干拌法橡胶沥青混凝土在公路路面施工中的应用 3页

施工技术广东建材2011年第6期干拌法橡胶沥青混凝土在公路路面施工中的应用张捡1何铭z(1益阳市交通建设工程试验检测有限公司；2益阳市交通建设质量监督局)摘要：本文通过一系列试验研究提供的配合比设计原则、标准，确定干拌法橡胶沥青混合料的胶粉掺量、配合比设计，进而确定干拌法橡胶沥青路面的施工工艺和施工质量控制。关键词：干拌法；沥青；混凝土1前言橡胶沥青混凝土广义上包括干拌工艺生产的废胎胶粉沥青混凝土和湿拌工艺生产的废胎胶粉沥青混凝土。无论是干拌工艺还是湿拌工艺生产的橡胶沥青混合料，均使得混凝土的弹性增加，从而缓解汽车荷载对路面的作用，起到改善路面的受力状态，增强抗疲劳能力、抗温度裂缝和反射裂缝能力，从而达到延长使用寿命的目的；同时也可以大大降低路面行车荷载的噪音，成为一种低噪音路面；能够解决目前沥青混凝土路面的许多病害，满足人们的期待。本文主要对干拌法橡胶沥青混凝土在公路路面施工中的应用做了探讨。2干拌工艺橡胶粉对沥青的影响分析干拌工艺是指将废轮胎粉与沥青、矿料一起投放到拌和楼里拌和，生产橡胶沥青混合料的生产方法。按照传统的生产工艺，废轮胎粉投入到拌和楼里与沥青拌和的时间一般50s左右，但从拌和站装车，运输到施工现场，再到摊铺、碾压结束，要需要1个半小时左右，甚至更长，况且这一时期，温度保持在1600C以上；试验证明，在这期间，沥青与废轮胎粉产生了一定程度的反应，因此可以这样认为：对干拌工艺生产的混合料，废胎胶粉不仅起到填充作用，同时也增加了沥青的粘度，改变了沥青的性能。3橡胶沥青混合料技术指标分析对橡胶沥青混合料而言，其技术指标分为两类，一类是体积指标，指混合料试件的密度、空隙率、矿料间隙率、粗集料矿料间隙率、饱和度等。一类是力学参数指标，指混合料试件的稳定度和流值。3．1体积指标分析一80一国内主要采用空隙率和矿料间隙率，同时为了评价混合料骨架结构性，需要计算混合料粗集料矿料间隙率水平，仍沿用一般混合料常用的饱和度指标。相关公式如下：空隙率Va：vm=卜丢(式1)UⅢ式中：Gr混合料的实际密度；G矗一混合料理论密度。矿料间隙率VMA：眦十缶×嵩岳(式2)式中：G广混合料的实际密度；G．。一混合料中全部矿料的毛体积密度；∞r混合料中油石比。对于湿拌法，式中的油石比按照实际胶结料比例代入；对于干拌法，式中油石比则不仅是沥青的油石比，而且应将废胎胶粉的掺量计入，见式(3)。O0----(1)7×(1+Q)(式3)式中：(I)’广沥青油石比；Q——废胎胶粉的掺量(％)。这是因为，即使是干拌法工艺，废胎胶粉在沥青混合料中的作用也是多方面的，不宜单纯作为矿料的填料看待，且本身的强度远远低于石质矿料，不会在混合料中形成强有力的骨架结构。因此，在计算混合料矿料间隙率时看作胶结料，这样也与湿拌法的计算方法统一。饱和度VFA：n广东建材2011年第6期施工技术VFA=百VMA-Vo×100％(式4)胶结料(沥青)体积率VA：VA=VMA—Va(式5)粗集料矿料间隙率VCAm；，：VCAⅢix=l一害L×100％(式6)Ub．Ca式中：Gb．。r混合料中粗集料的毛体积密度；P。7——矿料中粗集料的质量百分率。通过大量的试验分析，橡胶沥青混合料理论密度的确定，宜采用真空法，并且需进行平行试验。