李田琳，張洪剛

(1.廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530011；2.廣西交通科學研究院有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

與SBS改性瀝青相比，橡膠瀝青是聚合物改性瀝青的一種，由基質(zhì)瀝青、橡膠粉、外加劑等經(jīng)過改性而成[1]。經(jīng)過膠粉改性提高了瀝青的粘彈性，改善了瀝青的抗老化能力和溫度敏感性，還增強了瀝青的高溫穩(wěn)定性和低溫抗開裂性能。橡膠改性瀝青中的膠粉，使得橡膠改性瀝青比SBS改性瀝青更粘稠，瀝青油膜厚度更大，極大地提高了橡膠瀝青路面的耐高溫、抗疲勞、抗老化、延緩反射裂縫、降低噪音等性能[2]。同時，橡膠改性瀝青技術可有效降低大量廢舊輪胎造成的環(huán)境污染，是一項綠色環(huán)保技術[3]。因此，由于橡膠改性瀝青具有良好的路用性能，在國內(nèi)外已被廣泛應用于大量實體工程，工程實踐效果良好[4]。

從國內(nèi)已有應用工程來看，橡膠改性瀝青被大量應用于瀝青路面表面層，在中面層應用較少[3-5]，本文基于濕熱地區(qū)瀝青路面抗車轍需求，優(yōu)化設計了橡膠改性瀝青中面層混合料材料組成設計，并在實體工程中進行了應用，施工質(zhì)量良好，本文可為橡膠改性瀝青在中面層中的應用提供重要的技術參考。

1 結(jié)構(gòu)設計

本文以來賓至馬山高速公路橡膠瀝青試驗段為依托工程，橡膠瀝青試驗路段與主線一般路段的結(jié)構(gòu)組合設計對比如表1所示，試驗路段采用雙層橡膠改性瀝青技術，共計20 km，施工樁號為K323+500～K343+500。

表1 來馬高速公路主線路段與試驗路段結(jié)構(gòu)設計對比表

2 原材料質(zhì)量控制

本工程采用的70#A級道路石油瀝青技術性能試驗指標如表2所示，各項指標滿足使用要求；膠粉采用廣西交通科學研究院所生產(chǎn)的40目橡膠粉，胎源全部為900 mm以上的大貨車輪胎，經(jīng)常溫研磨工藝加工而成，其物理和化學技術指標如表3所示，所用膠粉橡膠烴含量達到56%，具有良好的彈性，其他指標均滿足技術要求。

表2 70#A級道路石油瀝青試驗結(jié)果表

表3 橡膠粉技術性能指標檢測結(jié)果表

本文橡膠瀝青采用現(xiàn)場加工方式供應，成品橡膠改性瀝青現(xiàn)場檢測結(jié)果如表4所示，結(jié)果表明該橡膠瀝青180 ℃旋轉(zhuǎn)黏度為2.6 Pa·S，具有良好的施工和易性；25 ℃針入度為43(0.1 mm)，軟化點為68 ℃，具有良好的溫度敏感性和抗變形能力；25 ℃彈性恢復為82%，5 ℃延度為8.0 cm，具有良好的延展性。

表4 成品橡膠改性瀝青技術性能指標檢測結(jié)果表

3 施工配合比設計

中面層是瀝青路面抗剪切抵抗車轍的最為關鍵的一層，中面層瀝青混合料必須具有優(yōu)良的高溫抗變形能力[6]。優(yōu)化設計目標是控制塑性變形和流變變形，形成良好的骨架嵌擠支撐有良好的抗力、密實有良好的粘結(jié)力等材料結(jié)構(gòu)特征，并且防滲水、保密實。粗集料組成重點控制19 mm、13.2 mm、9.5 mm、4.75 mm關鍵篩孔通過率，以此形成良好的骨架；細集料組成重點控制2.36 mm、0.075 mm關鍵篩孔通過率，以此形成良好的密實度，本工程優(yōu)化設計的中面層橡膠改性瀝青混合料ARAC-20級配組成設計如表5所示。

表5 ARAC-20橡膠瀝青混合料生產(chǎn)配合比級配組成表

3.1 馬歇爾試驗

根據(jù)工程經(jīng)驗采用3個不同的油石比4.7%、5.0%、5.3%進行馬歇爾試件，試件尺寸為φ101.6 mm×(63.5±1.3)mm，試件成型采用雙面各擊實75次的方法[7]，集料為石灰?guī)r，填料為礦粉，按照橡膠瀝青混合料擊實控制溫度成型試件，測得不同油石比下橡膠瀝青混合料的體積指標，如表6所示。

