高速公路橡胶沥青碎石封层施工技术分析

李政

摘要：橡胶沥青碎石封层作为一种新型材料，与其他沥青封层相比，在延缓反射裂缝、加强层间结合、抗水损能力方面具有显著优势。文章介绍了橡胶沥青碎石封层技术，探讨了橡胶沥青碎石封层组成结构与同步封层施工方法，并结合工程案例分析了高速公路橡胶沥青碎石封层施工技术的运用情况。

关键词：高速公路;橡胶沥青;同步碎石封层;施工技术

0 引言

目前，国内不少早期修建的高速公路均进入了大中修期。经调查显示，部分病害的根本原因在于层间结合质量较差，导致路面使用寿命受到影响，对此加强层间处置材料、技术研究具有重要意义。本文主要以橡胶沥青碎石封层技术为研究对象展开分析，其具有较好的防水粘结、应力消减功能，能够有效提高路面整体性，提高高速公路服务质量。

1 橡胶沥青碎石封层技术概述

碎石封层技术，指的是将沥青与集料撒布在路面上，经碾压后形成防水磨耗层，以提高路面抗滑、抗水损害能力，减少沥青路面病害，延长使用寿命，该技术在高速公路面层养护、农村新路面修建中均得到了广泛应用。

橡胶沥青碎石封层是新一代层间处置材料，性能较为优异。橡胶沥青主要由沥青、回收轮胎橡胶及添加剂组成，一般内掺量≥15%、外掺量≥17.6%。不同用途下的橡胶粉掺量可参考表1。

基于大量的经验积累与反思，橡胶沥青碎石封层技术逐渐趋于成熟，施工质量、速度均有大幅提高，被广泛用于沥青路面新建与改建、沥青混凝土桥面铺装、水泥混凝土路面沥青加铺等工程，本文着重围绕此技术展开详细分析，以期进一步提高高速公路服务质量。

2 橡胶沥青碎石封层组成结构及施工方法

2.1 橡胶沥青碎石封层组成结构

2.1.1 结构分类

根据不同使用要求，可将碎石封层结构分为7种，具体如图1所示。

上述几种结构形式中，单层碎石封层基本可满足养护所需，但是用于新建道路时不如双层碎石封层耐久性好。倒装封层适用于第一层碎石难以镶入、原有路面坚硬的道路。嵌挤封层适用于交通量大且车速快路段。帽封层起源于南非，后来在北美也相继使用。三明治封层适用于老路磨损严重路段。

2.1.2 结构形成

橡胶沥青碎石封层施工中，沥青、碎石基本同步洒布，由于时间间隔十分短，沥青温度基本可维持在180 ℃左右，流动性好，与碎石接触面积大，获得类似“镶嵌”的效果，整体结合效果好，不会出现骨料流失的问题。完成橡胶沥青碎石封层的洒布工作后及时碾压，确保碎石移动至稳定状态，封层形成强度时可铺筑面层。

2.2 橡胶沥青碎石封层施工方法

结合橡胶沥青碎石封层相关设备与施工技术发展情况分析可知，目前主要采用同步碎石封層施工方法，此方法采用同步碎石封层车，实现沥青结合料与碎石的同时洒布，获得良好的粘结效果，保证碎石封层质量满足设计要求。

橡胶沥青同步碎石封层施工基本流程如图2所示，具体施工关键点如下：

（1）施工前需做好各项准备工作，包括环境、机械设备以及材料等。严格根据试验路段铺筑情况，计算确定沥青用量、碎石洒布量等，合理调整封层车参数。如果旧路面存在较多病害，应在处理完毕后清扫，确保路面无杂物、灰尘等，方可开展碎石封层施工。

（2）同步封层铺筑，严格按标定好的参数进行同步封层铺筑作业。同步碎石封层车需维持匀速前进，以3～4 km/h为宜。起点铺设油毛毡，防止沥青飞溅。局部洒布不到位的地方，人工补洒。完成洒布后及时使用胶轮压路机碾压，合理控制碾压速度、遍数，保持匀速前进，严禁随意刹车、更改行驶路线。

（3）清扫、浮料收集：完成碾压施工后，及时将封层表面清理干净，并封闭交通，一般24 h内不允许车辆通行，24 h后使用强力扫刷车再次清扫施工后的路段，确保路面无浮料。

