浅谈高速公路沥青路面养护新技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅谈高速公路沥青路面养护新技术 摘要:采用废旧轮胎橡胶粉改性沥 青作为一种新型的改性沥青,由于其独特 的路用性能和环保效益及相对较低的成 本投入,正在得到普遍的推广和应用。详 细阐述了高速公路沥青路面采用橡胶沥 青混合料的配合比设计要点,并对其施工 技术和检测进行了深入探讨和总结。实 践证明,沥青路面采用橡胶沥青混合料对 防治路面反射裂缝效果良好。 中国论文网 /2/view-12901231.htm 关键词:新材料;沥青橡胶；橡胶 沥青混合料；施工技术; 路面检测 Abstract: adopting scrap tire rubber modified asphalt powder as a new type of modified asphalt, due to its unique way- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 use performance and environmental benefits and relatively low cost investment, is universally popularizing and applying. Expounds the highway asphalt pavement using rubber asphalt mixture ratio design points, and its construction technology and testing has been discussed and summarized in this paper. Practice has proved, the asphalt pavement using rubber asphalt mixture the prevention and cure of road surface reflection crack effect is good. Keywords: new materials; Asphalt rubber; Rubber asphalt mixture; Construction technology; Road test 中图分类号：U416.217 文献标 识码：A 文章编号： 引言 橡胶沥青混合料在美国、加拿大、 欧洲等发达国家和地区公路工程中已得 到普遍应用,近年来我国也开始对橡胶粉 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 改性沥青进行研究,已在在广东、江西、 湖北、四川、湖南、北京等地高速公路 沥青路面养护工程中逐步推广使用。 废旧轮胎中含有天然橡胶、合成 橡胶、硫磺和碳黑等成分,是道路沥青良 好的改性剂。国内外研究表明,废旧橡胶 粉可明显提高基质沥青的使用性能;橡胶 沥青混合料具有优良的高温稳定性、低 温抗裂性、抗水损害能力,其抗老化性能 和抗疲劳性能更优于其他改性沥青混合 料,橡胶沥青混合料摊铺成高油石比的高 弹性低噪音路面,可有效地阻止水对路面 的破坏,提高行车的舒适性,降低噪声污 染,减薄路面层的厚度,抵抗重交通荷载 和不良气候的影响,适宜于高等级公路沥 青路面工程。近年来,在湖南常吉、衡炎 及广东莞佛高速公路等改造路段面层及 应力吸收层得到了应用,现对橡胶沥青混 合料配合比设计与施工进行如下分析探 讨。 1 新材料 1.1 如果说材料性能的改善在最 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 初采用改性沥青和改性乳化沥青时只是 看重于一般性地对沥青性能的改善，而 在随后的发展中新的养护材料就更针对 预防性养护的特点来开发了。由于预防 性养护是敷设在沥青路面上的第一薄层 养护层，它不像沥青混凝土那样对抵抗 疲劳载荷的破坏和在抗车辙的能力方面 有着很高的要求。对养护层来说更为重 要的首先是抵抗车轮磨耗的能力，包括 车轮刮落集料的颗粒、对集料颗粒的磨 光作用，以及集料与粘结剂之间的相容 性（亦即沥青与集料的粘附能力） ，这 些都直接影响着养护层的抗滑性能、它 的衰减速率以及与原路面之间结合的牢 固程度。第二是养护材料抵抗外部塑性 变形的能力，亦即要求养护材料有足够 的粘弹性和延展性，以便吸收由于温度 变化或原路面传上来的变形和应力。第 三是它的密水性能，亦即防止水分透过 养护层渗入路面的能力，这直接影响到 养护层抗水损害的性能。第四是在环境 因素的作用下耐老化的能力。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 1.2 针对上述要求，新的养护材 料的开发重点是增强它的粘弹性、坚韧 性以及与集料之间的粘附性能。高粘度 橡胶沥青的开发是新型养护材料的一个 典型实例。橡胶沥青（Rubberized Asphalt） ，也称沥青橡胶（Asphalt Rubber）是一种将磨细的橡胶屑经特殊 的工艺处理后形成的一种沥青与泡胀成 凝胶状的橡胶颗粒组成的高粘度的粘结 剂。橡胶沥青的制备工艺可以分成干式 和湿式处理两大类。橡胶沥青最初的工 艺方式是干式处理法“Dry Process”。