表6 馬歇爾試驗結(jié)果匯總表

由馬歇爾試驗結(jié)果確定本文ARAC-20橡膠瀝青混合料最佳油石比為4.9%，通過試驗測得最佳油石比下的馬歇爾試驗體積指標結(jié)果如表7所示，結(jié)果表明最佳油石比下的體積指標良好，具有良好的空隙率、瀝青飽和度、間隙率、穩(wěn)定度、粉膠比等。

表7 確定的最佳油石比下的馬歇爾試驗體積指標結(jié)果表

3.2 性能驗證試驗

本文采用浸水馬歇爾穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗對ARAC-20橡膠瀝青混合料進行水穩(wěn)定性能進行，試驗結(jié)果見表8，浸水殘留穩(wěn)定度達到95.9%，凍融劈裂抗拉強度比達到89.8%，表明ARAC-20橡膠瀝青混合料具有良好的抗水損害性能。

表8 水穩(wěn)定性試驗結(jié)果表

本文采用車轍試驗進行高溫抗變形性能驗證，試驗條件：60±1 ℃，0.7±0.05 MPa，試驗結(jié)果見表9，結(jié)果表明ARAC-20橡膠瀝青混合料動穩(wěn)定度指標達到5 056次/mm，60 min車轍變形最大約為2.8 mm，說明本文ARAC-20橡膠瀝青混合料具有良好的高溫抗變形能力。

表9 高溫抗車轍試驗結(jié)果表

4 施工技術

4.1 拌合與施工溫度控制

溫度控制和拌合時間控制是橡膠改性瀝青混合料生產(chǎn)的關鍵控制參數(shù)，本工程橡膠改性瀝青混合料拌合溫度控制為185 ℃，出料溫度為180 ℃～185 ℃，橡膠瀝青混合料攪拌時間宜控制在40～45 s，以橡膠瀝青均勻裹覆集料、無花白料為準。

4.2 運輸與攤鋪控制

本工程橡膠改性瀝青混合料運輸均采用大噸位車輛，“前-后-中”3次或5次裝料方式，料車全程覆蓋篷布，到場溫度控制為170 ℃～180 ℃；攤鋪采用1臺瀝青混合料全幅攤鋪機進行，采用自動找平裝置控制標高和厚度，攤鋪的松鋪系數(shù)為1.25，攤鋪機行走速度控制在2.5～3.0 m/min，攤鋪溫度為170 ℃～175 ℃。

4.3 碾壓工藝控制

碾壓是保障橡膠改性瀝青施工質(zhì)量至關重要的一環(huán)，本工程碾壓按照及時、緊跟、慢壓、高溫、連續(xù)的原則，開始碾壓溫度≥165 ℃，采用鋼輪+膠輪的組合壓實工藝，壓實工序為：雙鋼輪壓路機初壓靜壓1遍→雙鋼輪復壓振壓3～4遍→膠輪壓路機復壓2遍→雙鋼輪壓路機終壓收光1～2遍，終壓溫度≥100 ℃。

5 施工質(zhì)量檢測

5.1 滲水檢測

在試驗路段隨機選擇4處不同位置進行滲水試驗，試驗結(jié)果如下頁表10所示，結(jié)果表明中面層滲水系數(shù)為30～120 ml/min，橡膠改性瀝青中面層具有良好的抗?jié)B水性能。

5.2 壓實度檢測

在試驗路段隨機選擇多處不同位置鉆芯取樣進行壓實度檢測，試驗結(jié)果如下頁表11所示，結(jié)果表明大部分芯樣壓實度為95.5%～96%，芯樣空隙率為4.0%～4.5%，表明橡膠改性瀝青中面層具有良好的密實性。

表10 橡膠瀝青中面層左幅試驗段滲水結(jié)果表

表11 橡膠改性瀝青中面層試驗段壓實度測試結(jié)果表

6 結(jié)語

本文通過試驗和工程試驗段應用，進行了瀝青路面中面層應用橡膠改性瀝青技術的研究，提出了中面層橡膠改性瀝青混合料的原材料控制技術指標、配合比設計及性能控制指標要求，并提出了中面層橡膠改性瀝青混合料施工技術參數(shù)與工藝控制要求。室內(nèi)試驗和工程施工質(zhì)量檢測指標表明，用于瀝青路面中面層的橡膠改性瀝青混合料ARAC-20具有良好的體積參數(shù)、水穩(wěn)定性和高溫抗車轍性能，本文可為橡膠改性瀝青在瀝青路面中面層的技術應用提供重要的指導與參考。