橡胶沥青混凝土在高速公路中的应用

罗 伟 杜立平

(1.天津市滨海新区新地置业投资有限公司，天津 300457;2.天津市市政工程设计研究院，天津 300457)

天津地区冬季寒冷，为明显改善天津高速公路沥青混凝土路面质量，延长其使用寿命，验证橡胶沥青混凝土优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性能、抗水侵害能力及平稳、舒适、噪声低等路用性能优点，在京津高速公路东延铺筑试验路(橡胶沥青混凝土)。橡胶沥青:先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下(180℃以上)，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。橡胶沥青混合料摊铺碾压成型后的橡胶沥青混凝土具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性、降低噪声等性能，是理想的环保型路面材料。

1 路面面层结构设计

京津高速公路东延工程是天津集疏港公路一期工程的重要组成部分，西起京津高速北塘收费站，东至津山铁路，全长6.6 km。

道路表面层和中面层均采用橡胶沥青混合料:总厚度10 cm。

表面层:4 cm厚细粒式橡胶沥青混凝土(AR-AC-13);

中面层:6 cm厚中粒式橡胶沥青混凝土(AR-AC-20)。

2 材料及混合料的技术要求

1)橡胶粉。橡胶粉由碎化的轮胎组成，橡胶粉在常温下碎化，而不是采用冷冻法来制造橡胶粉。如果用低温分离法，应在磨碎前进行。用于碎化的轮胎包括子午胎(小车等轻型车)和斜交胎(卡车等载重车)，宜选用斜交胎。

2)橡胶沥青。橡胶沥青中橡胶粉的掺量应通过试验确定，本次工程中所采用的为(20±2)%。在现场制造的废轮胎胶粉改性沥青宜随配随用;需作短时间保存时，应保持适宜的温度，并进行不间断的搅拌或泵送循环，以保证改性沥青具有足够的稳定性和使用质量。生产好的橡胶沥青使用前应进行搅拌并快速测定其旋转粘度，符合要求后方可使用，生产好的橡胶沥青使用时间不宜超过4 h。橡胶沥青技术指标见表1。

表1 橡胶沥青技术指标

3)沥青。橡胶沥青选择70号沥青。

4)集料。根据本工程的实际情况，为保证沥青加铺层表面的抗滑能力和混合料中骨料的嵌挤，中面层橡胶沥青混凝土所用集料选用优质碎石，表面层橡胶沥青混合料所用集料选用玄武岩。

5)橡胶粉改性沥青混合料。上面层(AR-AC-13)和中面层(AR-AC-20)都采用间断级配，级配控制范围如表2所示。

橡胶沥青混合料配合比设计和普通沥青混凝土配合比设计一样，按马歇尔试验方法进行，其技术指标应符合表3的规定。

3 橡胶沥青混合料生产和摊铺施工

表2 上面层和中面层沥青混合料级配

表3 橡胶沥青混合料技术指标

3.1 沥青混合料的温度控制

在天津地区施工橡胶沥青混合料，为了保证橡胶沥青混凝土的质量，沥青、集料的加热温度，沥青混合料出厂温度等相关温度需要严格控制在一定范围内。温度控制范围见表4。

3.2 沥青混合料的运输

表4 橡胶沥青混合料的施工温度 ℃

橡胶沥青混凝土也采用厂拌，由于拌合场和施工现场有一定的距离，运输中需考虑以下4点:1)由于橡胶沥青混凝土的级配属于间断级配，粗集料容易离析。为控制离析现象不明显，当运料车在拌和楼装料时，汽车应宜移动三次装料。2)为了保证沥青摊铺的连续性，沥青混合料运输车宜在摊铺机前面，有3辆～5辆运料车等候卸料。3)沥青混合料的施工温度应严格控制，在运输过程中为了保证沥青混合料的温度，运料车应有篷布覆盖设施。4)连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10 cm～30 cm处停住，不得撞击摊铺机。

3.3 沥青混合料的摊铺

橡胶沥青混凝土的摊铺应注意以下4点:1)摊铺速度一般是1 m/min～3 m/min，关键是摊铺机能缓慢、均匀、不间断地摊铺。同时，摊铺速度可根据拌和楼的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度确定。2)施工人员不得进入踩踏未压实前的摊铺的混合料。3)由于京津高速东延的道路横断面宽度较大(双向六车道)，一辆摊铺机不能整幅施工。为形成良好的热接缝，橡胶沥青中面层和上面层经过施工方案论证，均采用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度，两台摊铺机车前距离应小于10 m。4)由于刚摊铺的橡胶沥青混合料温度高、粘性大，压路机碾压过程中容易将混合料粘起，导致沥青混合料分布不均匀，所以在碾压过程中应随时喷洒隔离剂，但要控制好用量，喷洒成雾状。

3.4 压实度

为保证沥青面层质量，施工过程中应特别注意压实度的控制。参照《公路沥青路面施工技术规范》，压实度采用双控指标，即:马歇尔标准密度的压实度不小于98%，同时最大理论密度压实度为92%～96%。沥青混合料压实工艺注意以下4点压实注意事项:1)橡胶沥青混凝土不应使用胶轮压路机。2)沥青混凝土压实需要初压、复压、终压共3道压实:初压静压2遍～3遍，复压碾压3遍～4遍，终压精压2遍～3遍。均采用双钢轮压路机，初压和终压采用静压，复压要挂震。3)为避免混合料推挤产生壅包现象，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;压路机起动、停止必须减速缓行，不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。4)压实12 h后，如果路面路用性能良好，可以开放通行。

4 结语

橡胶沥青混凝土作为一种环保低碳路面材料，其高温稳定性、抗车辙性能和抗疲劳性能等路用性能优于传统的SBS改性沥青，对于提高路面的耐久性能、路用性能和使用寿命具有明显的作用。在京津高速东延工程中大规模应用橡胶沥青混凝土，设计施工过程中在混合料原材料、施工温度、现场摊铺及施工质量等四个方面严加控制，保证了工程质量。设计和施工的应用研究为在天津地区进一步推广橡胶沥青混凝土奠定了基础。

［1］交通部公路科学研究院.橡胶沥青及混合料设计施工技术指南［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［2］JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范［S］.

［3］JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［4］杨 锋.谈橡胶沥青在公路工程中的应用［J］.山西建筑，2013，39(4):104-105.