楊 環(huán)

（貴州路橋集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

橡膠膠粉雙復(fù)合改性瀝青混合料即瀝青中加入廢輪胎粉用于公路鋪設(shè)，成型后的橡膠瀝青混合料相比于傳統(tǒng)瀝青料擁有更好的抗車(chē)轍能力，其路面上面層添加多米克斯后，現(xiàn)場(chǎng)芯樣車(chē)轍次數(shù)可由6 000次增加到12 000次，高速公路承載力、抗壓性能明顯改善，路面使用壽命顯著增加[1]。橡膠膠粉雙復(fù)合改性瀝青混合料的應(yīng)用，為廢舊輪胎再利用提供新途徑，促進(jìn)資源循環(huán)與生態(tài)保護(hù)，降低了項(xiàng)目投資成本，生態(tài)效益顯著[2]。

1 工程概況

某高速公路第三合同段路面，路面寬度10.5 m，路基寬度24.5 m，路線全長(zhǎng)6 km，路面結(jié)構(gòu)形式為：1）下層：AC25普通瀝青混凝土，厚度7 cm；2）中層：AC20+Domix改性瀝青混凝土，厚度6 cm；3）上層：ARHM13(SW)膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土，厚度4 cm；4）頂層：橡膠瀝青應(yīng)力吸收層；5）基層：水穩(wěn)碎石基層。

2 施工特點(diǎn)

橡膠膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土路面施工特點(diǎn)如下：

（1）摻入了橡膠粉末，增加了瀝青混合料黏度和彈性，廢膠粉以顆粒狀散落在瀝青中，為充分混合，應(yīng)以骨架嵌擠型間斷級(jí)配標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行瀝青混合料礦料組成設(shè)計(jì)。

（2）膠粉對(duì)瀝青產(chǎn)生改性作用，以顆粒物的天然形式存在于瀝青混合料中，增加了瀝青穩(wěn)定性，有良好的降噪性能，可顯著提升道路承載力和抗疲勞性能，抗車(chē)轍性能優(yōu)越，并有效降低項(xiàng)目成本支出。

（3）橡膠瀝青混凝土路面為傳統(tǒng)瀝青路面厚度的40%～60%，承載力和抗反射裂縫性能更強(qiáng)，可節(jié)約路面材料用量，節(jié)約工程支出。

3 主要材料

3.1 廢輪胎膠粉

橡膠瀝青、膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土路面施工過(guò)程中需控制的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表1和表2所示。

表1 路用膠粉的物理指標(biāo)

表2 路用膠粉的化學(xué)技術(shù)指標(biāo)

膠粉需存放于干燥通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中，并配備防潮裝置，儲(chǔ)存時(shí)間上限6個(gè)月。

3.2 道路石油瀝青

道路石油瀝青應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求合理選擇，實(shí)踐中橡膠瀝青道路多選用型號(hào)為A-70或A-90的道路石油瀝青。道路石油瀝青存放應(yīng)分品種存放于不同區(qū)域，應(yīng)詳細(xì)信息、清晰標(biāo)識(shí)，儲(chǔ)存溫度應(yīng)結(jié)合儲(chǔ)存時(shí)間合理調(diào)整，在儲(chǔ)油罐中儲(chǔ)存時(shí)，需控制儲(chǔ)存溫度130～150 ℃范圍內(nèi)[3]。

3.3 橡膠瀝青

（1）橡膠瀝青中膠粉比例為20%（按重量計(jì)），同時(shí)包括穩(wěn)定劑、活化劑、改性劑、其他添加劑等，各組分稱重需用電子計(jì)算器精密稱量。橡膠瀝青改性需選用合適的穩(wěn)定技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)制作，添加活化劑和穩(wěn)定劑后，將橡膠瀝青置于儲(chǔ)罐保存并不斷攪拌，確保無(wú)離析現(xiàn)象出現(xiàn)。使用前進(jìn)行檢測(cè)，確保各項(xiàng)性能指標(biāo)合規(guī)。

