曲線。

3.目標配合比設(shè)計驗證。

由上表數(shù)據(jù)可見,兩種密級配橡膠瀝青混合料的動穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂殘留強度比均符合規(guī)范要求,開級配-13的動穩(wěn)定度、飛散損失和析漏損失均滿足規(guī)范要求,說明設(shè)計是合理的。

4.目標配合比設(shè)計結(jié)果。

(二)生產(chǎn)配合比設(shè)計

在上述目標配合比的基礎(chǔ)上,進行了生產(chǎn)配合比設(shè)計。

經(jīng)配合比設(shè)計檢驗,混合料各項技術(shù)指標均滿足規(guī)范要求。

(三)橡膠瀝青混合料生產(chǎn)、運輸

1.生產(chǎn)工藝?；|(zhì)瀝青采用濱州90號瀝青,加熱到一定溫度后,加入添加劑,并攪拌均勻,同時繼續(xù)加熱。當摻入添加劑的基質(zhì)瀝青加熱到200℃～210℃后,泵入拌合裝置,同時按比例加入合格橡膠粉并在高溫下繼續(xù)拌合,直到拌合均勻。將拌合均勻的瀝青橡膠輸送入反應(yīng)裝置中進行充分反應(yīng)后生產(chǎn)出性能可靠的瀝青橡膠結(jié)合料,同時為保證瀝青橡膠結(jié)合料與集料的充分拌合,需將瀝青橡膠繼續(xù)加熱到195℃～200℃。將加熱后的瀝青橡膠結(jié)合料輸送到普通瀝青拌合站的拌合設(shè)備中與集料充分拌合(拌合時間約為60s)生成瀝青橡膠混合料。

2.運輸。采用自卸式卡車運輸,車頂加蓋苫布。

(四)橡膠瀝青混合料攤鋪

橡膠瀝青混合料的攤鋪使用常規(guī)瀝青混凝土攤鋪設(shè)備進行攤鋪。

1.地表溫度要求。由于橡膠瀝青粘度高,如果地表溫度較低,攤鋪后的混合料溫度損失很大,一般應(yīng)大于15℃。

2.攤鋪的溫度控制。橡膠瀝青砼的拌合溫度為190℃～200℃,到場溫度經(jīng)測為185℃～195℃,攤鋪機的入料溫度為180℃～190℃,攤鋪后的溫度為175℃～185℃,根據(jù)《北京市廢胎膠粉瀝青及混合料設(shè)計施工技術(shù)指南》的要求,攤鋪溫度不低于172℃,實際攤鋪溫度控制工作滿足要求。

3.攤鋪速度控制。攤鋪機經(jīng)預(yù)熱后進行正式攤鋪,采用慢起步,均加速的方式,起步階段采用1m/min的速度進行攤鋪,當攤鋪機穩(wěn)定、攤鋪長度達20米后,再逐漸加速至3m/min,并保持這一速度進行均速攤鋪。

4.松鋪系數(shù)的確定。確定密級配AC-16松鋪系數(shù)為1.18,密級配AC-13為1.14,開級配-13為1.20。

(五)碾壓

對于密級配橡膠瀝青混凝土,初壓:采用鋼輪壓路機靜壓1遍,掛振碾壓2～3遍,溫度控制在140℃左右,壓路機應(yīng)緊跟攤鋪機;復(fù)壓:采用振動壓路機綜合碾壓6遍左右,碾壓溫度須在120℃以上;終壓:復(fù)壓完成后立即進行終壓,采用壓路機靜壓2遍。

對于開級配橡膠瀝青混凝土,為保證路面壓實度,同時保護混合料中的開口空隙,在碾壓過程中壓路機不啟振,碾壓遍數(shù)同密級配混合料基本相同。

與傳統(tǒng)瀝青混合料相比,橡膠瀝青高溫粘度明顯高于普通瀝青,所以橡膠瀝青的高溫壓實不存在問題,并且有利于提高路面壓實度。

(六)試驗路檢測

檢測結(jié)果如下:

1.密實度:密級配AC-16平均為97.7%;密級配AC-13平均為98.2%;開級配-13平均為99.3%,均滿足規(guī)范要求。

2.平整度(面層):平均值1.04,滿足規(guī)范要求。

3.透水性:密級配橡膠瀝青路面幾乎不透水,開級配路面透水性良好,為1.3～1.8e/s。

4.抗滑性能:開級配橡膠瀝青混凝土路面抗滑性能指標,構(gòu)造深度TD(mm)2.13;擺值(BPN)56.3;密級配橡膠瀝青混凝土路面抗滑性能指標,構(gòu)造深度TD(mm)1.07;擺值(BPN)48.7。從表中數(shù)據(jù)可看出,橡膠瀝青混凝土路面具有較大的構(gòu)造深度、摩擦系數(shù),路面抗滑性能良好。

5.降噪效果。降低噪聲水平約4dB(A),降噪效果明顯。

四、結(jié)論

1.橡膠瀝青試驗路的鋪筑,進一步論證了廢胎膠粉在瀝青路面中應(yīng)用的可行性和充分性。將廢胎膠粉變廢為寶,用于瀝青混合料中,可以改善瀝青路面的使用性能,降低路面的造價,延長路面的使用性能。這對于道路車轍病害和水損壞比較普遍的現(xiàn)象有著特殊的意義。在這方面,南非的設(shè)計理論和技術(shù),值得我們借鑒。

2.使用橡膠瀝青混凝土作為瀝青路面的抗滑表層,可以有效降低汽車的行車噪音,對減少城市的噪音污染有著更為深遠的意義。

3.為保證開級配瀝青路面的空隙率,真正發(fā)揮開級配瀝青混合料降噪及安全性能,應(yīng)有相配套的養(yǎng)護技術(shù)作支撐。