细集料毛体积密度可根据石料吸水率随石料粒径减小，比表面积增大而增大的规律，计算出某个粒径石料的吸水率，再根据石料吸水率与表干密度、表观密度、毛体积密度的关系，推算出某粒径细集料的毛体积密度。Go-丽1(式7)1—矿Gb2斋(式8)式中：G广矿料的表观密度，或视密度(g／am3)；Gb．矿料的毛体积密度(g／cm3)；Gc__矿料的表干密度(g／am3)。3．2力学指标分析以色列专家ArichSidess和JacobUzan在总结橡胶沥青混合料的力学性能时指出：废胎胶粉沥青混合料的稳定度比一般混合料低，流值比一般混合料大。前者降低60％左右，后者增加4倍；橡胶沥青混合料的回弹模量比一般混合料降低50％；湿法橡胶沥青混合料的抗静态蠕变能力与一般沥青混合料基本类似，干法则略逊于湿法；湿法混合料的抗永久变形能力好于一般的沥青混凝土，而干法混合料则不如一般的沥青混合料。意大利学者GaetanoDiMino等人对普通沥青混合料和橡胶沥青混合料采用干拌工艺研究废胎胶粉对混合料马歇尔稳定度和流值的影响，得出以下结论：橡胶沥青混合料的稳定度一般低于普通沥青混合料，且流值增大。在相同油石比下，随着废胎胶粉剂量的增加，混合料的稳定度逐渐降低，流值逐渐增大。通过MTS试验得出如下结论：传统的稳定度、流值确定方法已不适用废胎胶粉混合料，采用试件的屈服点法是最合理的。4干拌法橡胶沥青混合料室内试验4．1试验路概况某国道作为连接多个城市的交通主干线，近年运输重车较多，交通量较大，现已渐呈饱和之势，随着道路使用年限的增加，经过长期的行车荷载作用，路基、路面已出现不同程度的病害，有几段路面破坏尤为严重。根据设计任务要求，道路采用一级公路标准设计，计算行车速度V=80Km／h，桥梁、涵洞设计荷载采用公路一I级，地震基本烈度为Ⅵ度。设计时兼顾一级公路及城市快速路的技术要求。机动车道路面结构设计：改性沥青玛蹄脂碎石(SMA一13)4am+中粒式沥青混凝土(AC-20)5cm+中粒式沥青混凝土(AC一20)6cm+水泥稳定碎石2×16cm+二灰碎石16cm+12％石灰土18am+土质路基；非机动车道路面结构：细粒式沥青混凝土(AC一13)3cm+中粒式沥青混凝土(AC一20)5am+水泥稳定碎石16cm+二灰碎石16cm+12％石灰土16cm+土质路基；人行道路面结构：人行道花砖6cm+水泥砂浆2cm+水泥稳定碎石16cm+12％石灰土16cm+土质路基。4．2试验路任务根据当地公路管理局的要求，在省交通科学研究所的参与和指导下，我们对本工程k1十260一k3+260双幅上面层改性沥青玛蹄脂碎石(SMA一13)4cm做掺加0．5％橡胶粉进行相关试验。5干拌法橡胶沥青混凝土试验路铺筑根据现场情况，拟抽取k1+260一kl+600段左幅340米于2008年7月29日做掺加0．5％橡胶粉的试验段。5．1原材料准备除橡胶粉外其它原材料的准备同正常沥青混凝土施工。对于橡胶粉，按照每盘料的质量和废胎胶粉的掺量，事先将废胎胶粉分装成袋，以便拌合时使用。5．2混合料的拌合由于没有添加特殊的装置，废胎胶粉加入拟采用人工从拌和机观察孔投放到拌锅的方式添加。根据废胎胶粉密度小、体积大、吸热能力强的这一特点，为了保证混合料的高温拌合效果，因此需要提高石料的加热温度，比一般改性沥青混合料要提高10℃，控制在195℃左一81—n施工技术广《建材2011年第6期右。