（2）Domix與膠粉合用對(duì)橡膠瀝青改性時(shí)，Domix需干法改性，使用風(fēng)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行同步攪拌，自動(dòng)稱重后將其置于拌和鍋機(jī)械攪拌，攪拌均勻后加入膠粉和礦粉等重新攪拌混勻。

（3）膠粉改性環(huán)節(jié)需嚴(yán)格控制黏度指標(biāo)，加強(qiáng)攪拌并進(jìn)行性能檢測(cè)，嚴(yán)格控制施工環(huán)節(jié)的溫度。為保障改性性能，需保持施工溫度180 ℃條件下，手持旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行膠粉改性指標(biāo)的檢測(cè)，同時(shí)根據(jù)不同工藝階段要求進(jìn)行溫度年度曲線圖的繪制。

4 施工設(shè)備

4.1 基本設(shè)備見(jiàn)表3

表3 施工設(shè)備配置表

4.2 試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備

橡膠瀝青黏度需采用手持布氏旋轉(zhuǎn)黏度儀進(jìn)行檢測(cè)，其余試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備與常規(guī)瀝青基質(zhì)檢測(cè)設(shè)備一致。

5 施工工藝

5.1 混合料配合比設(shè)計(jì)

橡膠瀝青配合比設(shè)計(jì)是否合理，直接決定項(xiàng)目質(zhì)量，配比環(huán)節(jié)應(yīng)遵循理論配合比設(shè)計(jì)、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及試驗(yàn)路驗(yàn)證四個(gè)階段，并在試拌和試驗(yàn)路驗(yàn)證過(guò)程中加強(qiáng)檢測(cè)，確保配比科學(xué)合理。

5.2 混合料拌和

（1）瀝青混合料拌和操作，以間隙式拌和樓進(jìn)行精準(zhǔn)控制，并經(jīng)過(guò)傳感器對(duì)材料配比、用量、溫度等指標(biāo)精準(zhǔn)識(shí)別和調(diào)整。拌和樓礦粉倉(cāng)需配備振動(dòng)裝置避免操作中礦粉起拱，合適位置配備粉料倉(cāng)避免水泥、粉灰外滲。

（2）以過(guò)往施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行瀝青混合料的混合攪拌，充分拌和使橡膠瀝青均勻裹覆集料，操作中注意控制拌和時(shí)間，間隙式拌和樓拌和時(shí)間需大于50 s；集料干拌環(huán)節(jié)，需將Domix與瀝青膠粉雙復(fù)合改性瀝青混合料均勻混合后干拌，每次干拌時(shí)間應(yīng)大于30 s。

（3）橡膠瀝青、膠粉雙復(fù)合改性瀝青混合料生產(chǎn)環(huán)節(jié)需嚴(yán)格控制溫度，生產(chǎn)環(huán)節(jié)逐步提高加熱溫度，并于干拌鍋中混合集料，摻配集料需加溫至達(dá)標(biāo)后，才進(jìn)行所有組分料的拌和（如表4）。

表4 橡膠瀝青混合料的拌和溫度參數(shù)

（4）拌和過(guò)程中，操作人員應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控操作界面，觀察溫度傳感器、料位、粉螺旋、油泵等是否處于正常工作狀態(tài)。

（5）集料拌和前，根據(jù)施工需求計(jì)算出橡膠瀝青用量，并用電子稱重設(shè)備精準(zhǔn)稱量，準(zhǔn)備完畢后通知生產(chǎn)車(chē)間，嚴(yán)格控制拌和溫度、時(shí)間等。

5.3 混合料的運(yùn)輸

（1）瀝青混合料運(yùn)輸以載重25 t以上的自卸運(yùn)輸車(chē)裝卸，料車(chē)需具備良好的保溫效果，每次運(yùn)輸至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后徹底清理車(chē)廂。自卸運(yùn)輸車(chē)輛車(chē)廂板面鋪設(shè)隔離層，防止瀝青黏連和余液蓄積。

