李全忠

橡膠瀝青路面在高速公路中推廣應(yīng)用探求

李全忠

（西部中大建設(shè)集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州730030）

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技實(shí)力的不斷提升，高速公路已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)生活中不可缺少的一部分。由于汽車數(shù)量不斷增加，超載現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，傳統(tǒng)的瀝青路面難以承受重壓，容易破損，影響了車輛行駛過程中的舒適性和安全性，容易誘發(fā)交通事故，傳統(tǒng)的、單一的養(yǎng)護(hù)技術(shù)已跟不上高速公路的正常使用需求。為了提高高速公路的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，滿足現(xiàn)代化公路行車的需求，產(chǎn)生了新材料橡膠瀝青，并且被廣泛應(yīng)用于各類高速公路的建設(shè)當(dāng)中，這就使得高速公路的橡膠瀝青路面施工建設(shè)變得極其重要。本論述主要從橡膠瀝青路面在高速公路中推廣應(yīng)用探求方面進(jìn)行分析研究，希望能夠最大限度地促進(jìn)我國(guó)高速公路建設(shè)的發(fā)展。

橡膠瀝青路面；高速公路；混合材料；廢舊輪胎原質(zhì)

為了最大限度保證高速公路的安全運(yùn)行，響應(yīng)國(guó)家建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的號(hào)召，高速公路施工建設(shè)的混合材料也就顯得非常重要，要保證高速公路的施工建設(shè)材料的性能穩(wěn)定，安全系數(shù)要非常高。在2007年，我國(guó)交通部開展了“材料節(jié)約和資源循環(huán)利用”專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃，將高速公路施工建設(shè)材料橡膠瀝青科技應(yīng)用作為示范項(xiàng)目，第一次將廢胎膠粉應(yīng)用于高速公路施工建設(shè)中，第一次體現(xiàn)在滬蓉西高速公路路面工程中，之后就對(duì)此公路施工建設(shè)材料進(jìn)行了大面積的推廣應(yīng)用。

1　橡膠瀝青路面是目前高速公路施工建設(shè)的主要方法

目前，橡膠瀝青路面是高速公路施工建設(shè)的主要方法。橡膠瀝青的混合材料是將廢舊輪胎原質(zhì)進(jìn)行加工處理，形成橡膠粉粒，然后再按一定的粗細(xì)級(jí)配比例進(jìn)行混合分配組合，同時(shí)再添加多種高聚合物的改性劑，然后在高溫條件下，一般溫度在180℃以上，再進(jìn)行充分的拌合，與基質(zhì)瀝青進(jìn)行充分熔脹反應(yīng)后，這樣就可以使改性瀝青膠結(jié)材料形成橡膠瀝青材料。使用橡膠瀝青材料鋪設(shè)的公路，我們一般稱之為橡膠瀝青公路。一般情況下，橡膠瀝青路面的顏色要比普通瀝青路面顏色要深。這是我國(guó)在橡膠制品工業(yè)領(lǐng)域中關(guān)于高速公路路面應(yīng)用產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)的延伸和新成果。西方國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用最早開始于20世紀(jì)60年代，橡膠瀝青的使用，最初是用在公路的應(yīng)力吸收層中，但是自1975年開始，這項(xiàng)技術(shù)開始應(yīng)用于高速公路的瀝青路面鋪設(shè)施工建設(shè)中。我國(guó)關(guān)于該項(xiàng)目的研究分析開始于2001年，主要是對(duì)輪胎膠粉進(jìn)行專項(xiàng)研究，將此項(xiàng)技術(shù)和我國(guó)高速公路重載交通環(huán)境相結(jié)合，提出了適用于我國(guó)國(guó)情和高速公路使用的橡膠瀝青混凝土應(yīng)用技術(shù)［1］。表1為不同橡膠瀝青混凝土密級(jí)配的目標(biāo)配比。

