橡胶沥青在道路建设及养护中的运用

2016-04-26张肃军

科技视界 2016年10期

张肃军

【摘要】裂缝已成为公路主要病害之一，特别是甘肃河西地区，裂缝密度较大，是造成水损坏的主要因素。橡胶沥青碎石封层和橡胶沥青混凝土的运用，改善路面使用功能，延长路面使用寿命，有效的减缓原有裂缝的反射，而且对于路面桥面封水效果明显，预防水损坏的发生。废胎胶粉的利用，减轻废轮胎带来的环境压力，符合我国当前建设节约型社会和发展循环经济的政策。应大力推广该技术在道路工程建设和养护中的应用。

【关键词】橡胶沥青加工；橡胶沥青碎石封层；橡胶沥青混凝土路面；技术运用

在全社会推进资源节约型、环境友好型的前提下，交通系统已将材料节约与循环利用列为有力的技术支撑，大力推广路面再生技术、新材料、新技术和新工艺的运用，为交通建设资源的高效利用和循环利用提供示范。橡胶沥青技术的运用，不仅可以提高废旧轮胎的利用，而且运用范围广，适合与沥青路面的各结构层。废轮胎粉碎成胶粉在沥青路面结构中使用，是世界上公认的环保再生利用的手段之一，也符合我国当前发展循环经济、资源再生利用的国策，橡胶沥青技术的运用已逐步走向成熟，运用范围在不断的扩大。

1 工程概况

工程实施路段位于连（云港）霍（尔果斯）高速G30在酒泉境内SK2522-SK2528区间。该地区属中温带干旱气候区，气候主要特点是降雨少、蒸发量大、日照长、昼夜温差显著、冬春季节不太明显，夏季炎热而冬季寒冷，风大砂多，植被稀少，具有典型的大陆性荒漠气候特征。根据气象资料统计，多年平均气温6.9℃，极端最高气温38.4℃，极端最低气温-31.6℃。多年平均降水量63.3-86.7mm，在全国公路气候自然分区中属于西北干旱Ⅵ区。本项目原设计路面为沥青混凝土路面，上面层为5cm中粒式沥青混凝土，下面层为7cm粗粒式沥青混凝土，基层为30cm为水泥稳定砂砾，底基层采用20cm水泥稳定砂砾。路基总宽度为25.5m，单向行车道宽度为11m。工程实施路段处于戈壁路段，存在集料剥落，沥青老化等问题，存在最大病害为裂缝，平均间距为8m，都为横向贯通基层反射裂缝，裂缝宽度为2.5mm左右。本次施工对原有路面裂缝进行灌封处理后，实施1cm热熔橡胶沥青碎石封层，加铺5cm橡胶沥青碎石封层。

2 橡胶沥青的加工

2.1 胶粉加工

使用子午胎40目胶粉，通过试验数据达到技术要求。

2.2 橡胶沥青加工设备标定

对橡胶沥青加工设备计量设备进行标定。胶粉的计量称重设备，沥青泵的计量，反应釜的称重设备进行准确标定。在实际的加工过程中，随机抽取数据，对胶粉称重数据和沥青计量数据进行抽查验证。在每天工作结束后，根据反应釜的称重设备总数据验证沥青和胶粉数据的准确性。

2.3 橡胶沥青加工过程

（1）本次施工橡胶沥青加工采用现场加工，保证橡胶沥青技术指标的稳定性。

（2）在加工过程中，主要是温度的掌握。在基质沥青贮存罐加热温度仍需遵守170℃-180℃的要求，在注入橡胶沥青加工罐后继续升温，橡胶沥青加工罐加热设备可快速升温，配备有大功率燃烧器，避免基质沥青长时间高温所造成的老化问题。在橡胶沥青混合罐内温度应该根据试验180℃旋转黏度3.0的要求，控制在190℃-200℃之间。

