山区高速公路应用胶粉改性沥青面层优势与施工控制要点探讨

冯 琦

(中电建冀交高速公路投资发展有限公司，河北 石家庄 050000)

0 引言

随着我国经济社会的不断发展，山区高速公路建设日益增多。为了更好地实现山区高速公路使用安全耐久性，必须重点把控好施工设计，尤其是对路面面层进行合理设计，确保其表现出高质量、有良好耐久性的使用效果。作为路面新材料的胶粉改性沥青在河北省高速公路的应用已经十分成熟，凭借其高弹性模量的特点，也发挥出了较为理想的作用，有效提升了高速公路质量水平。本文通过对太行山高速公路路面胶粉改性沥青应用优势进行分析，围绕着山区高速公路面层施工质量控制要点进行探讨，以便达到对胶粉改性沥青这一环保新型材料使用效果的总结和推广。

1 胶粉改性沥青面层应用优势分析

在山区高速公路建设过程中，为了更好地实现对施工质量的有效保障，必须重点把握好面层设计以及施工处理，在工程中采用胶粉改性沥青材料的优势十分明显，主要表现如下：

(1)经济优势。胶粉沥青相对于传统SBS改性沥青，在造价控制方面表现更为突出。胶粉改性沥青材料成本中废轮胎胶粉约占20%的含量，而胶粉价格仅为基质沥青的一半，与SBS改性剂相比，其价格仅为SBS的1/10，因此胶粉改性沥青成本远远低于其他沥青，价格比SBS改性沥青低约20%[1]。而胶粉改性沥青混凝土用在中面层，可大大节约前期的一次性投入。同时因为橡胶粉的大量使用，延长了路面的全寿命周期，降低了后期公路运营期维护费用。因此，选用胶粉改性沥青对于前期降低太行山PPP项目投资造价，降低路面运营期的养护费用，提高高速公路的建设运营经济效益的贡献十分明显。

(2)环保优势。在太行山高速公路建设伊始，便以节约环境资源为设计思路，以“既要金山银山、也要绿水青山”的宗旨树立起环境也是资源的理念，坚持“不破坏就是最大的保护”的原则，摒弃“先破坏、后恢复”的做法。在设计中采用胶粉/SBS复合改性沥青以及采用废旧轮胎胶粉、SBS双重改性沥青，大力推行废旧橡胶轮胎再生循环利用，让废物增值利用，摒弃燃烧处理措施，极大节约了社会资源，改善环境状态，较好实现对于污染问题的控制，有利于建设环保型高速公路[2]。

(3)性能优势。在山区高速公路施工建设中运用胶粉改性沥青还能够在施工性能方面表现出较强的优势，这也是胶粉改性沥青面层得到较好应用的重要条件。通过科研单位对胶粉改性沥青的试验优化，路面中面层的试验指标在基本稳定性、平整度以及抗车辙方面表现出了较传统改性沥青明显优良的效果。同时在提升面层耐久性、降低裂缝等问题的形成、抗变形能力等方面的表现同样突出。此外，胶粉改性沥青面层因其高弹性模量的弹性吸收还能够有效实现路面降噪，这也是传统面层材料无法达到的重要性能优势。经过科研验证及设计上的优化，为胶粉改性沥青作为中面层的使用提供了严谨的论证，其性能优势有助于山区高速公路通行使用效能的整体提升。

2 山区高速公路应用胶粉改性沥青面层施工控制要点

为了更好地提升胶粉改性沥青在山区高速公路应用中的施工效果，发挥材料本身的性能优势，必需吃透面层设计要点以及施工工艺要点。在胶粉改性沥青面层施工控制中应做好以下要求：

(1)胶粉改性沥青配合比设计。对于胶粉改性沥青面层来说，前期确定整体混合料配合比设计对施工性能的表现十分重要。在设计中，选取优质矿料，切实做好材料的级配设计是比较关键的一环。只有确保混合集料达到接近理论设计的级配密度，才能够发挥整体沥青混合料的价值。在具体级配设计处理中，需要重点关注集料空隙率，结合空隙率指标进行胶粉改性沥青混合料的目标配合比设计，通过试验对选定级配进行复核[3]。同时，在具体胶粉改性沥青级配设计中，还需要重点围绕着混合料的吸收量、动稳定度、冻融劈裂强度等进行分析[4]，验证其是否满足对山区高速公路施工设计的要求，确保其能够表现出较为理想的试验表现，为后续生产配合比提供约束条件。

