公路工程中橡胶沥青路面施工工艺技术研究

摘要：基于橡胶沥青路面性能的分析，比较了橡胶沥青在公路工程应用中的优缺点，指出了橡胶沥青在实际工程应用中应该注意的问题及可能出现的病害。通过在实际工程中铺筑厚4cm橡胶沥青路面上面层，介绍了橡胶沥青的具体情况，总结分析了橡胶沥青路面的施工工艺，包括混合料生产，路面基层处理，混合料运输、摊铺、碾压等方面。通过监测对应施工段在运营过程中的工作性能，验证了施工工艺控制与施工过程把控对提高橡胶沥青路面使用性能影响，为提高橡胶沥青路面工程质量提供参考。

关键词：公路工程;橡胶沥青路面;施工工艺

中图分类号：U416.217                         文献标识码：A

1.前言

随着我国经济与科技的发展，公路建设事业取得了长足发展，各种能综合提高公路工程的新技術与新工艺逐渐推广开来，其中应用较广泛、性能较为凸出的便是橡胶沥青。橡胶沥青作为一种新型的混合材料，在有效利用废旧轮胎实现环境保护的同时，也能提高路面的综合性能，增加其的抗裂性和抗变形性能，在公路建设中得到了广泛的关注[1]。橡胶沥青在应用过程中，制作与施工成本较低，具有较好的防水与粘连性强，对于路面产生的反射与疲劳裂缝均具有较好的改善作用，能在很大程度上加路面的稳定性[2]。就橡胶沥青混凝土组成材料而言，橡胶粉本身具有较好的弹性，运营过程中可以缓冲动荷载对路面的冲击作用，在达到优化路面受力双胎，延长使用寿命的同时，也能提高行车舒适度并降低噪声[3]。但是橡胶的掺量须控制在一个范围内，如果掺量过大，容易引起混合料碾压不实、松散，行车路面病害，产生安全隐患，因此，需要对施工过程中橡胶粉的特性与混合料的级配进行控制[3]。虽然橡胶沥青具有较好的高温稳定性、抗车辙永久变形性能、抗水损性能、低温稳定性、耐久性、抗老化性等一系列优异的性能[4]。随着橡胶沥青在公路工程中的逐渐推广与应用，材料本身在确保工程质量，综合提高路面工作能力等方面优越的性能也随之体现，故而材料与配套工艺的开发与推广越发受到关注[5]。橡胶沥青制作过程中，其主要原料为橡胶粉和沥青，橡胶粉来源于废旧轮胎，通过干法或湿法即可制备得到适用于公路里面的橡胶沥青[6]。沥青橡胶作为一种新型的路面结合材料与路面地宫工艺，虽然具有高黏度、高的弹性恢复性能、抗疲劳强度高、能有效地改善路面抗氧化和抗老化性等一些列优点[7]～[10]，但是也存在一些有待改进的方面，由于橡胶沥青设计尚未形成体系，施工技术有待完善，加之施工控制措施和应用地域的差异，橡胶沥青路面存在一系列诸如路面龟裂、车辙、老化等病害，其应用潜力还有待于进一步的发掘。

本文的研究，基于我国西北地区某公路工程项目，通过在公路上面层铺设4cm厚的橡胶沥青路面，后期观测并比较橡胶沥青路面与普通路面的工作性能，进而确定沥青路面在我国西北地区大风干燥、昼夜温差大等环境条件下对路面的改善效果。施工过程中，严格控制每个环节的施工质量与施工工艺流程，把控并根据现场条件适当改进施工工艺，保证路面工程施工质量，充分发挥橡胶沥青路面优异的工作性能。

2.橡胶沥青路面施工工艺

施工过程中，为保证橡胶沥青路面的施工工艺，充分发挥其工作性能，在明确其技术要求的基础上，依据相应的规范，加强沥青混合料生产过程的质量控制，在源头上确保所生产的混合料性能满足施工要求，并做好施工过程中混合料运输、摊铺及碾压工作的相关技术把控，保证施工质量。