（2）嚴(yán)格遵循施工操作規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)場(chǎng)已鋪設(shè)封層的區(qū)域，嚴(yán)禁急剎車(chē)或掉頭，于開(kāi)口處勻速倒車(chē)駛離現(xiàn)場(chǎng)，避免對(duì)封層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞，車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)應(yīng)按順序靠右側(cè)排序。

（3）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員對(duì)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的瀝青混合料進(jìn)行溫度檢測(cè)，不符合技術(shù)規(guī)范和操作要求的集料拒絕進(jìn)場(chǎng)并廢棄。

（4）施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)保持拌和樓成品貯料倉(cāng)中混合料充足，避免現(xiàn)場(chǎng)供料不足，導(dǎo)致攤鋪機(jī)停產(chǎn)影響正常工序進(jìn)展。一般情況下需保持4～5輛瀝青混合料運(yùn)輸車(chē)于攤鋪機(jī)前等待卸料，保持?jǐn)備伨鶆虮苊庥绊懝ば颉?/p>

5.4 混合料的攤鋪

（1）攤鋪機(jī)燃料備滿，并于正式攤鋪前對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，確保攤鋪機(jī)處于正常工作狀態(tài)，若攤鋪機(jī)存在異常無(wú)法工作，及時(shí)調(diào)整檢修。開(kāi)機(jī)后預(yù)熱攤鋪機(jī)熨平板至100 ℃以上，熨平板置于攤鋪厚度相當(dāng)?shù)膲|塊上備料，需保障墊塊寬度，不得低于攤鋪厚度。

（2）卸料。攤鋪現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)業(yè)人員指揮車(chē)輛至攤鋪機(jī)前，緩慢操控運(yùn)料車(chē)輛攤鋪機(jī)前30 cm處駐停，使攤鋪機(jī)緩慢靠近卸料車(chē)后起斗卸料，使集料傾斜至攤鋪機(jī)受料斗中。

（3）卸料完成后，利用螺旋布料器進(jìn)行布料，控制料位在布料螺旋2/3處，布料操作須均勻避免離析。布料過(guò)程中，攤鋪機(jī)起步速度控制為1 m/min，均勻鋪設(shè)集料并觀察料面情況，檢測(cè)松鋪厚度，攤鋪機(jī)前進(jìn)6～8 m后正常勻速行進(jìn)。

（4）攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度以攤鋪厚度、攤鋪寬度、拌和能力等指標(biāo)確定，攤鋪機(jī)穩(wěn)定前進(jìn)后保持速度為2～3 m/min，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行振頻振幅的調(diào)整，確保壓實(shí)度，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并保障壓實(shí)度超過(guò)85%。

（5）攤鋪中對(duì)瀝青混合料鋪設(shè)寬度、厚度、平整度等指標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)檢測(cè)集料溫度，判斷路面是否鋪設(shè)均勻，控制攤鋪機(jī)行進(jìn)速度，避免行進(jìn)過(guò)快影響攤鋪均勻性[4]。

（6）完成一次攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后，攤鋪斗內(nèi)剩余的集料棄掉不可重復(fù)利用，避免影響路面壓實(shí)度，降低工程質(zhì)量。攤鋪過(guò)程中需控制集料溫度并檢測(cè)室外環(huán)境溫度，地表溫度低于15 ℃不可進(jìn)行操作，表5為攤鋪環(huán)節(jié)詳細(xì)的溫度要求。

表5 橡膠瀝青混合料攤鋪、碾壓工藝參數(shù)

5.5 壓實(shí)

（1）壓實(shí)方式。壓路機(jī)從外側(cè)向中心碾壓，超高路段和坡道處則從低處向高處碾壓，路中心部分最后碾壓。每次碾壓需重復(fù)相鄰碾壓帶1/2輪寬或采用雙鋼輪壓路機(jī)重疊10～20 cm，邊緣無(wú)擋板、路肩或路緣石，需將邊緣混合料耙高后碾壓，保持壓路機(jī)外側(cè)輪超出路緣10 cm，確保路面完全被壓實(shí)，邊緣存在支擋結(jié)構(gòu)則緊貼支擋邊碾壓。

