橡胶沥青胶粉双复合改性沥青混凝土路面施工技术

1、橡胶沥青胶粉双复合改性沥青混凝土路面施工技术前言废轮胎粉在沥青混合料中的应用 , 在国际上已有比较悠久的 历史。在我国 ,1999 年交通部公路科学研究所首次将橡胶沥青用 于马房大桥 ,2001 年交通部“废旧橡胶沥青用于筑路的技术研 究”项目在全国各地进行了试验与应用。 橡胶沥青混合料的抗车 辙能力可达到 5000-6000 次, 上面层添加多米克斯后现场芯样车 辙次数可达 12000次, 完全满足高速公路重载交通的需求 , 延长 了路面的使用寿命。同时 , 沥青混合料摊铺时粘度大、离析小 , 表面颗粒分布均匀美观 , 防渗水能力强 , 表面构造深度大 ,行车噪 音小,抗低温 , 抗裂变 ,

2、 抗疲劳 , 抗老化。此外 , 它还有利于减少废 旧轮胎对环境的污染 , 促进可持速发展和资源的再生利用 , 降低 投资成本。橡胶沥青路面是国内学者的研究热点 , 也将是国家高 等级公路路面的发展方向。工程概况湖南常吉高速公路路面第 3合同段6KM的实验路,开竣工日 期为 2007年 10 月-2008 年 12 月, 路基宽度为 24.5m, 单幅路面宽 度为 10.5m; 湖南衡炎高速公路路面 22 与 24 合同段地处湖南茶 陵县境内，全长分别为26KM与 31KM开竣工日期为2008年12月 -2009年12月，路基宽度为26m,单幅路面宽度为11.25m。路面的结构形式为:上面层采用

3、厚4厘米ARHM13(SW)粉双 复合改性沥青混凝土，中面层采用厚6厘米AC20+Domix改性沥青 混凝土 ,下面层采用厚7厘米AC25普通沥青混凝土，封层采用橡 胶沥青应力吸收层 , 基层为 2*17cm 水稳碎石基层。施工特点橡胶沥青、胶粉双复合改性沥青混凝土路面施工有以下特点:八、橡胶沥青中的废胶粉主要是以颗粒状在沥青中存在 , 因 而沥青混合料矿料组成设计必须充分考虑胶粉的存在 , 采用骨架 嵌挤型间断级配。橡胶粉掺加到沥青中去以后导致沥青粘度增大 , 所以施 工温度提高 , 弹性增大 , 所以混合料在高温时必须紧跟碾压。橡胶沥青混凝土路面在承载力和抗反射裂缝都有明显的 优势, 可以

4、减薄沥青面层厚度 30%-70%。大大节约路面材料的用 量 , 减小工程的成本投入。由于胶粉与Domix不但具有对沥青的改性作用，其颗粒 在沥青混合料中以天然形式存在 , 正是在这种双重作用下 , 沥青 混合料动稳定度大大增加。具有良好的降噪性能、减薄路面厚度的作用、抗车辙性 能、承受重载性能及抗疲劳性能。主要材料废轮胎胶粉废轮胎粉及橡胶沥青的技术指标必须符合下列技术指标:( 见表 1 与表 2)胶粉应储存在通风、干燥的仓库中 , 并采取有效地防淋、 防潮消防措施 ,储存时间一般不超过 180 天。道路石油沥青橡胶沥青所用道路石油沥青宜选择A-70、A-90 道路石油沥青。沥青必须按品种、标号

5、分开存放。除长期不使用的沥青可放 在自然温度下存贮外 , 沥青在储油罐中的贮存温度视贮存时间长 短而定,不宜低于130C ,不得高于150C。其技术指标要符合公 路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)技术要求。橡胶沥青橡胶沥青 ( 胶粉占沥青重量的 20%)的改性剂、稳定剂、 活化剂、 其他添加剂以及基质沥青、 胶粉的称重都必须是电子计 算机控制 , 其称重传感器要符合计量标准。 为保证其质量 , 应采用 现场连续生产的橡胶沥青设备 , 最好是现作现用 , 尽量减少储存 时间。最重要的技术指标是布洛克菲尔德粘度 , 必须保证在 2-5Ps 范围内, 严格控制胶粉的脱硫速度来减绥粘度的

