橡胶粉复合改性沥青路面施工技术探究

文/黎国辉

1 前言

在公路沥青路面施工过程中，橡胶粉改性沥青属于一种新型的复合型材料，在具体应用环节通过橡胶粉改性沥青，提升沥青路面结构层质量，延长沥青路面的使用周期。因此，研究橡胶粉复合型沥青路面施工技术，探寻出有效技术措施，对推动交通事业的发展有着积极作用。

2 橡胶粉改性沥青原理与优势

2.1 原理

将废旧轮胎破碎碾压制作成胶粉，将胶粉添加到沥青材料中，而后通过特定的设备，再经过高温处理，与相关添加剂的混合处理后形成聚合材料，即橡胶粉改性沥青。橡胶粉改性沥青材料在拌和下，充分吸收添加剂以及沥青成分，该材料与常规的SBR、SBS 以及EVA 制作而成的改性沥青相比优势突出。

2.2 优势

2．2．1 力学指标性能

与SBS 改性沥青相比，橡胶粉改性沥青混合料无侧限抗压强度低。同时，在相同荷载范围下，橡胶粉改性沥青混合料变形要强，具备的力学性指标较大。

2．2．2 高温稳定性能

橡胶粉改性沥青混合料由于是橡胶轮胎粉料结合而成，其自身的耐高温性表现较为明显。这主要是由于橡胶轮胎在制作的过程中，通过了高温耐久性的测试，高温稳定性较强[1]。

2．2．3 抗疲劳性能

在特定的荷载环境与气候条件中，橡胶粉改性沥青的抗疲劳能力很强，能够抵抗外界因素产生的影响，不会出现面层破裂等问题。

3 橡胶粉改性沥青在我国使用现状分析

对于胶粉改性沥青的探索，从20 世纪80年代我国就进行了相关研究，同时也出台了很多文件，试验铺筑路段也较多。但是受限于破碎技术的应用，只能生产粗颗粒胶粉。此类材料与沥青的结合效果不高，很多实验铺筑的路段质量效果一般。随着我国胶粉加工技术的不断优化、发展，尤其是常温法胶粉装备以及胶粉改性沥青装备的研制成功，保障了胶粉改性沥青生产效率。从最初的1994年起，我国引进的胶粉改性沥青专利技术分别在广佛高速、北京机场高速以上海虹桥机场跑道的应用，都得到了很好的效果。在2002年到2012年分别在广东、天津、北京、上海等区域都开展的实验路段，同时制定了胶粉改性沥青的地方标准，最为显著的项目是1998年铺设的宁汉大桥试验路段，截至2015年还未出现维修的情况。至今，很多地区都开展应用了橡胶粉改性沥青进行路面施工，此类材料技术的应用取得的效果非常显著。

4 项目实例

某公路工程A 标段全长5km，由于该工程属于路面翻修工程，在施工过程中，通过项目考察后，决定采用改性沥青AC－13C 材料（废旧轮胎）进行铺设，该工程的施工取得了良好效果。

5 橡胶粉改性沥青的施工工艺

在橡胶粉复合改性沥青路面施工技术应用的过程中，做好材料的运输及摊铺压实工作，是非常关键的一项内容。因此，在该技术应用的过程中，需要按照以下的要求进行施工。

5.1 混合料的运输

在混合料运输之前，使用温度计对混合料的温度进行测量，温度测量时深度控制在15cm；材料装车时，先装两端再装中间，减少装料离析问题的出现。同时，在沥青混合料运输时，需要对车辆的搅拌及摊铺能力进行检查，按照工程的施工及摊铺要求合理安排运输车辆。一般来说，橡胶沥青的温度较高，在运输时要使用阻燃布进行覆盖，减少沥青掉落引起的安全与环境问题[2]。

5.2 混合料的摊铺

运输车到达施工现场，在卸料时运输车需要在摊铺机前方10～30cm 的位置停止，卸料时按照摊铺机的位置进行卸料。在该工程中，摊铺机主要采用2 台摊铺机械设备进行施工，摊铺机配合间距控制在10m范围内，机械之间预留20～40cm 的搭接空隙。为了切实提升橡胶材料的均匀性，需要按照施工人员对摊铺设备的行驶轨迹进行控制，保证材料的摊铺质量满足施工要求。针对螺旋布料器中的混合料高度，需要其比螺旋布料器的位置要高一些，采用熨平板进行材料处理。在材料摊铺施工的过程中，为了提高连续性，不可中途停机，同时，还需要控制摊铺的温度。

5.3 混合料的压实

对于橡胶粉改性沥青混合料的碾压工序来说，其施工方式与SMA混合料工艺基本一致。但是由于沥青用量大，为了减少出现轮胎粘结以及泛油的情况出现，在该工程中不采用胶轮压路机，而是采用双钢轮压路机进行材料压实。在碾压过程中，使用的是全宽范围摊铺机2 台压路机同步作业，在具体压实操作时静压一遍，振动压实5 遍结合收面压实的方式进行作业。在压实环节，专门的人员要记录施工碾压次数，对压实效果进行跟踪，保证碾压效果达到规范要求。

在该工程施工过程中，对碾压环节的压路机洒水量与时间进行控制，减少因洒水过快导致材料温度降低的可能。碾压温度与粘结度存在的比例关系是对应的，即温度越高，粘度就越大，橡胶粉改性沥青混合料施工温度见表1[3]。

