橡胶沥青同步碎石封层技术在公路养护中的应用

王亦章

（石家庄市交建高速公路建设管理有限公司平赞分公司，石家庄 050000）

1 引言

目前，高速公路的路面多选用沥青混凝土材料，与其他类型的路面材料相比较，沥青路面的优势明显，突出表现为行车舒适性高、噪声低、平整度大、耐磨抗滑性强等，在高速公路中应用较为广泛[1]。 但是，沥青路面也不是没有缺点，由于设计有一定的空隙结构，在长期行车荷载和气候环境影响作用下，沥青路面难免会出现病害问题，如车辙、裂缝、拥包等，严重影响了公路的行车舒适性和安全性，同时影响整体美观，因此，当公路出现病害问题时，需及时进行养护处治。

2 工程概况

某高速公路项目全长123.648 km，设计行车时速为80 km/h和100 km/h，采用沥青混凝土路面，整体式路基横断面宽度为27.0 m，主线为双向四车道，匝道为双向两车道。该高速公路项目为PPP 投资模式，特许经营权时间为29 年，截至目前已投入运营了2.5 年。 由于项目处于亚热带季风气候区，全年降雨主要分布于6～10 月，且降雨量较大，加上常年重载车辆居多，各种因素影响下使既有沥青混凝土路面已局部出现多处病害问题，如车辙、裂缝、拥包等。 根据病害事故调查，除天气、行车等因素影响外，还存在赶工通车以及冬季施工等原因。 因此，为提高公路行车舒适度和平整度， 建设单位拟选用橡胶沥青同步碎石封层技术进行路面养护处理，并重点对原材料设计、施工方案、质量检查标准等方面分析。

3 橡胶沥青同步碎石封层的工程特性

橡胶沥青相较于传统的基质沥青或高聚物改性沥青，高温性能更加优异，耐久性和稳定性也较好，可有效包裹于矿石集料表面，提升沥青混合料的路用性能，在高温环境中应用效果较好。 另外，与高聚物改性剂相比，橡胶粉颗粒的来源广，经济性好，且价格更低，二次利用橡胶轮胎磨制细粉，可降低废弃物的堆放和处理，保护环境的同时可节约施工成本。

主要施工过程为：在待养护的既有路面上直接洒布橡胶改性沥青和一定粒径的碎石颗粒，再采用摊铺、压实设备进行均匀连续不断施作，最后形成碎石层[2]。 一般来说，在橡胶沥青同步碎石封层施工中用到的胶结料量约2 kg/m2，另外，碎石用量约22 kg/m2[3]。

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， 其主要技术指标见表2。

表2 碎石主要技术指标

4.1.3 橡胶粉

本项目所用橡胶粉主要技术指标见表3。橡胶粉筛分级配要求见表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

为提高橡胶沥青路面铺筑整体质量， 确保沥青路面的使用性能， 决定采用经验法对橡胶沥青混合料级配进行设计[4]，通过室内试验通过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

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

5.1.1 施工准备

施工前，需将改性剂、基质沥青、碎石等运至现场，并采取防尘防潮措施需完善，确保材料质量。 拌和橡胶改性沥青混合料的过程应保持均匀性、连续性，控制好施工中的设备功率、温度[5]。 在施工之前，还需对各项施工原材料进行性能检测，确保满足设计及规范要求，可较好地投入施工使用，检测不合格的原材料应予以废弃处理，原材料的抽检应由监理单位审核，中心实验室和工地实验室主导。 同时要提前准备好各项施工机械设备，如运输车、摊铺机、压路机、洒水车等，施工前做好机械设备调试，确保施工过程中不出现任何故障，影响施工的连续和安全。

5.1.2 拌和施工

提前调试好拌和楼各项施工参数，包括拌和功率、温度、时间等，均匀投放集料、沥青、矿粉等材料后开启拌和作业，现场应对拌和料质量进行抽检，目测花白料数量，减少橡胶沥青混合料拌和中离析的产生， 出现的花白料、 离析料应予以废弃，严禁投入施工使用。 本项目施工中材料的运输主要为自卸车，采用“前后中”的顺序进行装料处理，避免混合料在车厢内堆积产生集料离析。

5.1.3 摊铺施工

运至施工现场后立即开展封层施工， 首先的环节是摊铺作业，控制好摊铺温度和速率，由于有橡胶沥青的存在，其黏度较大，施工过程需对摊铺质量进行实时监控。 摊铺机在作业中速率变化不得过大，自卸车与摊铺机应保持最佳距离，针对边角处无法摊铺到位的情况，应采取人工处理的方式展开，同时应防止沥青产生老化，影响整体的封层施工质量。 采用同步封层同步洒布沥青改性沥青和碎石， 过程中不得破坏碎石矿料的粗糙度和坚硬度，级配保持统一。

5.1.4 碾压施工

橡胶沥青同步碎石封层摊铺施工完毕后， 监理工程师确认无误后即可进行碾压施工，分初压、复压、终压3 个阶段进行，所用的机械设备主要有胶轮压路机、钢轮压路机等，施工过程中现场技术人员严格监控封层碾压的压实度和平整度。碾压完毕后，选择7 d 的周期进行养护处理，养护过程中做好质量管控和维稳措施，半幅通车半幅养护。 施工完成需及时报于监理单位和建设单位审核。

5.2 施工质量检测

本项目的橡胶沥青同步碎石封层施工应用结束后，需报予监理单位验收，严格按照相关规范和标准来执行，具体见表6，质量检测结果参照表7。 可以得出，本项目的碎石封层施工质量良好，抗滑性、耐磨性以及防渗性均达标，验收合格。

表6 橡胶沥青同步碎石封层施工质量检测

表7 试验路段橡胶沥青同步碎石封层施工检测结果

6 结语

同步碎石封层在高速公路沥青路面预养护应用中常见且频繁，经济性高，养护维修快速，受天气环境影响程度低，施工效率高， 可在不影响既有车道正常通行的情况下开展施工，且质量把控难度低。本文围绕橡胶沥青同步碎石封层技术工程特性、层原材料设计以及施工技术要点进行展开，采用橡胶沥青同步碎石封层技术可有效修复改善沥青路面病害问题，提高沥青路面的平整度和抗滑性能，施工质量良好，值得推广。