6、衰减。橡胶沥青的现场改性应采取稳定技术措施 , 添加稳定剂、 活化剂 , 在胶粉改性沥青制作后在储罐中保持不间断的搅拌或泵 送循环 , 保证使用前没有离析。并随时对其技术性能的稳定性进 行检测。当胶粉与Domix进行复合改性时，Domix必须用干法进行 改性,即集料通过干燥筒在190C210C加入至拌各锅时，应同步将Domix用风动机械自动称重加入拌和锅机械搅拌25S再加入矿粉、胶粉改性沥青后再行拌各 35s 即可。胶粉改性沥青的粘度指标不但对其主要性能的影响很大 而且对整个施工过程中有效的控制施工温度有着重要的意义 , 所 以要使用手持式旋转粘度计周期性的对胶粉改性沥青在180 C的旋转粘度

7、进行检测 , 为了及时指导每道工艺的施工温度 , 有必要 绘制出温度 - 粘度曲线。施工设备基本设备见表 3试验检测设备 除橡胶沥青粘度检测需使用手持式布氏旋转粘度仪外 , 其余设备均与基质沥相同。施工工艺混合料配合比设计 橡胶沥青配合比设计应遵循理论配合比设计、 目标配合比设计、生产配合比设计及试拌和试验路验证四个阶段在此不祥述。混合料拌和沥青混合料必须采用间隙式拌和楼进行拌制 , 拌和过程 中逐盘采集并打印各个传感器测定的材料用量和沥青混合料拌 和量、拌和温度等参数。拌和楼的矿粉仓应配备振动装置以防止矿粉起拱 , 添加 水泥、消石灰等外掺剂时 , 宜配备有粉料仓。混合料拌和时间根据具体情况

8、经试拌确定 , 以橡胶沥青 均匀裹覆集料为度。 间隙式拌和楼的生产每盘料的生产周期不宜 少于50s。胶粉双复合改性沥青混合料在集料干拌时，Domix与集料同步加入到集料中去进行干拌 , 其干拌时间不得少于 25s。沥青混合料的生产温度应符合下表的要求。每天生产开 始几盘集料应提高加热温度 , 并干拌几锅集料废弃 , 测定集料温 度 , 直到符合要求为止 , 才进行正式橡胶沥青混合料拌和。在大面积施工时 , 应事先计算出橡胶沥青的用量 , 通知橡 胶沥青生产车间进行生产 , 并配合好拌和时间。拌和过程中 , 操作人员要时刻注意操作界面上温度传感 器的温度是否正常 , 料位、粉螺旋、油泵是否正常。

9、混合料的运输采用载重 25t 以上的自卸汽车运送沥青混合料至摊铺现 场, 料车车厢必须能良好的保温。每次运料前后必须清扫干净 , 在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的洗衣粉水之类的隔离剂 , 但 不得有过多的余液积聚在车厢底部。如施工现场有封层的 , 禁止掉头和急刹车 , 以免损坏封层 的结构, 应在开口处匀速倒车进入施工现场 ,并按顺序靠右排队 等候。运送至施工现场后 , 现场检测员检测料车中沥青混合料 的温度是否符合要求 , 不符合要求的坚决废弃。为了避免由于向现场供料不足而造成摊铺机停工 , 拌和楼成品贮料仓应贮存有足够的混合料。 施工中在摊铺机前常保持 有45车沥青混合料待卸，以保证连续匀

10、速的摊铺。混合料的摊铺摊铺机加满燃料 , 在正式摊铺前应先检查摊铺机各部件 工作状态是否正常 , 若无异常则调整摊铺机就位 , 开机对摊铺机 熨平板进行预热，温度不低于100 C。预热后，把熨平板放置在与 松铺厚度等厚的垫块上 , 垫块要有足够的宽度。准备受料。卸料 , 摊铺现场设专人指挥运料车及时后退到摊铺机前,运料车缓慢后退至摊铺机前1030cm处停住并挂空挡，让摊 铺机缓慢靠近汽车后 , 开始起斗卸料。运料车向摊铺机受料斗中 卸料时。受料完毕后 , 螺旋布料器在摊铺机全宽范围内布料 , 布料 的料位应在布料螺旋 2/3 略高处 , 并匀速布料 , 以防离析。摊铺机起步应平缓 , 速度应控

