橡胶沥青超薄层铺装技术在桥面铺装中的应用

郝胜 刘颖

0 引言

寨子沟大桥位于重庆丰都县境内省道S303线，原桥面铺装层为水泥混凝土，建成通车1年后就出现了很明显的病害，影响该桥的使用性能。这次采用橡胶沥青混凝土超薄铺装层技术对其桥面进行重新铺装。橡胶沥青混凝土除具有普通沥青混凝土的优点外，还具有普通沥青混凝土无法比拟的优势：优越的高低温性能，抗车辙能力强，高抗老化、抗氧化性能，耐久性好以及低噪声等。

1 桥面铺装方案

先在桥面滚涂AMP-100二阶反应型材料形成防水粘结层，再加铺0.5 cm橡胶沥青(SAMI)应力吸收层，最后铺筑上面层2.5 cm的橡胶沥青混凝土(AR-AC-13)。最大限度地减少了该桥恒载的增加值。

AMP-100是一种桥面防水粘结材料，与沥青混凝土(水泥混凝土)的粘结力及剪切力均可达到1.0 MPa以上，能有效防止路面脱层、推移病害的产生;AMP-100二阶反应固化形成的弹塑性防水粘结基面具有比沥青混凝土路面更好的耐久性，能显著提高桥面铺装结构层的使用寿命。

橡胶沥青(SAMI)应力吸收层是一种碎石封层，用热橡胶沥青喷撒桥梁表面，然后立即撒布单一粒级的封层集料(9.5 mm～13.2 mm)，再进行碾压，将集料嵌入沥青膜。橡胶沥青应力吸收层的主要优点如下：

1)防止水分浸入桥面，起到保护桥面的作用;2)将原有桥面粘结在一起;3)减少反射裂缝;4)应力吸收。

2 原材料及配合比设计

2.1 粗集料

本工程采用的粗集料为江苏茅迪玄武岩碎石。该粗集料洁净、干燥、无风化、无杂质，且具有较高的强度及较好的耐磨耗性。

2.2 细集料

为改善混合料的水稳性，细集料采用了丰都当地料场的石灰岩机制砂。该机制砂洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配。采用的集料分为四档：1号(玄武岩10 mm～15 mm)、2号(玄武岩5 mm～10 mm)、3号(玄武岩3 mm～5 mm)和4号(石灰岩0 mm～3 mm)，填料采用石灰石矿粉，外掺缓凝硅酸盐水泥。对集料进行了筛分和相关性能的检测，其级配和主要性能指标均满足要求。

2.3 橡胶粉

选用常温研磨粉碎的轮胎胶粉;宜选用斜胶胎胶粉或天然胶含量较高的胶粉;在保证碾压成型，满足使用性能要求的前提下，应尽量选用较粗的胶粉。根据工程经验，宜选用30目～60目之间的路用废胎胶粉。本工程采用四川绿源科技有限公司生产的30目斜胶胎橡胶粉。

2.4 沥青

本工程选用中海70号沥青。沥青三大指标的检测结果如表1所示。

表1 中海70号基质沥青指标检测结果

2.5 填料

本工程采用缓凝硅酸盐水泥和石灰石矿粉。

2.6 橡胶沥青的制备与生产

橡胶沥青的生产采用专用加工设备：高远圣工GYXL3515型橡胶沥青生产设备。

橡胶沥青生产的关键因素是温度的控制。生产前确认基质沥青温度达到170℃以上;橡胶粉的掺量为基质沥青的20%(外掺)。170℃的基质沥青通过由两个32 m3的换热器、进口可调速沥青泵、沥青流量计组成的沥青快速升温系统快速达到204℃ ～226℃的高温，当橡胶粉加入后，沥青温度又有所降低，从而保证了沥青的不老化。橡胶沥青胶结料在搅动状态下反应50 min，使其达到较为理想的反应效果，反应温度保持在规定的190℃ ～210℃，其间不断检测橡胶沥青的品质(主要是粘度指标)，外掺25%的30目橡胶粉的橡胶沥青的性能指标如表2所示。

表2 橡胶沥青指标检测结果

2.7 配合比设计

采用马歇尔设计方法对其进行配合比设计，得到AR-AC-13配合比设计结果：10 mm～15 mm玄武岩∶5 mm～10 mm玄武岩∶3 mm～5 mm玄武岩∶0 mm～3 mm石灰岩∶石灰石矿粉∶水泥=17∶56∶3∶20∶2∶2(质量比)。

