橡胶沥青半柔性路面施工技术研究

陆银锋

摘  要：作为一种新型筑路材料，废橡胶粉在工业化生产的推动下得到深入发展。在路面结构施工中，掺加适量橡胶材料，可改善沥青混凝土性能。该文将橡胶沥青应用于半柔性路面，在充分了解半柔性路面结构及特点的基础上，依托具体工程，对其配合比、施工工艺进行了探讨，经施工表明，橡胶沥青半柔性路面具有良好的应用前景。

关键词：橡胶沥青;半柔性路面;施工工艺

中图分类号：U416             文献标志码：A

0 引言

改革开放40年以来，随着我国经济迅速发展，汽车工业也得到了繁荣发展，据不完全统计，2018年全国机动车保有量达3.27亿辆，其中汽车保有量逾2.4亿辆，同比增长10.51%。在汽车数量不断增长的同时，车流量及轴载也在随之增加，传统柔性路面沥青混凝土与刚性水泥混凝土路面在长期荷载作用下呈现出了越来越多的问题，已无法满足当前发展需求。为此，急需一种新型路面结构来缓解燃眉之急。半柔性路面的诞生有效地缓解了刚性与柔性路面的缺陷。半柔性路面的母体为20%～25%大空隙沥青混凝土，需向内不断灌入高强度水泥砂浆，以此形成的路面结构形式。半柔性路面集聚了传统沥青、水泥混凝土2种路面的优势。废橡胶粉是工业化发展的产物，随着汽车数量的增长，废旧橡胶轮胎数量也在与日俱增，再生利用此类橡胶材料，可达到废物利用，节约资源、降低污染的良好效果。作为一种高弹且对水、温度敏感较低的材料，將其用于半柔性路面施工，可改善路面使用性能，保护环境。为此，做好橡胶沥青半柔性路面研究具有重要的现实意义。

1 半柔性路面结构及特点

按照现场施工工艺及材料种类可将半柔性路面分为三大类。1）水泥拌合沥青混凝土。2）水泥乳化沥青拌合混凝土。3）水泥灌浆沥青混凝土。在工艺、材料等方面，上述3类路面类型均存有一定差异，但均具备传统柔性、刚性路面的结构优势，克服其不足之处。当前应用最多，技术最为成熟的路面结构为水泥灌浆沥青混凝土。为此，该文仅对水泥灌浆沥青混凝土进行了分析。

水泥灌浆沥青混凝土路面是指将符合强度等要求的水泥胶浆灌入大空隙沥青混合料空隙内，可形成一种新型路面结构。在水泥砂浆凝固之后，不仅能提高结构的强度，还能对骨架结构起到稳定作用。其有4个特点。1）相比水泥混凝土路面，半柔性路面柔性更好，且具备其刚性特点。2）相比沥青路面，半柔性路面刚度更强，且具有耐高温流动性等优势。3）结构整体变形相对很小，无需进行伸缩缝设置。4）路面表层耐磨性良好，路表颗粒难以脱落，车载承受能力强。

目前，在公路路面施工中，这种路面因其自身优势得到了广泛应用，从而克服传统路面存在的缺陷，达到改善路面使用性能，提高路面质量的作用。

2 工程概况

该工程属于水泥混凝土路面维修养护工程，该路段交通量大，且重载交通严重。在路面使用过程中，在行车荷载及自然因素的长期作用下，路面出现了不同程度的病害，如裂缝、坑槽等，虽前期多次局部修补路面，但治理不彻底，路面通行质量仍呈现出下降趋势，且局部路段损坏严重，已对行车安全造成了严重影响。为恢复路面使用性能，特提出了如下方案，要求在处理原路面病害之后，将一层橡胶沥青应力吸收层铺筑到水泥混凝土路面，随后在做橡胶沥青半柔性路面铺筑。

3 橡胶沥青半柔性混合料配合比分析

作为一种降解难度极高的物质，针对废旧轮胎，我国长期多以地面堆积、简单掩埋为主，这种处理方法根本无法有效解决废旧橡胶轮胎日益增加的量，甚至会污染环境。将废旧橡胶作为半柔性路面施工材料，不仅能够实现资源再生，还能保护环境，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要举措。为此，在全面了解工程实际情况的基础上，必须充分掌握原材料性能，并在此基础上，合理确定橡胶沥青半柔性混合料的配合比设计，保证施工质量。

3.1 原材料性能

3.1.1 水泥

根据要求，可选择P.O42.5R普通硅酸盐水泥，其各项性能应满足技术标准规定。要求密度为3.11 g/cm?，初凝、终凝时间为170 min、334 min，3d、7 d、28 d抗压强度分别为21.6 MPa、38.6 MPa、45.0 MPa。3 d、7 d、28 d抗折强度分别为3.6 MPa、4.4 MPa、6.3 MPa。