11、制在 1m/min, 并注意观察摊 铺后混合料表面状况，并时刻检测松铺厚度，待前进68m后，稳 定后按正常速度摊铺。摊铺机保持匀速行驶 , 且摊铺速度根据拌和能力、 摊铺厚 度、摊铺宽度等因素确定。摊铺速度宜为 23m/min。调整振捣 梁的振频振幅使摊铺层的预压实度达到 85%,以高频低幅为宜 , 根 据试验路现场调整。沥青混合料摊铺过程中跟踪检测其宽度、松铺厚度、平 整度、路拱及温度 , 随时检查混合料表面是否均匀等 , 以便及时进行调整在每次摊铺机摊铺完一个作业周期时 , 摊铺斗内最后少 量的冷料应弃掉不宜再摊铺 , 以免造成收尾路面的离析及压实度 达不到要求。摊铺时的地表温度不得低于1

12、5C ,开始阶段宜采用较高温度的混合料 , 摊铺温度应符合要求。压实压实方式。 压路机应从外侧向中心碾压 , 在超高路段则由 低向高处碾压 , 在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压 , 最后碾 压路中心部分。 相邻碾压带重叠宽度对于胶轮压路机相邻碾压带 应重叠1/31/2轮宽,对于双钢轮压路机重叠 10-20cm。当边缘 有挡板、路缘石、路肩等支挡时 , 应紧靠支挡碾压。当边缘无支 挡时 , 用耙子将边缘的混合料稍稍耙高 , 然后将压路机的外侧轮伸出边缘10cm以上碾压碾压温度。 因橡胶沥青的粘度大 , 胶粉双复合改性沥青在高温集料加入Domix干拌后，其复合的沥青胶浆粘度更大。粘度 越大 ,

13、其碾压温度越高。橡胶沥青混合料压实的关键是在高温状 态下紧跟碾压。其初压温度不宜低于160 C ,复压温度不宜低于150 C ,终压的结束温度不宜低于115C。初压。碾压时双钢轮压路机驱动轮在前 , 匀速前进 , 后退 时沿前进碾压时的轮迹行驶并可振动碾压。 初压使混合料得到初 步稳定 , 并不得产生推移、发裂。初压后对平整度、路拱予以适当修正复压。复压是使混合料密实、稳定、成型的阶段 , 在较高 的温度下并紧跟初压进行。当施工较厚的结构层时 , 轮胎压路机 进行碾压 ; 当施工较薄的结构层时 , 故在确保其压实度的前提下 , 可用双钢轮振动压路机进行复压。终压。采用双钢轮压路机静压 , 并紧

14、接在复压后进行 , 以 消除轮迹 , 提高平整度。接缝处理路面的施工接缝必须紧密 , 连接平顺 , 不得有明显的接缝 离析与错台现象。上、下层的纵缝均应错开150mm热接缝)或300-400mm冷接缝)以上，相邻两幅及上下层的横向接缝均应错 位1m以上。混合料摊铺压实结束后 , 应在 24h 后或路面温度低于50C后方可开放交通。效益分析7.1 直接经济效益(1)橡胶沥青在成本投入上比传统 SBS沥青混凝土大大降 低。橡胶沥青中橡胶份的含量是20%,单价是3500元/吨;SBS改性沥青中SBS改性剂的含量是5%,单价是2万元/吨；每使用100 吨改性沥青的费用就可以节约 3 万元(100*5%

15、*20000-100*20%*3500=30000 元),以一个项目 25km计算, 共需改性沥青约 8000 吨, 即可节约资金 240万元。(2) 使用橡胶沥青混凝土和使用橡胶沥青应力吸收层可以减薄路面结构厚度。以交通部沪蓉西高速公路22km橡胶沥青路面示范路5cm+7cm厚度为12cm来计算,传统结构采用 4cm+6cm+8cm 总厚度为18cm的沥青面层,前者比后者可减低厚度 6cm,相当于 降低 30%造价。再考虑到减少一层沥青混凝土摊铺的工期, 可缩短沥青路面施工工期近三分之一 , 所带来的经济效益更加显著。节能环保效益据统计 , 至 2006 年, 我国废旧轮胎已达 1.5 亿条。大量的 废胎已造成严重的社会环保问题。 而橡胶沥青是在基质沥青的基 础上掺入了 20%的橡胶粉加工而成 , 每 100吨橡胶沥青需 20吨橡 胶粉,以一个合同段25公里为例，路面单幅宽度为11.25m,约需 橡胶粉 1158 吨, 变废为宝 , 节约资源。将废旧轮胎加工成橡胶粉作为改性剂加入到基质沥青中 制作成橡胶沥青用于沥青混凝土路面 , 不但可以消除黑色污染 , 而且可以减薄路面厚度、延长路面的使用寿命 , 延缓反射裂