表1　不同橡膠瀝青混凝土密級(jí)配的目標(biāo)配比（通過率%）

2　高速公路橡膠瀝青路面的施工建設(shè)流程

2.1高速公路橡膠瀝青混合料的拌和

高速公路橡膠瀝青路面的施工建設(shè)流程，主要分為以下幾個(gè)方面：第一，高速公路橡膠瀝青的制作，通過實(shí)驗(yàn)證明，只有當(dāng)橡膠粉的摻入量達(dá)到5%以上時(shí)，高速公路橡膠瀝青的性能才具有明顯改善［2］。通常定義下，高速公路橡膠瀝青一般定義為：橡膠粉的摻入量達(dá)到5%以上，橡膠粉在高溫狀態(tài)下到溫度到達(dá)180℃以上，這樣的溫度必然與瀝青熔脹反應(yīng)相反應(yīng)，這樣能夠達(dá)到到改變?yōu)r青膠結(jié)結(jié)構(gòu)的目的。普通基質(zhì)瀝青里面加入含量在5%以上的廢舊輪胎橡膠粉，經(jīng)過快速攪拌之后，然后在高溫狀態(tài)下進(jìn)行攪拌反應(yīng)，能夠?qū)е赂咚俟废鹉z瀝青形成的狀態(tài)不同。由于橡膠瀝青其性能會(huì)隨儲(chǔ)存時(shí)間不同而不斷發(fā)生變化，因此，在橡膠瀝青狀態(tài)形成之后，在原則上應(yīng)在24h內(nèi)使用完畢。如果需要進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)，這時(shí)必須要將橡膠瀝青的溫度降到145℃～155℃范圍內(nèi)，只有在這個(gè)范圍內(nèi)存儲(chǔ)，才能保證高速公路橡膠瀝青的性能不發(fā)生改變，但是要注意的是存儲(chǔ)時(shí)間一般不能超過3d。所以，高速公路橡膠瀝青混凝土示范工程必須要采用濕法施工的方法，要安裝一套專用的橡膠瀝青改性的設(shè)備，橡膠瀝青要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作，橡膠粉摻入量要求為瀝青質(zhì)量的22%左右。在對(duì)橡膠瀝青180℃旋轉(zhuǎn)角度要求應(yīng)該為2.0～4.04Pa.s［3］。在對(duì)高速公路橡膠瀝青進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)時(shí)，橡膠瀝青的角度指標(biāo)溫度應(yīng)該為210℃。具體指標(biāo)見表2所示。

表2　橡膠瀝青混合料性能指標(biāo)

2.2高速公路橡膠瀝青混合材料的溫度控制

在高速公路橡膠瀝青的生產(chǎn)過程中，橡膠瀝青的加工溫度一般應(yīng)該嚴(yán)格控制在180℃～190℃。當(dāng)橡膠粉摻入量較大時(shí)，加工溫度應(yīng)該進(jìn)行適當(dāng)提高，但是，加工溫度一般不應(yīng)高于210℃［4］。與此同時(shí)，橡膠瀝青加工攪拌的時(shí)間，也就是高速公路橡膠瀝青的反應(yīng)時(shí)間，一般為45～60min。

在橡膠瀝青生產(chǎn)完成之后，應(yīng)該將橡膠瀝青進(jìn)行及時(shí)保溫儲(chǔ)存，用于儲(chǔ)存橡膠瀝青和基質(zhì)瀝青的儲(chǔ)存罐一定要具有加熱和保溫功能，這樣可以確保儲(chǔ)存罐能保持在一定的溫度范圍之內(nèi)，必須保持溫度范圍規(guī)定在180℃～190℃。針對(duì)高速公路橡膠瀝青混合材料的溫度控制，必須從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析研究：一是高速公路橡膠瀝青混合材料的拌和時(shí)間要求。橡膠瀝青混合料攪拌的時(shí)間經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的試拌測(cè)驗(yàn)，以瀝青均勻裹覆集料為標(biāo)準(zhǔn)。由于橡膠瀝青的粘度比普通的瀝青粘度要大得多，因此，通過對(duì)拌和時(shí)間進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，最后確定為50～60s，而且，其中的干拌時(shí)間應(yīng)該不少于10～15s，與此同時(shí)濕拌時(shí)間不少于40s；二是高速公路橡膠瀝青混合材料的拌和溫度要求［5］。高速公路橡膠瀝青混合料的拌和溫度依照表3來進(jìn)行現(xiàn)實(shí)操作，可以了解到，合理的出料裝車溫度范圍一般為190℃～200℃，同時(shí)要注意的是出料裝車極限溫度范圍為180℃～210℃。