（3）在橡胶沥青加工混合后，始终保持搅拌状态，在混合罐和反应釜内，装有卧式搅拌器，避免胶粉的沉淀。采用的间歇式搅拌设备，在反应釜内搅拌反应时间不少于1小时。

2.4 橡胶沥青的指标检测

（1）橡胶沥青核心指标是：针入度、软化点、弹性恢复及黏度。关键指标为黏度。黏度也是随时需要根据温度检测的指标。

（2）在橡胶沥青黏度的检测中，避免对橡胶沥青进行二次加热后测定黏度，根据数据分析，二次加热比现场测定黏度偏低0.3-0.5Pa.s，对黏度的检测应以现场反应釜内使用便携式黏度测定仪。

（3）检测过程中应该注意温度的影响，温度偏高，黏度值较低，温度偏低，黏度值较高。这也是在以后的施工中控制温度的原因。

3 沥青碎石封层

1）对橡胶沥青撒布车和碎石洒布车进行计量标定。

2）对原路面进行清扫和灌缝处置。

3）采用单粒径9.5-13.2mm石料洒布，根据单位面积满铺后的质量，按照洒布面积达到60%的要求，确定洒布量为12kg/m2。在洒布前对石料在拌合楼进行加热，温度控制在120℃。

4）沥青洒布车按照2kg/m2标定。根据洒布前和洒布后的过磅质量差，和路面洒布数量，对洒布量进行校正。

4 橡胶沥青混凝土的生产

本工程使用玛琏尼3000型拌合楼生产ARHM13（W）型沥青混合料。

4.1 目标配合比（表1、表2）

采用间断级配，控制2.36-4.75mm规格的石料用量。

4.2 生产配合比

首先对拌合楼进行计量称的标定。然后确定延迟误差和喷油误差。由于拌合楼所有仓门都为液压装置，在计量称达到设定值时，液压阀传感器收到信号开始关闭仓门，在仓门关闭时间还会有石料落入，此落入量就为延迟误差值，误差值和料仓里存贮石料的重量有很大关系，存贮料越多，仓门关闭时，由于重力作用流入量越大，所以在配合比的验证过程中，要保持拌合楼的生产连续稳定性。拌合料场具体程序如下：

1）根据目标配合比，确定冷料仓比例，10-15mm：5-10mm：0-3mm=46%：19.6%：28.4%，根据相应的质量比，调整冷料仓调速电机的功率。

2）待加热滚筒温度恒定后，冷料仓开始供料。

3）热料仓存贮量达到60%后，关闭冷料仓，对各个热料仓石料进行筛分，确定单级配筛分。

4）连续生产过程中，逐步调整粉煤机调速电机功率，使加热滚筒温度恒定达到190℃-200℃。确定调速电机的功率。

根据热料仓单级配重新进行配合比设计，达到目标配合比的级配要求。

5）重新开始拌合楼标定，在拌合楼按照热料仓配合比进行设置，冷料仓开始供料，热料按照试验配比生产，统计每一盘实际的称量值和设置值之间的差值，并逐步调整拌合楼修正值，使实际称量值达到目标配比值。

6）观测热料仓的存贮量，逐步调整冷料仓供给，达到拌合楼溢料孔无溢料，热料仓存储量恒定后，确定冷料仓的供给比例。对拌合出的混合料进行取样筛分。

7）根据筛分结果对照目标配比曲线，确定筛分曲线和目标配比曲线之间的凸凹点的峰值，并取中间值，进行每档料的调整。

根据调整后的比例，再次拌合楼生产，再次筛分，直到接近目标配合比。

8）对拌合楼利用废料拌合，确定喷油误差，逐步调整修正值，使实际喷油量达到设置值。

9）拌合楼开始试拌，加热骨料、加入矿粉和橡胶沥青，连续生产后取样，在试验室采用马歇尔试验、车辙试验等技术参数的检测。根据试验结果调整配合比、油石比和矿粉用量。直至到达目标要求。

5 橡胶沥青混凝土路面