2.1 混合料拌和

在沥青混合料的生产拌制过程中，为在源头上保证混合料的质量，须严格遵循设计配合比进行。拌制时，考虑到橡胶掺量对混合料的影响以及现场的具体环境，本项目采用橡胶掺量较少的湿法进行拌和。拌和之前，通过马歇尔试验确定了沥青混合料的技术指标如稳定度、设计空隙率、沥青饱和度等均符合规范与施工工艺要求，同时，对混合料中其他主要的原材料诸如橡胶粉、砂、石等的掺量、产地、质地、物理与力学性能等均进行严格的控制。由于采用湿法拌和，因此橡胶粉掺量为20%，采用力学性能符合施工工艺要求且质地坚硬、干净整洁的机制砂，粗骨料中5～15mm粒径的集料含量控制在20%之下，细集料为石灰岩质材料，其中粒径为3～5mm细集料含量小于等于其总量的5%，此外，混合料中使用的各种添加剂和水泥均符合设计要求与行业标准和规范所规定的各项指标，并满足现场施工的要求。

进行混合料拌和时，原料的计量和称重工具均采用精度较高的电子秤，从而保证间断级配的混合料各项原材料用量不会出现偏差，为后续施工过程中橡胶沥青路面的施工质量控制奠定基础。为保证混合料拌制之后的均匀性与和易性，使之具有良好的工作性能，拌和机械为施工现场常用的DG-4000s型间歇式拌和机械，对橡胶沥青进行间歇式搅拌，每次的拌和时间不宜超出50～65s的范围，拌和温度不宜超过175～195℃的范围，超出此范围的拌和料则视为废料，施工中不允许使用，出料温度也应进行严格的控制，并保证不低于180℃。混合料拌制完成并出料之后，应检查混合料的各项性能是否满足规范要求，并保证在施工现场能顺利进行运输和摊铺，检查完毕并保证混合料质量满足要求后，即可装入预先准备好的运输工具（即自卸汽车），运往施工现场。

2.2 混合料运输

橡胶沥青混合料拌制完成之后，为保证混合料的工作性能，避免因为降温、离析等因素造成的工作性能降低，本项目采用15t大吨位自卸车将混合料运输至施工现场，该型号运输车的运载能力与施工现场的摊铺能力相适应，既不会出现因运载能力不足而出现的摊铺中断，也不会出现因摊铺能力不足而导致的混合料堆积现象，保证了摊铺的正常进行，为摊铺过程中施工质量的控制提供了有力的保障。运输车每次运输前，都对内部进行了彻底的清洗并适时涂抹了相应的隔离剂，在清除了运输车内部的之前散落废料与积液的同时，也保证了下次运输过程中混合料正常的装车工作，避免了混合料与车厢底部的粘结。装车时，为了减少混合料的离析，装料过程分三次进行，每次的装料数量基本上保持一致，并由专人负责装车工作，并负责装车结束后篷布的覆盖、固定、绑扎等工作，对车内的混合料进行保温，尽量减少运输过程中混合料内部热量的散失。

混合料装车完成并在运输的过程中，保证整个运输过程中混合料温度的整体降低幅度不超过10℃，确保混合料进行正常的摊铺工作，行车过程中车速控制在30km/h左右，既可以保证运输速度，也避免了因为车速过高或颠簸幅度过大造成的混合料离析。同时，对驾驶员的专业素养和责任心也进行了强化，保证行车过程中尽量不出现急刹车、急掉头、急转弯等。运输至施工现场后，将运输车倒车到预先划定的位置成排停放，严禁在整个摊铺过程中驾驶员离开驾驶室，空车返回途中，车速控制在40km/h左右，确保行車安全。

2.3 混合料摊铺

混合料摊铺之前，应确定路面基层的杂物、浮土、垃圾等进行了清理，且正式摊铺之前，先进行了试验路段的铺筑，以确定施工过程中的松铺厚度、碾压速度、碾压机械的组合、碾压遍数、碾压系数等指标。结合混合料的拌和过程，及时检验工艺流程，做好施工人员、材料、机械设备等施工前的准备工作，做好施工技术交底，并调试施工机械设备，检验检测进场的其他材料是否符合规范要求及施工技术要求，保证在橡胶沥青路面的正常施工，并减少上述因素对施工质量带来的影响。

摊铺过程中，摊铺机械为两台中大DT1800摊铺机联合进行摊铺施工，考虑到工期要求与沥青混合料及其相互之间的连接性能，摊铺方式选择全幅摊铺。并对摊铺速度与温度同时进行控制，将施工过程中混合料的温度控制在170℃左右，施工速度控制在2～4m/min的范围内，保持匀速、缓慢、不间断进行摊铺施工。同时，考虑到混合料暴露在大气中时，其内部的温度下降速度较快，故而摊铺时要保证下承层与摊铺层的温差不能太大，同时摊铺前1h预热摊铺施工中用到的熨平板至110℃左右，确保混合料与摊铺设备、下承层之间不会因为温差过大而引起离析，从而影响橡胶沥青路面整体的施工质量。开始摊铺时，考虑到混合料与施工机械都能温差较大，因此适当降低摊铺速度，控制在1～3m/min的范围内，略低与摊铺施工过程中的速度。此外，当摊铺完成路段的混合料出现比较明显的离析、波浪等问题时，需要对出现问题的路段进行铣刨并重新摊铺，以保证路面的整体质量。摊铺施工完成后，对已经检查无误的路段及时进行碾压施工。