表3　混合料的拌和溫度參教

2.3高速公路橡膠瀝青混合料的運(yùn)輸

混合料拌制完成之后，要立即運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)施工。在進(jìn)行混合料運(yùn)輸時(shí)，一般用自卸車進(jìn)行運(yùn)輸，汽車一般要前后移動(dòng)三次進(jìn)行裝料，減少粗集料的離析。在運(yùn)輸時(shí)要做好遮擋工作和保溫工作，橡膠瀝青混合料的運(yùn)輸溫度應(yīng)保持在165℃左右，夏季溫度較高時(shí)，可以適當(dāng)降低運(yùn)輸時(shí)溫度，溫度維持在150℃以上；冬季較冷時(shí)，可以適當(dāng)提高運(yùn)輸時(shí)溫度，溫度維持在175℃左右。在橡膠瀝青混合料的運(yùn)輸過程當(dāng)中必須做好保溫防護(hù)工作，保證橡膠瀝青混合料的質(zhì)量。

2.4高速公路橡膠瀝青混合料的攤鋪

在進(jìn)行高速公路橡膠瀝青混合料的攤鋪時(shí)，要保證橡膠瀝青路面的平整，攤鋪既要連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行，也要做到攤鋪均勻、緩慢。攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度一般保持在每米1～3min，可以根據(jù)施工機(jī)械的類型、拌和樓的產(chǎn)量、攤鋪厚度、攤鋪寬度來進(jìn)行調(diào)整。橡膠瀝青混合料的表層非常重要，一般采用非接觸式平衡梁裝置控制其厚度，形成良好的熱接縫。

另外，在進(jìn)行攤鋪時(shí)，要將攤鋪機(jī)調(diào)制至最佳工作狀態(tài)，必須注意的是，螺旋布料器兩端的自動(dòng)料位器，務(wù)必將其調(diào)整到位，使料門開度、鏈板送料器和螺旋布料器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度相協(xié)調(diào)。螺旋布料器中的混合料比螺旋布料器略高，一般高于其2/3即可，保持熨平板的擋板前混合料的高度和全寬范圍內(nèi)的高度一致，防止攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象，保證路面工程質(zhì)量。

2.5高速公路橡膠瀝青混合料的碾壓

橡膠瀝青混合料的碾壓環(huán)節(jié)直接決定著瀝青面層的質(zhì)量，因此，在碾壓前，要選擇合理的壓實(shí)機(jī)械以及和其他設(shè)備的配套方式，務(wù)必按照混合料的壓實(shí)順序進(jìn)行，保證橡膠瀝青混合料表層壓實(shí)和平整。橡膠瀝青混合料的壓實(shí)一般遵循“不間斷和慢壓”的原則，一般有初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)環(huán)節(jié)。初壓基本在攤鋪后的高溫下及時(shí)進(jìn)行，一般可用雙鋼輪壓路機(jī)碾壓兩遍，由路肩向中間碾壓，前進(jìn)時(shí)靜壓、后退時(shí)振動(dòng)；復(fù)壓和終壓需進(jìn)行明顯的標(biāo)志，分清路段，便于司機(jī)進(jìn)行碾壓。同時(shí)，在進(jìn)行碾壓的各個(gè)環(huán)節(jié)，如松鋪厚度、壓路機(jī)組合、碾壓速度、碾壓溫度等要安排專人進(jìn)行管理和監(jiān)督，防止出現(xiàn)漏壓和超壓的情況。橡膠瀝青混凝土的壓實(shí)度必須保持在96%以上，壓實(shí)完成后原則上12h內(nèi)不能通車，防止路面變形。

