橡胶沥青同步碎石封层技术在公路施工中的应用

2023-09-28郝明亮

工程建设与设计 2023年18期

郝明亮

（张家口路缘公路工程有限责任公司，河北张家口 075000）

1 引言

沥青路面具备平整度高、行车舒适性好、耐磨性强等特点，应用较为广泛。然而，随着外界环境以及行车荷载的不断影响，沥青路面难免会出现一些破损，表现形式为病害问题，极大地缩短了公路的使用寿命，因此，应进行必要的养护处理[1-2]。橡胶沥青同步碎石封层主要是将沥青胶结料和碎石材料洒布至路面之上，再通过碾压成型快速形成柔性沥青膜结构，使得碎石封层与原路面紧密结合，能有效改善路面病害问题，延长公路使用寿命。

2 工程概况

某高速公路建设项目全线长112.326 km，设计行车速度为80 km/h，路基宽度为26 m，双向六车道设计标准，沥青混凝土路面。该高速公路投入运营至现在已有数年，由于该高速公路所处地区常年降雨频繁，且降雨量较大，在长时间车辆荷载和环境因素影响下，既有沥青路面已出现多处病害问题，直接影响了路面的行车安全，为提高既有沥青路面的使用性能，现决定采用橡胶沥青同步碎石封层技术进行路面养护处理。

3 橡胶沥青同步碎石封层工程特性

3.1 橡胶沥青同步碎石封层原理

沥青路面在表面出现病害，如车辙、推移、拥包等，其表面抗滑性和耐磨性降低，同时长时间下来表面泛白料居多，严重影响了行车安全和舒适，而橡胶沥青同步碎石封层则可起到有效的处治效果。橡胶沥青同步碎石封层施工原理主要是将橡胶改性沥青胶结料均匀洒布于既有沥青混凝土路面之上，再同步洒布一层等粒径的碎石，最终形成一层结构稳定且具备一定强度的薄层碎石层，其中，橡胶沥青的用量控制在2～3 kg/m2，碎石用量控制在15～22 kg/m2为宜。构成的薄层碎石层由于自身良好稳定性可有效保持沥青铺筑层的稳定受力状态，因此，可有效改善既有沥青路面裂缝、车辙等病害，同时还能达到一定的防排水效果[3]。

3.2 橡胶沥青同步碎石封层特点

1）通常情况下，橡胶沥青同步碎石封层中碎石的粒径需控制在4.75 mm 左右，以提高沥青铺装层的支撑力，使沥青路面能达到稳定的受力状态。

2）在既有沥青路面上直接同步洒布橡胶沥青胶结料和碎石，可在表面形成一层密实的沥青膜，有效能避免积水渗透至沥青路面结构以下。

3）由于碎石颗粒的存在，可抵御外部荷载作用产生的应力作用影响。

4 橡胶沥青同步碎石封层配合比设计

4.1 原材料设计

4.1.1 基质沥青

本项目选用东海牌70#沥青作为基质沥青，其检测结果见表1。

表1 基质沥青主要技术指标

4.1.2 碎石

本选用高强度玄武岩作为碎石材料，主要技术指标见表2。

表2 碎石主要技术指标

4.1.3 橡胶粉

本项目选用废弃橡胶粉作为沥青胶结料的改性材料，主要技术指标见表3，其筛分级配要求见表4。

表3 橡胶粉主要技术指标

表4 橡胶粉筛分级配要求

4.2 级配设计

通过室内试验不断调整得到最终级配（见表5），油石比确定为5.43%。

表5 橡胶沥青混合料合成级配

4.3 橡胶沥青制备

首先，将基质沥青加热至225 ℃左右，确保拥有足够的流动性，均匀掺加橡胶粉颗粒并充分搅拌，时长在45 min 左右，保证橡胶粉颗粒能充分受热溶胀，以提高橡胶沥青的胶结效果，出厂温度控制在190～218 ℃宜[4]。待橡胶沥青胶结料制备完毕后，需在专门的存储罐内予以存放，所用的存储罐应具备加热、保温等功效，存放周期通常不得超出7 h，且应尽量“即拌即用”。

5 橡胶沥青同步碎石封层施工工艺及质量评价

5.1 施工工艺

各项原材料还应分类存放，做好相应的防潮防尘措施。橡胶沥青混凝土拌和过程中需保持连续、均匀，同时对温度、功率进行重点控制。选用自卸车进行材料运输，车厢内壁提前涂抹一层隔离油。橡胶沥青同步碎石封层首先进行摊铺施工作业，速率不得过高，且温度不得过大，摊铺过程中需保持匀速慢行，不得随意加减速，边角处需进行人工补摊。橡胶沥青和碎石采用同步封层车进行同时洒布，确保碎石颗粒坚硬度和粗糙度。

橡胶沥青同步碎石封层摊铺完毕后随即进行碾压施工。碾压施工分初压、复压、终压3 个阶段进行，分别选用胶轮压路机、钢轮压路机等，时刻保证橡胶沥青同步碎石封层的平整度和压实度[5]。

橡胶沥青同步碎石封层施工完毕后需进行7 h 左右的养护处理，期间严禁外来车辆入内，必要时需在适当位置设置标识牌或隔离墩。

5.2 施工质量检查

橡胶沥青同步碎石封层施工且养护完毕后，本项目选择K51+412～K51+812 段作为试验路段检测橡胶沥青同步碎石封层施工质量，橡胶沥青同步碎石封层施工质量检查方案见表6，试验段施工质量检测结果见表7。研究结果表明，采用橡胶沥青同步碎石封层技术施作后，其抗滑性和渗水性能均可满足规范要求，施工质量良好。