2.4 混合料碾压

橡胶沥青的碾压工质量直接影响着竣工后路面的质量，尤其体现在路面平整度与耐久性方面。因此，本项目在施工前先选择了部分具有代表性的路段进行了试验路段的铺设，以确定碾压施工过程中压实机械及其组合方式的选择、碾压速度、碾压遍数等施工过程中所需的相应参数。 根据以往的施工经验以及施工方案，本项目对应的初压、复压、终压施工环节中的混合料温度分别应保证在150℃、135℃、90℃以上，确保各个施工环节中混合料的温度能满足施工要求;碾压施工过程中单层厚度控制在80mm之内，用10t的双钢轮压路机进行压实，确保路面的压实度;碾压过程中，对路段进行分段施工，每段长度控制在60m之内，但不宜小于50m。

碾压施工坚持“高频、低幅、紧跟、慢压”的原则，先对路面的两边进行碾压，再对中间部位的路面进行碾压施工。进行初压施工时，将双钢轮压路机的速度控制在2km/h，静压1～2遍;而后用速度控制在4km/h之内的振动压路机碾压3～4遍进行复压;最后将双钢轮压路机速度控制在3～5km/h的范围内，对路段进行终压施工，理论上终压施工时碾压遍数最少为2遍，但本项目进行了4次碾压，直到橡胶沥青路面的轮迹完全消失。碾压过程中，混合料会不可避免的出现粘轮现象，因此，可在压路机钢轮上适量洒水，保证碾压施工的顺利进行。碾压完成后及时检查施工路段路面的压实度，不合格的部位进行返工处理，直至合格为止。

3小结

本项目在施工过程中，成功铺筑完成长15km厚4cm橡胶沥青路面，面积达15万m2。实际工程中的应用结果表明，橡胶沥青路面施工工艺流程简单，施工成本先谷底较低，在实现对废旧轮胎的有效利用，保护环境的同时，也有利于提高路面抗车辙能力，延长结构的使用寿命。但在施工中应该严格控制配合比设计，加强每个施工环节质量监督与把控，进一步提高橡胶沥青路面工程质量和施工建设效益。本文的研究，有利于促进橡胶沥青路面的施工工艺的完善与改进，对于同类型项目的施工与维护，具有一定的参考与借鉴作用。

参考文献：

[1]刁川川.橡胶沥青路面施工工艺分析[J].交通世界，2016（13）：46-47.

[2]田海波.橡胶沥青路面施工技术[J].交通世界，2017（32）：41-42.

[3]丁洪涛，张静.橡胶沥青混合料施工管理[J].公路交通科技（应用技术版），2016，12（02）：23-24.

[4]李岩.橡胶沥青路面施工技术[J].交通世界，2018（15）：134-135.

[5]甄永林.橡胶沥青路面在公路施工中的应用[J].科技视界，2018（07）：202-203.

[6] 张健，季正军，李彬，张军华，胡家波.橡胶沥青在道路工程中的应用综述[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（06）：21-23.

[7]彭超.橡胶沥青路面施工技术应用探讨[J].公路交通科技（应用技术版），2017，13（04）：112-114.

[8]贾飞鹏.公路施工新技术及新工艺的应用[J].交通世界，2019（19）：44-45.

[9]骆利志.橡胶沥青在高速公路沥青路面施工中的应用[J].交通世界，2016（16）：34-35.

[10]解光林，邵志兵.橡胶沥青路面质量控制[J].公路交通科技（应用技术版），2016，12（02）：7-10.

[11]刘广.橡胶沥青应力吸收层研究进展[J].山西交通科技，2019（04）：8-10.

[12]赵亮.高速公路橡胶沥青路面施工技术要点研究[J].交通世界，2019（Z1）：64-65.

[13]王爱斌.橡胶沥青混凝土路面施工技术[J].绿色环保建材，2018（12）：6+8.

作者简介：祁睿，1982年生，男，汉族，本科学历，工程师，甘肃省兰州市榆中县人，从事公路工程施工管理和技术研究。