(2)加强胶粉改性沥青拌和站生产控制。在胶粉改性沥青混合料生产配合中，同样也需要加强产品检测分析，对于矿料间隙率、相对变形状况、稳定度以及饱和度等指标进行不断抽检，确保其对性能不存在任何影响。胶粉改性沥青混合料在生产中温度方面的控制是比较关键的一点，因胶粉自身的粘聚性，相对于传统材料其需要更高的温度要求，干拌需要将矿料加热到180 ℃～200 ℃，而胶粉沥青则需要加热到185 ℃～200 ℃，以确保最终的混合料温度能够在175 ℃～190 ℃[5]。只有达到要求的出料温度，才能够实现对混合料的良好拌和。在具体生产拌和中，也需要进行拌和机具的标准化控制，避免在混合料中出现花白、离析以及冒青烟问题。胶粉改性沥青混合料生产完成后，应对运输车辆进行规范，保证混合料运输得到较好防护，避免材料在运输过程中受到污染影响。对于运输过程中形成的一些残渣，也要在运输到施工现场后及时清除处理。

(3)胶粉改性沥青面层摊铺。在胶粉改性沥青摊铺处理中，需要严格按照设计方案进行，确保摊铺布料规范、摊铺速率可控，尤其是在摊铺厚度以及摊铺范围的控制中，必须要确保其精确。在工程实际建设过程中，针对胶粉改性沥青混合料的摊铺都采用专业的摊铺机进行处理，利用激光定位和铝合金尺共同进行基准线控制，确保摊铺厚度准确。在摊铺处理中，为了更好地确保最终摊铺效果，宜采用两台摊铺机同时作业，以确保在宽度方面能够进行联合搭配。为了更好地提升摊铺质量效果，还需要保证胶粉改性沥青混合料的摊铺温度，加强运输过程的保温措施，在摊铺开始前，对机器横梁进行预热，保证混合料现场摊铺温度在165 ℃以上。同时摊铺机应匀速行进，速度最好控制在3.5 m/min左右，保证卸料满足控制摊铺量，确保摊铺过程不间断。在摊铺作业中，还需要基于施工缝进行合理控制，确保施工缝能够按照设计方案以及施工现场的具体情况进行一次性处理，避免在后续进行过多的人工点补操作。

(4)胶粉改性沥青面层碾压控制。在胶粉改性沥青面层施工处理中，碾压控制是最为关键的一环，其直接影响后期路面使用的舒适性。需要围绕碾压操作进行详细监管，力求碾压后的胶粉改性沥青面层具备较好的平整度表现。一般胶粉改性沥青面层碾压分为初压、复压以及终压三个基本环节，在碾压过程中需要遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的基本要求。在碾压作业时，各碾压机械应该紧随摊铺作业开展，确保碾压过程符合连续施工作业的要求。在初压处理中，需要控制速度在30～50 m/min，初压时的胶粉改性沥青面层温度应该>150 ℃，前进时静压，后退时强震碾压；在进行复压处理时，应该确保胶粉改性沥青面层温度在130 ℃以上，速度控制在50～80 m/min，碾压两遍；在终压处理时，应该控制其面层温度在110 ℃以上，速度控制在80～100 m/min；最后进行光面碾压，避免在胶粉改性沥青面层中遗留轮迹。在碾压过程中需要重点规避可能存在的明显中途停顿或者是紧急变速等问题，力求碾压后的面层更为光滑，并且具备较高承载力。同时，加强现场车辆管理，所有摊铺及作业车辆，不允许在当天摊铺的路面上长时间停放。通过新铺筑路面时控制车速，避免对路面平整度造成影响。

3 结语

综上所述，在太行山高速公路路面工程中，通过采用胶粉改性沥青混凝土面层，能够较好地实现对于整体山区高速公路通行能力的优化，在不增加造价的前提下，确保其具备更高的质量保障效果。当然，胶粉改性沥青混合料还具备明显的环保效益，其耐久性使得路面在后期养护保障方面也能取得比较理想的效果，值得在未来山区高速公路项目建设中推广运用。