这 种方法是将磨细的橡胶屑直接与集料一 起加入到搅拌器中与沥青搅拌而形成混 合料。在这一处理过程中，橡胶屑并未 与沥青发生任何反应，因而作为粘结剂 的沥青其本身的性能并未获得明显的改 善，而橡胶屑只是类似填料在发挥作用， 干式处理所加入的橡胶屑的比例通常是 有限的（大约 35%） 。现在干式处理法 制备的沥青混合料被命名为橡胶屑改性 的沥青混合料（Rubber-Modified Mix） 。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 1.3 湿式处理法（Wet Process） 是将磨细的橡胶屑加入到沥青中去浸泡， 然后再与集料拌和而成沥青混合料。湿 式处理开始发展时曾采用溶剂浸泡的方 法，首先将橡胶屑放入石油溶剂中（例 如航空煤油中）加以浸泡，使它在溶剂 中膨胀而表面变软，然后再与热沥青一 起在高速搅拌状态下进行反应而制成橡 胶沥青的粘结剂。由于溶剂法的成本高、 有污染、安全性差，因而随后被高温直 接浸泡的方法所取代。目前大量使用的 制备橡胶沥青的湿式工艺是将磨细的橡 胶屑（12 mm 左右）放在装有高温热 沥青（191218 ）的反应釜中浸泡数 小时，使橡胶颗粒的表面形成一层凝胶 体（图 6） 。湿式处理的工艺通常需要在 沥青中加入 1826%的橡胶屑，以获得 最佳的粘度。现在由湿式处理法制备的 粘结剂被命名为沥青-橡胶（Asphalt- Rubber） 。 2 沥青-橡胶 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 是一种高粘度和高粘弹性的粘结 材料，其粘度随着橡胶屑含量的增加而 增大。由于沥青橡胶具有很高的粘弹性， 所以它作为一种预防性的养护材料和集 料的粘结剂有着一系列的优越性： 2.1 具有更强的粘附能力，可以 使集料颗粒之间以及养护层和原路面之 间粘结得更加牢固，因而表现出更强的 抗车轮磨耗的能力； 2.2 良好的密水性能，可防止水 分透过养护层渗入至沥青路面； 2.3 具有高度的弹性恢复能力， 可以更好地承受弹塑性变形和外部传递 的应力； 2.4 可以更多地提高粘结剂在混 合料中的含量以增加裹覆集料颗粒的沥 青膜厚度而不会导致泛油； 2.5 改善混合料的低温抗裂和高 温敏感性； 2.6 废旧轮胎橡胶中所含有的抗 氧化剂还有利于提高粘结剂耐老化的能 力。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 3 橡胶沥青路面施工技术及质量 控制措施 3.1 橡胶沥青的制备 橡胶沥青制备采用现场改性方法, 在生产工艺中,搅拌速度、反应时间及温 度等因素影响橡胶沥青品质,需根据实际 情况确定。其中,反应温度尤其重要,橡 胶沥青的生产温度宜控制在 180 195,反应时间一般为 4560min。 3.2 橡胶沥青混合料的搅和 3.21 沥青混凝土拌和楼,筛网设置 决定了混合料级配的稳定性和生产经济 性,根据本试验路所用矿料的级配情况, 热料仓选择的筛网孔径为 18.0、11.0、6.0、3.0mm,混合料中粗集 料用量比例较大,生产过程中需要严格控 制好拌和楼冷料上料速度与热料仓的料 位平衡。 3.22 加工好的橡胶沥青成品 罐直接与拌和楼对接,由于橡胶粉能吸收 沥青中的油分,使稠度增加,橡胶沥青裹 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 敷在碎石表面的沥青膜大为增厚,为了增 强辉绿岩集料与橡胶沥青的粘结性能,特 掺入 2.5%的缓凝水泥作为抗剥落剂,水 泥从矿粉仓进入拌和锅。生产过程中,拌 和周期约为 60s,其中干拌约 8s,湿拌约 40s,要求拌出的沥青混合料沥青裹覆得 均匀,无花白料。沥青加热温度为 180 190,矿料加热温度为 190200 , 混合料出厂温度控制在 185左右。 3.3 橡胶沥青混合料碾压 胶沥青级配混合料级配粗,胶结料 黏稠,相比普通动压实功。橡胶沥青级配 混合料不推挤,初压就可以采用振动方式 紧跟摊铺机进行碾压。为了防止黏轮和 泛油现象,本试验路采用了 4 台双钢轮压 路机在全宽范围内分别紧跟 2 台摊铺机 负责约半个摊铺路面的压实。碾压遍数 为:先初压 2 遍,前进时静压后退时振压, 复压 3 遍,前后开振,最后终(静)压 2 遍, 碾压速度控制在 4kmh-1 以下。 4 路面检测与施工效果分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 4.1 某工程试验路完工后,实验室 按照验收评定相关要求,组织了对部分验 评项目的现场检测,检测项目包括渗水系 数、构造深度和压实度。 4.2 为检验路面的密水效果和表 面抗滑性能,对完工路面的 6 个位置进行 了检测,每个位置取 3 个测点进行渗水系 数和构造深度试验,测试结果取均值。检 测点路面渗水系数均符合设计要求(渗 水系数设计值要求不大于 120mL.min-1);表 面构造深度均值大都控制在 1.1mm 左 右,表明设计的混合料具有较好的抗滑性,施 工均匀性也较为理想。 4.3 为了检验路面的压实效果,对 路面压实度进行了检测。芯样厚度、马 氏压实度和理论压实度均满足技术要求, 路面现场空隙率为 5.3%,与配合比设计 空隙率基本吻合,表明采用的碾压工艺合 理,取得了预期效果。某路面翻