3　橡膠瀝青在高速公路施工中的質(zhì)量控制措施

3.1嚴(yán)格控制橡膠瀝青混合料的配合比例

混合料的配合比例在橡膠瀝青在高速公路施工中有著重要的作用，混合料的配合比例的好壞關(guān)系橡膠瀝青的質(zhì)量，因此，務(wù)必重視混合料的配合比例工作。在施工過程當(dāng)中，混合料的配合比例設(shè)計(jì)要依據(jù)施工要求和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行配料時(shí)，必須對(duì)橡膠粉、瀝青、砂、水、石、添加劑進(jìn)行稱重，保證給類原料加入量正確，提高混合土配置質(zhì)量。另外，需要注意的是，在進(jìn)行瀝青混合料攪拌時(shí)，要嚴(yán)格控制水的加入量，水不能太多也不能太少，數(shù)量不合理會(huì)影響混合料的質(zhì)量。嚴(yán)格控制混合料的配合比，既能確保瀝青路面的施工質(zhì)量，也能提高整個(gè)高速公路的施工質(zhì)量。

3.2加強(qiáng)橡膠瀝青高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)管理

在進(jìn)行施工時(shí)，要加強(qiáng)整個(gè)施工的全過程化管理。首先，要制定科學(xué)合理的施工管理規(guī)章制度，規(guī)范施工人員的工作行為、設(shè)備的使用和物料的管理，確保各項(xiàng)施工工作都能有序開展，提高施工效率；同時(shí)也要保證各類物料質(zhì)量合格，規(guī)格合理，加強(qiáng)路面質(zhì)量管理；其次，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的巡查管理，注重施工工序的檢查和物料質(zhì)量的檢查，確保每道工序質(zhì)量過關(guān)，對(duì)存在質(zhì)量問題和有安全隱患的的工序，要及時(shí)處理和上報(bào)，將不安全因素扼殺在初始環(huán)節(jié)，確保整個(gè)高速公路的工程質(zhì)量。

3.3提高高速公路橡膠瀝青混合料的壓實(shí)技術(shù)

高速公路橡膠瀝青混合土的壓實(shí)工作對(duì)整個(gè)高速公路的建設(shè)來說非常重要，因此，必須加強(qiáng)橡膠瀝青混合料的壓實(shí)技術(shù)。如果壓實(shí)質(zhì)量不過關(guān)，在施工后經(jīng)常出現(xiàn)路面沉降和路面裂縫，將會(huì)影響車輛行使過程中的舒適性，也存在一定的安全隱患。在整個(gè)路面壓實(shí)過程當(dāng)中，要嚴(yán)格按照施工的要求，進(jìn)行橡膠瀝青混合料的分層填筑和碾壓，一層填筑壓實(shí)之后，經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量合格，在進(jìn)行上一層的填筑和碾壓。通過分層的填筑和碾壓，提高整個(gè)高速公路的施工質(zhì)量。

4　結(jié)束語

隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷上升，關(guān)于高速公路瀝青路面建設(shè)技術(shù)，在具體的施工過程中，已經(jīng)開始采用新技術(shù)、新工藝和新材料，這些新技術(shù)、新工藝和新材料的使用在高速公路瀝青路面的施工建設(shè)中具有良好的效果。今后在高速公路瀝青路面的施工建設(shè)中，必須要重視這幾個(gè)階段，首先是橡膠瀝青，其次是瀝青再生，最后是瀝青溫拌等新技術(shù)的運(yùn)用。在施工建設(shè)中要嚴(yán)格遵循工藝流程，對(duì)施工質(zhì)量要嚴(yán)格把關(guān)，采取質(zhì)量控制措施，要保證施工任務(wù)的順利完成，最終確保高速公路瀝青路面施工建設(shè)的工程質(zhì)量，促使高速公路瀝青路面的施工建設(shè)能夠取得更好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。

［1］高懷鵬，任珩.橡膠瀝青路面在高速公路中推廣應(yīng)用［J］.公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2009（01）：72-74.

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U414

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.09.021

2016-5-9

李全忠（1980-），男，漢族，甘肅張掖人，大學(xué)專科，主要從事工程檢測(cè)工作。