通过橡胶沥青碎石封层的运用，在沥青面层与基层之间可形成一个高粘弹性的软介层，牢牢吸附面层与基层，提高路面整体性，延长道路使用寿命。

3 实例分析

3.1 工程概况

本文仅以某高速公路养护工程为例展开分析。该高速公路为双向四车道，采用沥青混凝土路面，路面结构形式如表2所示。此高速公路投入运行两年后，对其中211.82 km路段进行了养护管理，此路段主要病害为路面裂缝、唧浆。根据调查显示，基本5～8 m路面上就有一道横向裂缝，纵向裂缝相对较少。经综合分析决定采用路面加铺处理方法，包括1 cm橡胶沥青碎石封层（AR-SAMI）、5 cm间断级配橡胶沥青混凝土上面层（AR-AC13）。

3.2 橡胶沥青材料的选用

本项目选用的是AH-90#道路石油沥青，A级标准。碎石封层、沥青混凝土分别采用80目、60目胶粉，掺量控制在基质沥青质量的20%±2%。

橡胶沥青加工流程如下：

（1）使用快速升温设备进行基质沥青均匀、快速加热，19～25 s内完成160 ℃～200 ℃的升温;

（2）基质沥青、橡胶粉按70∶30质量配比，使用高速剪切预拌系统拌制，转速为3 562 r/min;

（3）预拌好的橡胶沥青送至熔胀反应系统，反应时间为45～60 min，反应温度、出料温度为180 ℃～195 ℃、195 ℃;

（4）经检测，橡胶沥青技术指标见表3。

3.3 橡胶沥青碎石封层施工技术要点

3.3.1 设备材料准备

（1）碎石材料

本项目选用的玄武岩碎石，使用反击式破碎机破碎，粒径为0.9 ～1.32 cm，具体技术指标见表4。

（2）主要施工机械

本项目橡胶沥青碎石封层采用同步施工方法，主要施工机械如表5所示。

3.3.2 施工工艺

3.3.2.1 工艺流程

施工准备→洒铺前处理→橡胶沥青和碎石同步洒布→碾压。

3.3.2.2 工艺要点

（1）路面准备：公路原路面清理干净、无杂物，覆盖路缘石等构造物，防止被沥青污染。

（2）沥青、碎石洒布：本项目采用橡胶沥青碎石同步封层机实施作业。施工前对封层机进行调试标定，橡胶沥青、碎石洒布量控制参数、洒布现场温度如表6、表7所示。封层机准确、整齐地进行纵横向衔接，控制好接缝处重叠宽度，多余部分由人工清除。

（3）碾压：本项目采用重型轮胎压路机进行碾压施工。碾压时间、温度分别控制在10～20 min、40 ℃，在整个施工过程中维持匀速，不得突然刹车、掉头。具体碾压参数见表8。要求碾压后橡胶沥青对碎石裹附率≥50%，完成碾压2～3 h后，清扫收集浮石。

（4）面层施工：封层施工完毕后第二天，铺筑 AR-AC13 橡胶沥青混凝土。

3.4 施工效果

本项目由于原材料质量可靠、混合料配比合理，压实机械组合优化，整體铺筑碾压施工质量较好，经检查各项指标均达到规范标准，为后继作业奠定了良好基础。

4 结语

综上所述，在高速公路新建、改扩建中，沥青碎石封层的应用十分广泛，其具有较好的抗滑性、耐磨性、防水性等，而且此类施工技术相对简单且成本较低，具有较大的推广应用价值。与普通沥青相比，橡胶沥青的粘弹性较高，高低温性能较好，可有效减少刹车拥包、脱皮、高温泛油等问题。工程实践时，需根据项目情况合理选择基质沥青、橡胶粉以及碎石，严格按规范落实路面处理、沥青与碎石洒布、碾压等工序，切实保证橡胶沥青封层粘合良好，为后续施工奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]蔡燕霞.橡胶沥青应力吸收层结构行为与路用性能研究[D].西安：长安大学，2016.

[2]王朝辉，张 廉，韩晓霞.中国道路预防性养护封层材料应用进展及评价[J].筑路机械与施工机械化，2018，35（3）：31-48.

[3]王荣庆.橡胶沥青碎石封层的层间结合稳定性分析[J].筑路机械与施工机械化，2016，33（5）：63-66.

[4]王 伟.G30高速公路嘉安段橡胶沥青碎石封层和橡胶沥青混凝土的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2013，9（2）：88-91.

[5]李松山.橡胶沥青同步碎石封层施工工艺与质量控制[J].甘肃科技，2015，31（16）：117-119.

[6]耿京芳，戚云生.泗许高速公路橡胶沥青碎石封层施工技术研究[J].公路交通科技（应用技术版），2011，7（5）：126-129.