（2）碾壓溫度。相比于傳統(tǒng)瀝青集料，橡膠瀝青膠粉雙復(fù)合改性材料的黏度高，集料中加入Domix后黏度明顯升高，隨著黏度增加對(duì)應(yīng)的碾壓溫度升高。故此，需在高溫狀態(tài)下，對(duì)橡膠瀝青混合材料碾壓保障其壓實(shí)度。

（3）碾壓類(lèi)型。初壓階段，雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初步碾壓，碾壓時(shí)壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)力在前保持勻速前進(jìn)，后退重復(fù)碾壓前進(jìn)壓痕，在此過(guò)程中可振動(dòng)碾壓；初壓后混合料初步穩(wěn)定，并對(duì)平整度進(jìn)行修正；復(fù)壓階段，需在較高的溫度下進(jìn)行，緊跟初壓工序使集料進(jìn)一步被壓實(shí)和穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)層較厚時(shí)，以輪胎壓路機(jī)碾壓，結(jié)構(gòu)層較薄時(shí)以雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓；終壓階段，緊跟復(fù)壓工序，以雙鋼輪壓路機(jī)靜壓消除輪胎痕跡，提高路面平整度，確保施工質(zhì)量。

5.6 接縫處理

路面施工環(huán)節(jié)需嚴(yán)密處置工程接縫，保持接縫緊密和連接順暢，避免出現(xiàn)明顯的集料錯(cuò)層現(xiàn)象，更不可出現(xiàn)離析病害。

相鄰橫向接縫需錯(cuò)位1 m，上下層縱縫需錯(cuò)開(kāi)1.5 m或3～4 m，橡膠膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土鋪設(shè)完成后用壓路機(jī)壓實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)度、其他質(zhì)量指標(biāo)達(dá)標(biāo)后，需控制路面溫度不高于50 ℃，方可于24小時(shí)后開(kāi)放交通。

6 效益分析

6.1 直接經(jīng)濟(jì)效益

SBS改性瀝青中改性劑含量為5%，其單價(jià)為每噸2萬(wàn)元，而橡膠瀝青中膠粉含量為20%，單價(jià)為每噸3 500元，核算后可知項(xiàng)目中每使用100 t改性瀝青可節(jié)約3萬(wàn)元，25 km的項(xiàng)目需要使用改性瀝青8 000 t，可節(jié)約項(xiàng)目支出240萬(wàn)元。

6.2 節(jié)能環(huán)保效益

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們生活水平顯著提高，交通便捷程度的提升導(dǎo)致廢棄車(chē)輛與日俱增，大量廢胎成為重要的環(huán)保問(wèn)題。

橡膠瀝青是在傳統(tǒng)的瀝青基質(zhì)中加入橡膠粉，橡膠瀝青中的橡膠顆粒比例為20%，通過(guò)改性劑的作用與瀝青基質(zhì)均勻混合，制備成瀝青混凝土，不僅有效解決了廢胎污染的問(wèn)題，同時(shí)改善路面性能、降低工程成本支出、延長(zhǎng)路面使用壽命、減輕行車(chē)噪聲、延緩反射裂縫，擁有廣闊的應(yīng)用前景。

7 結(jié)論

橡膠粉是由廢舊輪胎制備而成，通過(guò)改性劑、穩(wěn)定劑、活化劑等作用與瀝青基質(zhì)有效結(jié)合，從而達(dá)到消除黑色污染、變廢為寶、保護(hù)生態(tài)的目的，由此制備的橡膠膠粉雙復(fù)合改性瀝青混凝土具備降低能耗、保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、降低成本的特征，這種創(chuàng)新技術(shù)在道路工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。膠粉雙復(fù)合（Domix）改性瀝青混合料技術(shù)為我國(guó)重載交通、渠化交通項(xiàng)目建設(shè)提供了新方向。