表1 橡胶粉改性沥青混合料施工温度（℃）

在碾压施工阶段，为了保证材料的温度处于正常范围内，当完成一遍碾压施工后，压路机需要按照摊铺机的方向移动一定的距离，这主要是通过设备的移动，减少横断面更换出现压痕的现象。一般来说，在道路变更的过程中，需要在常温路段进行移动，减少施工质量问题的出现。在新铺筑的路面中，压路机不可调头、不可转向、不可突然刹车。当耐压施工完毕后，需要等到路面温度到达常温要求后，方可开放交通。

5.4 接缝处理

纵向施工缝。在施工过程中，需要采用热接缝的方式进行施工，该过程需要控制摊铺机相互之间的距离为10m 左右，使其平板处于相同的水平。同时，摊铺搭接宽度处于相应范围时，需要按照搭接位置摊铺的方式进行混合料的回推，从而形成一个凸面。在施工中，若搭接橡胶材料过多，则需要使用平铲进行推平，将多余的材料刮平，然后进行下一道施工工序。

横向施工缝。在横向施工缝的过程中，其多数应用于平接缝施工区域中，该技术的应用需要在当天完成。在横向施工缝隙处理的过程中，需要对表面进行清洁，再进行缝隙切割，当切割完成后需在相应位置摊铺一层新的橡胶混合料。一般情况下，在横向接缝施工时，需要在施工前后涂刷一层沥青，保证两个位置的粘合性得到有效提升。还要在摊铺前加热熨平板[4]。

在横向接缝处理过程中，需要对缝隙进行清理，再对摊铺的混合料的厚度进行检查。在新铺混合料缝隙清理时，不能过于用力进行清理。同时在，碾压的过程中，需要采用垂直方式按照接缝位置进行施工，在路面工程区域位置设定相应的土工布或者帆布，长度视压路机与碾压机的施工区域要求为准。另外，当施工现场限制或是相邻车道影响不能中断交通时，可以按照纵向碾压的方式进行操作，在施工时不可在接缝的位置进行转弯。

5.5 施工质量检测

在橡胶粉复合改性沥青路面施工的过程中，做好施工质量检测工作，有助于提高整体工程的质量。因此，在施工检测时，需要按照以下要求进行。

5．5．1 当沥青路面成型后，需要对其外观进行全面检查，查看路面铺筑的外观均匀性是否达到施工要求，同时查看沥青是否有无泛油等情况出现；在质量检测的过程中，需要采用铺砂法进行检测，该工程检测后沥青的构造密度值在1．21cm 左右，达到了路面抗滑性能的要求；采用摆式摩擦仪对路面进行检测，通过摆式摩擦仪的摆定值分析可知，该工程摆定值为72，该数值表明了抗化性要求效果非常好。

5．5．2 按照该工程情况，采用随机的方式对施工现场路段的4 个位置进行随机取样，对路面的厚度、压实度进行检查。检测结果为：路面压实之后的厚度为4．1cm，压实强度为98．5%，达到了施工规范的要求。

5．5．3 该工程项目还进行了渗水测试。测试可知，该工程的路面结构渗水系数很小，基本处于47mL／min范围内（参考值为50mL／min）。该结果表示，该路面工程的抗水渗透效果非常好。

5．5．4 在平整度检测环节，主要采用连续平整度仪测定。结果显示，该路面工程的平整度为0．67（参考值为0．8），该指标满足《公路沥青路面施工技术规范》要求，这表明施工控制效果好。

6 橡胶粉改性沥青发展前景

在固体环境污染物中，废旧轮胎是非常难以处理的品种，通过将其破碎成粉在添加沥青后形成的橡胶改性沥青使其具备环保性，是实现废物利用的有效路径。

随着各方面的发展我国已成为世界上发展最快的国家之一。高速公路建设里程位居世界第二位，但是从公路建设质量等方面看来，我们的技术、质量与发达国家相比还是比较落后的。根据相关分析可知，我国每年公路建设消耗的沥青为200 万～300 万t，这还不包含公路维修工程的使用量[5]。所以，面对如此庞大的消耗量，我国不得不每年将大量的SBS 该性沥青用于公路工程的建设。而这些问题也是公路项目建设资金问题的一方面。

从另外角度分析，当前我国已经成为全球橡胶消费以及橡胶进口的大国。在橡胶消费领域中，我国将70%的橡胶材料用于轮胎的生产，出现废旧轮胎的数量也在不断增加。在2020年，我国的橡胶轮胎已经超越了一亿条，持续以12%的速度增加。预计2030年，轮胎的生产可达2．21 亿条。因此，在实践过程中，通过将废旧轮胎加工为橡胶粉，再拌和改性沥青应用到公路工程建设中，已成为公认的无公害化资源处理路径。

对废旧轮胎的回收利用进行重视，按照变废为宝的方案要求，不断弥补橡胶资源短缺的现象。由此可预计，在未来公路行业发展的过程中，通过废旧轮胎加工成橡胶粉的方式是必然发展选择，具备广阔的发展空间，相信在未来的发展中，橡胶粉改性沥青的应用会占据整个市场。

7 结语

在公路工程施工的过程中，橡胶粉改性沥青作为一种新型的改性沥青，具备很多优势。通过橡胶粉改性沥青的应用，能够提升路面工程的承载力与使用寿命。同时，废旧轮胎通过橡胶粉改性沥青的应用实现了环境保护的要求。因此，在往后的研究中，需要加大力度对橡胶粉改性沥青材料的应用进行研究，保证橡胶粉改性沥青的应用更加具备环保性，从而提升我国交通事业的不断发展。