浅析公路工程胶粉改性沥青路面施工工艺

鹿明涛 林得道

（平顶山市佳洋路桥工程有限公司，河南 平顶山 467000）

随着我国经济实力的快速提升，我国的道路行业得到了巨大发展，但我国还是以沥青混凝土路面为主，沥青混凝土路面大部分都是采用传统沥青混合料，这必将给我国石油事业带来了严重的压力。且随着我国汽车保有量迅速增加，以及对环境问题的高度重视，充分利用汽车废旧轮胎将对我国的经济和谐发展，缓解我国资源和环境方面的压力具有重要意义。因此，橡胶粉改性沥青技术就应运而生，且由于橡胶的弹性性能较好，因此，本文考虑将其用于改善普通改性沥青混合料的一些力学性能，且可以降低沥青的用量，并有效减少废旧橡胶对环境的影响。

1 胶粉改性沥青的应用特点

目前用于沥青改性的材料主要有橡胶、热塑性弹性体、热塑性树脂等。但这些材料的价格很贵，大规模应用会使成本大大提高。相比之下，采用废胎胶粉进行沥青改性，不仅可以在高温稳定性、低温抗裂性、温度敏感性和降低路面噪声等方面得到改善，同时可以大幅节约成本和保护环境。胶粉沥青是指轮胎橡胶通过粉碎等一系列操作形成的粉末，用于沥青改性的材料。据相关规定要求，在沥青改性材料当中，橡胶粉粒的含量必须超过15%。相比其他改性沥青材料，胶粉改性沥青的应用特点如下：

1）据大量研究发现，在改善沥青性能方面，废旧轮胎胶粉内的原有抗氧化剂和抗老化剂作用显著。将适量废旧轮胎胶粉掺加到基质沥青之后，沥青三大指标中软化点、粘度大幅提升，针入度下降显著，且沥青改性材料的高温稳定性良好，说明胶粉在改善沥青性能方面具有显著优势。

2）橡胶改性沥青的应用，可以显著提升沥青路面摩擦系数，保证行车安全。同时，废旧橡胶粉颗粒可以大大提升沥青路面弹性，具备良好的降噪作用，很大程度上可以增加车辆通行的舒适感。

3）相比SBS改性沥青混合料，胶粉改性沥青材料成本更低，不仅能够解决废旧轮胎污染环境问题，还能满足公路建设发展要求。此外，还能满足当前我国大力提倡的“可持续发展”、“节能、环保”等发展观念，具有良好的社会效益。

2 工程概况

某公路工程全长61.7km，为整体式路基断面公路，路基26m宽。位于华北平原西南部，地势“西高东低”，西南部多丘陵岗地，地面起伏相对较大。东北部位于平原地区，地面较为平坦。本地区四季分明，位于北温带大陆性气候，雨热同期。路面是公路结构的主要组成，不仅要承受来往车辆荷载的重压，还要接受雨水、烈日等自然环境因素的考验，因此，路面是最易产生病害的公路结构部位。为此，在路面结构设计时，必须以“耐久、安全、抗滑”为原则，合理采用路面施工材料。结合本地区地势地形情况和交通通行条件，决定采用胶粉改性沥青路面结构形式。

3 原材料选择及配合比设计分析

1）原材料选择。（1）原材料。本次研究选用重交通70号基质沥青进行改性沥青的制备。根据国内外研究可得，当橡胶粉的目数达到100目时，增长曲线变得平缓，并非橡胶粉的目数越大越好，因此本文决定选用100目橡胶粉改性沥青的配制。（2）橡胶粉改性沥青的配制。将70号基质沥青放入烘箱在160℃条件下保温一个小时，再将一定量的100目废胶粉加入基质沥青之中，加入过程中不断进行搅拌15min以上，搅拌过程中使沥青逐渐升温至175℃，搅拌完毕后放入180℃烘箱保温10min。将高速剪切仪放入沥青中剪切，首先低速（500rmp）剪切5min，随后将转速调制4000rmp剪切45min，在剪切过程中，将温度控制在180℃左右，制得橡胶粉改性沥青。（3）集料与矿粉。本实验采用玄武岩作为粗细集料，矿粉选用石灰岩。

2）配合比设计。（1）橡胶粉沥青混合料级配的确定。根据TG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》，结合本文所采用的原材料测试结果及筛分情况，经多次调整后确定的目标配合比设计结果为：10mm～20mm：3mm～5mm：0mm～3mm：矿粉=37：22：35：6。（2）AC-16型橡胶粉改性沥青混合料油石比的确定。采用油石比4.6%、5.0%、5.4%、5.8%四种油石比分别成型马歇尔试件，并测定其稳定度及沥青混合料有效相对密度。确定最佳油石比为5.0%。

4 胶粉改性沥青路面施工技术要点

1）沥青混合料拌制。严格按照规范要求，将改性沥青混合料的施工温度控制到规范要求以内，做好沥青、集料等材料加热温度控制。拌和过程中，需全面检测沥青混合料的各项性能，比如力学性能，油石比等，严控粒径差。

2）沥青混合料运输。运输环节，重点在于保温、防离析，为防止混合料在运输过程中出现离析现象，需尽可能缩短运输距离，并将篷布等覆盖到车顶，避免水分蒸发过快，同时还能起到保温、防污染等作用。此外，运输过程中，要指派专人指挥运输车辆行驶情况，达到现场后，及时检测混合料的温度，并做好详细记录。

3）沥青混合料摊铺。摊铺路面上面层时，可使用2台摊铺机共同摊铺，为避免车辆发生碰撞，两台摊铺机必须保持安全距离，一般为5m左右。根据设计要求，1.25为松铺系数，整个摊铺过程中，要保持匀速、稳定，摊铺厚度一致，且能够连续不间断摊铺。针对摊铺层纵向接缝问题，可通过斜接缝处理，不得出现纵向缝痕。两台摊铺机施工很难控制横坡，因此，在施工中必须实时测量横坡情况，结合测量结果做好调整。

4）沥青混合料压实成型。碾压是路面施工的重要环节，是保证路面压实度质量的关键。根据施工现场情况，分三个阶段完成碾压施工，每一个阶段采取不同的碾压设备、碾压遍数和碾压速度，最终确保压实度满足设计规定要求。

初压时，可采用双钢轮压路机采取静压的方式，碾压2～3遍，速度控制在1.5～2.0km/h；复压时，则采用胶轮压路机和双钢轮压路机共同碾压，碾压3～5遍，双钢轮压路机碾压速度控制在3.0～3.5km/h，胶轮压路机碾压速度控制在3～4lm/h；终压时，同样采用钢轮压路机进行2～3遍碾压，碾压速度控制在3～4km/h，直至消除明显 轮迹。

5 结束语

综上所述，改革开放40多年，我国公路建设事业发展迅速，作为国民经济发展的基础设施工程，公路建设发展扩大了出行半径，方便了人们的出行，极大地提高了人们的生活水平。众所周知，我国是一个橡胶生产大国，随着工业化水平的不断提升，废旧橡胶制品越来越多，焚烧、填埋是最传统的处理方法，但是此类方法不仅降解难度大，还会造成土壤环境污染问题，目前如何处理这些废旧橡胶已成为一大难题。将橡胶制品加工后用于筑路施工，不仅有助于增强路面使用性能，还能大幅减少沥青用量，提高路面施工质量。