3.1.2 橡胶改性沥青

以70号基质沥青为橡胶改性沥青，按下述方式进行制作，加热至170℃—40 min～50 min剪切—5 h保温。其性能见表1。

3.1.3 集料

选择玄武岩碎石作为粗细集料，填料以石灰石矿粉为主，材料性能应满足相关规范要求。

3.2 水泥净浆配合比设计

该文以2种类型进行分析，即普通型与彩色型，膨胀剂、减水剂、水泥等为构成水泥净浆的主要材料，相比之下，彩色型比普通型多掺加了一种色粉。其配合比见表2。

3.3 橡胶沥青母体混合料配合比设计

相比其他路面结构，橡胶沥青半柔性路面结构胶结性能强，骨架结构内的大空隙也能被水泥净浆充分填充。于橡胶半柔性路面力学性能来讲，母体沥青混合料指标影响巨大。为此，在整个设计环节，应将母体沥青混合料的体积特征展现出来，从而改善其路用性能。当前，多以《半柔性路面应用技术指南》相关内容作为设计参考，为保证设计合理性，该文以SFAC-16型沥青混合料进行分析。经体积法分析，空隙率不同，各档材料的比例也有所不同。经室内试验可知，25%为空隙率最佳值，为此，可选择25%作为母体沥青混合料空隙率。在此基础上，通过飞散、析漏试验，可获取25%空隙率下母体沥青混合料最佳油石比，见表3。

通过分析，可选择3.1%～3.3%作为油石比最佳范围，为最终确定油石比，可通过马歇尔试验进行分析，可以3.2%为最佳油石比。

4 橡胶沥青半柔性路面施工工艺

4.1 施工准备

施工前，为保证施工安全，需提前做好交通管制及封闭工作。随后对原路面进行清理，要求在表面杂物、垃圾等清理干净，避免对后续铺筑效果造成不利影响。此外，还要针对路面病害问题，先做处理。

4.2 橡胶沥青应力吸收层施工

为增强路面抗变形能力，往往会在水泥混凝土路面与沥青混凝土路面之间铺筑一层应力吸收层，避免产生反射裂缝。在表面清理干净之后，在保证橡胶材料等各项技术指标满足相关规范要求的情况下，可将一层1cm的橡胶沥青应力吸收层铺筑到水泥混凝土路面，根据要求，洒布量可控制在每平方米2.0 kg～2.6 kg，碎石可控制在每平方米1.4 kg～1.8 kg。壓实时可选择重型胶轮压路机，碾压后，若存在松散碎石，需及时清理干净。

4.3 橡胶沥青半柔性路面施工

均匀拌和水泥砂浆，拌和时间控制在1 min～2 min，随后加水，再进行2 min～3 min拌和，保证拌和质量。灌浆摊铺时，保证摊铺均匀，浆料能够充分渗入，若路面存在纵向坡度，浆料摊铺可按由低到高的顺序进行施工，避免因水泥砂浆流动速度过快，影响渗透效果。

4.4 表观处理

完成灌浆施工之后，若表面存在多余的水泥砂浆，需及时清理干净，保证表面平整。因水泥砂浆灌入沥青混合料母体必定会对路面外观造成一定影响，为保证路面结构性能良好，可在路表喷洒缓凝剂，待混合料终凝之后，需清理干净表面水泥浆液，这样才能增强路面强度。

4.5 养生

根据浆料终凝情况，合理确定养生时间，通过在工后2～3 d开放交通。若砂浆内添加了早强水泥或早强剂，工后1 d即可允许通行。

4.6 质量检测

施工结束后，对该路段路面表观做质量观测，结果表明，此路段平整度良好，具有良好服务水平。随后做压实度、平整度等方面路用性能检测，压实度检测结果为99.4%，高于设计标准98%，压实度良好。平整度系数同样在1.2设计标准以下，仅为0.86，路面平整性能良好。同样，在构造深度、渗水系数及横向力系数检测中，上述结果均在设计标准范围内，由此表明，选用橡胶沥青混合料用于半柔性路面施工，使用效果良好，能够有效提升道路的使用性能，大大提升了路面行车的舒适性及安全性。

5 结语

综上所述，随着我国城镇化建设速度的不断加快，我国公路建设规模越来越大，并对其质量提出了更高的要求。半柔性路面作为我国公路路面的主要类型，此类路面路用性能良好，橡胶改性沥青混合料在半柔性路面施工中的应用，可有效改善混合料的使用性能，大幅缩减公路建设成本，且能保护环境，减少资源浪费。为此，在施工中必须规范施工工艺，有效提升施工质量，延长路面工程使用寿命。

参考文献

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