摘要:为了延长公路路面使用寿命,结合工程实例,对某公路病害严重路段采用橡胶改性沥青混凝土进行路面养护施工,对其原材料中改性沥青、矿粉、集料、橡胶粉的性能和要求进行了总结,并从混合料的拌和、运输、摊铺、碾压、接缝处理等方面对其施工技术和施工工艺进行了分析。结果表明,该施工技术的应用,减少了沥青用量,有利于环保,而且有效确保了路面的质量。
关键词:橡胶改性沥青;路面;病害;施工技术
1工程概况
某公路工程全长13.5km。本路段沿线矿产资源丰富,是矿产资源运输的主干道,重型车辆多,交通量大,车辆超载重载现象极为普遍,加之自然因素影响,本路段路面损坏情况严重,坑槽、沉陷、车辙病害较多。为保证本路段通行质量,决定进行路面维修养护施工。经分析当地地质情况,结合以往施工经验,决定采用橡胶改性沥青混凝土进行路面养护施工。大面积施工前,可选取其中具有代表性的路段作为试验段,取长度为m,按照从上到下的顺序,路面面层结构形式为WRAC-13橡胶改性沥青混合料(4cm)+WRAC-20橡胶改性沥青混合料(5cm),共9cm厚。
2原材料选择
2.1改性沥青
本文选用的沥青为70#基质沥青。此外,采用剪切乳化机制备橡胶粉改性沥青。首先,将掺量为10%的橡胶粉加入已预热至℃的基质沥青中,在℃条件下搅拌20min。停止后,再用玻璃棒进行搅拌以排除气泡。针入度、黏度以及路用性能等试验均遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-)中的相应试验步骤进行,技术指标如表1所示。
2.2矿粉
为了充分填充橡胶沥青混合料中的多余空隙,选用矿粉作为其填料。此外,矿粉还能促进混合料稳定性和强度的提升,本文涉及到的矿粉含水量为0.96%、无团聚结块的现象、相对表观密度为2.、粒径小于0.mm的占比达94%,均满足规范要求。
2.3集料
本文所选的集料表面具有干燥、无各类杂质、质地坚硬、耐风化性能好的特征。去除了各类有害物质,并且其表面粗糙、棱角性较好、无细长颗粒、无集料形状扁平的情况。
2.4橡胶粉
现阶段橡胶粉的来源主要有天然橡胶和废旧橡胶轮胎。而废旧橡胶轮胎的利用,对于节约成本,减少环境污染具有重要的意义,因此,本路段选用废旧橡胶轮胎作为橡胶改性沥青混合料所用材料。
3橡胶改性沥青路面施工技术
3.1拌和
橡胶改性沥青混合料拌和施工流程与普通SBS改性沥青基本一致,不同点在于沥青投入拌和塔时,选择的材料为橡胶改性沥青,橡胶改性沥青加热温度不得低于℃。此外,由于其具有较高黏度,为保证能够均匀拌和,必须合理控制拌和时间,避免出现离析、花白现象。根据施工要求,拌和设备为间歇式拌和机,保证能够随拌随用,若存储时间太短,在24h以内,必须控制存储温度,不得低于℃。若已出现离析、花白、老化现象,则不得使用。
3.2运输
在温度满足施工要求的前提下,为保证橡胶改性沥青混合料摊铺质量,必须合理控制运距,不宜太远。运输时,一般采用吨位较大的运料汽车,为减少水分蒸发,起到保温效果,必须将篷布等覆盖于车顶。严禁车辆在作业面急刹车、急转弯,避免损坏透层或封层。为避免材料粘黏车厢,需将一层隔离剂均匀涂抹到车厢内部和底部。
3.3摊铺
摊铺是橡胶改性沥青混凝土路面施工的关键工序,根据施工现场要求,本次采用履带式摊铺机进行混合料摊铺。摊铺前30~60min,需预热熨平板,温度控制在℃以上。向摊铺机受料斗卸料时,需结合受料斗容量情况,尽量一次性装满受料斗,避免集料离析现象发生。要特别注意不允许卸料太多,或出现料斗溢料情况,避免下承层散落混合料,污染作业面。若下承层已出现散落料,需及时铲除,严禁就地摊开直接铺筑。原因在于洒落料铺平厚度较薄,温度下降迅速,当铺筑或碾压新混合料后,极易出现局部面层不平整或压实度不足现象。橡胶改性沥青混合料路面对施工温度具有较高要求,一般施工当天温度需在15℃以上。若遇到降温天气,则需迅速压实混合料;或无法保证压实时,严禁铺筑混合料。
3.4碾压
碾压施工中,不仅要严控混合料压实温度,还要做好松铺厚度控制,一般不得高于mm。同时,在对路面宽度、厚度等因素综合考虑的前提下,合理选择压实设备类型和数量,根据施工现场具体情况,本工程采用振动式压路机、胶轮压路机。一般分3阶段完成压实作业。初压时,采用振动压路机,碾压遍数控制在2~3遍,碾压速度不超过4km/h;复压时,采用胶轮压路机+振动压路机,碾压遍数为3~5遍,碾压速度不超过6km/h;终压时,采用振动压路机,碾压遍数为3~4遍,碾压速度不超过5km/h。在施工中,为避免压路机轮胎粘黏沥青混合料,需配置淋水喷头,且做好喷洒量控制。待沥青混合料碾压后,需做好3个阶段碾压温度控制工作,保证在温度合适的情况下完成碾压施工,从而达到最佳压实效果。
3.5接缝处理
铺筑橡胶改性沥青混合料时,极易出现接缝问题,为保证接缝质量,需根据不同接缝采取不同的处治方案。
(1)纵向接缝
梯队摊铺作业时,针对纵向接缝,处理方案通常以“纵向热接缝”为准,摊铺后,预设10~20cm宽度不压实,便于下一部分基准面施工,或通过跨缝压实法将此类接缝消除。在半幅施工中,极易出现纵向冷接缝,可采用切刀、挡板设置的方式处理。此外,在另一半幅摊铺施工前,需将一定量沥青洒布在其上面,与已铺层重叠,宽度为5~10cm。随后将前半幅上方混合料铲除,按照“两边—中间”顺序做好碾压施工,最后通过跨缝挤紧压实。
(2)横向接缝
根据施工规范要求,可采用平接缝处理,摊铺前,清理干净切缝上的杂物,并将适量黏层沥青洒布其上。压路机压实时需以横向为准,并逐步向新铺层碾压。碾压时,先在冷路面碾压,随后碾压热路面,第一次压入量为1~2cm,热路面压入量为10~15cm,保证斜压角度为45°。由中间逐步向两侧斜压施工,重叠宽度为1/2轮宽。
4结语
综上所述,在汽车数量急速增长的今天,废旧轮胎数量日益增大。针对这些废旧橡胶制品,若不处理直接埋入地下,很可能污染环境。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。该橡胶改性沥青路面施工技术的应用,经质量验收均合格,满足路面各项力学指标的要求,表明该施工技术有效和可靠。在以后的工程中,还需要根据工程实际情况,合理采用施工方案,提高施工整体质量,促进公路事业可持续发展。
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素材来源:公路工程技术
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