3 施工工艺流程

3.1 桥面前期处理

对桥面病害处进行挖补处理，并对桥面进行清缝，接缝处采用橡胶沥青灌封;对桥面水凼处进行烘干处理，确保桥面防水粘结层施工时桥面是干燥的;用强力清刷机清刷桥面的水泥浮浆，泥土等杂物，然后用鼓风机进行吹扫。

3.2 防水粘结层的施工

在处理后的桥面上涂刷AMP二阶反应型防水粘结材料(0.5 kg/m2)。采用人工分两次涂布，第一次和第二次时间间隔为6 h，施工12 h后进行橡胶沥青应力吸收层的施工。

3.3 橡胶沥青SAMI应力吸收层的施工

1)橡胶沥青撒布：橡胶沥青撒布量一般为2 kg/m2～3 kg/m2，根据试撒情况采用2.2 kg/m2，撒布应均匀。2)撒铺碎石：橡胶沥青撒布3 min内立即满铺碎石，碎石撒铺量范围为15 kg/m2～22 kg/m2，根据试铺情况确定为19 kg/m2，以满铺、不散失为度。3)碾压：碎石撒铺后立即进行碾压作业，采用两台徐工XP201轮胎压路机紧跟碎石撒布车同时进行碾压，碾压遍数为3遍，从撒布橡胶沥青到碾压完成，在10 min内完成。4)清扫：在应力吸收层完成后应对橡胶沥青应力吸收层进行清扫，以清除多余的和没有粘结的松散碎石。

3.4 橡胶沥青混凝土的施工

1)橡胶沥青混合料拌合。

橡胶沥青混合料的拌合参照普通沥青混合料的拌合工艺，现场严格控制各环节温度。在拌合时，温度控制在170℃～185℃，但不要超过190℃，超过190℃及低于170℃的混合料应废弃。保证供给拌合楼的橡胶沥青大于195℃，集料加热温度控制，混合料的出厂温度控制在175℃，同时尽量缩短橡胶沥青供给管道长度，并在供给橡胶沥青前提前30 min～60 min用导热油对管道进行预热，通过控制好拌合楼操作温度，以适应橡胶沥青混合料要求的拌合摊铺温度较高的要求。

2)橡胶沥青混合料运输。

橡胶沥青混合料施工前，根据现场的施工速度确定所需运输车辆的数量。橡胶沥青混合料运输车的运量应较拌合能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有3辆～5辆运料车等候卸料。橡胶沥青混合料到场温度不低于165℃。

3)橡胶沥青混合料摊铺。

橡胶沥青断级配摊铺温度一般为138℃～163℃，由于温度对于橡胶沥青混合料充分压实的重要性，采用上限，实体工程规定摊铺温度不小于160℃。

4)橡胶沥青混合料压实。

橡胶沥青粘度大，碾压不宜采用轮胎压路机。本工程采用了适合橡胶沥青混凝土桥面压实的酒井SW651ND复式水平振荡压路机。碾压时遵循“高频、低幅、紧跟、慢压”的原则。

4 通车后的桥面状况

通车两年后，寨子沟大桥超薄橡胶沥青铺装层各项路面性能良好，与传统的桥面铺装层相比，具有更优越的高低温性能，抗车辙能力强，耐久性好以及较好的降噪功能等，而且改善了桥面铺装层的性能并延长了使用寿命。

5 经济效益分析

采用橡胶沥青超薄层桥面铺装(2.5 cm)与传统的SBS改性沥青混凝土桥面铺装(4 cm)进行价格比较分析(见表3)。

表3 价格对比表

从表3材料价格对比可以看出，在相同路面功能的前提下，每平方米橡胶沥青混凝土桥面铺装价格要比每平方米SBS改性沥青混凝土桥面铺装价格要低34%，节约材料成本4万余元，从而大大节约了桥面铺装的成本，具有显著的经济效益和社会效益。

［1］ 交通部公路科学研究院.橡胶沥青及混合料设计施工技术指南［M］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］ JTG F40-2004，公路工程沥青路面施工技术指南［S］.

［3］ 崔学军.钢桥面铺装修复施工技术［J］.山西建筑，2009，35 (10)：313-314.