另外．为了他废胎胶粉充分分散到石料中，应延K拌台时闻．尤其是投入胶粉后与石料的于拌时问，干拌时间控$4在不少于18～20s。浙青加热温度控制在160'C．出料温度控制在180'c，H它I。岂同正常改性拌台料。53混合料运输为更好的防止混合料离析，拌和站在运输车放料时采用“三盘装#}法”(如图1)即先两头后中间．并派专人指挥。f辞r—五再i—1歹——町尘建篚擅盟兰蔓臣—_曩兰雪益—立兰霾置--围】三盘装料法其它上艺问Jh常改性拌合料。54混合料摊镝摊铺采用曲台福格勒2100沥青摊铺机联机作业方式。摊铺机的组装宽度均为8m。相邻摊铺机距离为5～lOm，进行梯队作业。两幅之间青3—6cm搭接，并避开车道轮迹带。在摊铺前摊铺机熨平扳进行加温不低于120"C；囚是夏季高温季节．所以控制摊铺混合料温度不低于160"C。施工中保持缓慢、均匀、连续不断地摊铺．摊铺过程中不随意变换速度或停顿；螺旋送料器两侧保持有略高于送料器高度2／3的混合料，并不停顿地转动，熨平板按厚度固定后不随意调整。以提高平整度t减少混合料的离析摊铺速度宜控制在25m／mln。55混合料压妾采用初压，复压、终压i缎碾压阶段进行，这是得到理想空隙率的保证。碾压作业在摊铺后较高温度下进行，尽快完成初压．碾压过程中安排专人测量记录三阶段温度，碾压遵循“高频、低幅、紧跟、慢压、少水、高温”的原则。碾压时，从外侧向中心碾压，曲线超高段由曲线内铡向外侧碾胍，相邻碾压带重叠lO～20cm。其体方案为：初压：用l台DDl30振动压路机紧跟摊铺机呈阶梯犁开振碾压1遍．速度控制在3km／h以内，采用高频低幅的碾压方法。复压：用蚺台呻110振压4遍，速度控制在3km／b以内。终压：采用DDll0钢轮压路机静蚯l～2遍，速度控制在4km／h以内，最终消除轮迹。由于混合料玲却到iIO*C以Fm震动方式容易造成集科过度Ⅱi碎，崮此，血llO"C以下不应再用震动雅压。在摊铺机连续摊铺的过程中，压路机不随意停顿。在碾j|三成型尚未冷却的路段上，‘禁巨路机急转弯，调头、左右移动、急刹1和停乍等候，dt碾压时备振动夯等小型压实机具，对边部进行响点压实以远到压寅效果。56试验路检验试验路完工后．实验室按照验收许定相关要求，组织了埘部分验评项目的现场榆测，检测项目包括渗水系数、抗滑、构造深度，试验结粜如表1：为了检验路面的压实效果，对路面压实度进行了检测．试验结果显示，路面现场空隙率为55％与配合比醴计空隙率基奉吻合，表明采用的碾压工艺台理，取得了预期敬果。本工程通车两年后检测，未靛现太的反射裂缝现象发牛，说明采用路面橡胶沥青混合料施工取得了良好的实际效果。6结束语本文通过试梓试铺，对掺加废胎胶粉后的混合料的拌合、碾压以及相应的温度控制进行了对照和总结，总结出丫其小同于一般SMA改性沥青混凝土的特点。通过铺筑后的榆验，说明试验路相关指标榆测结果与室内试验基奉吻台，可咀大面积施工。●【参考文献】【1]≈≠钩路基路面IR【⋯|匕m^民交m＆％#2000【2]抄庆林高《0路M肯路面q期＆坏现象技颅防北京^民交通m*n200l【1)[3]常魁和，高群公镕∞青镕m养护新挫术北京^R交通出版社20<1l[4]何水峰，刘j强胶粉々产驶扎应用一唆|日橡胶赍掉化新技术北京中目6化m＆n200l