橡胶沥青路面在旧路改造隧道内的应用

张小勇

（中交二公局东萌工程有限公司，陕西 西安 710119）

与一般改性沥青混合料相比较，加铺后的沥青路面的耐久性会更高，有效解决了水泥混凝土路面抗滑及行车舒适的问题。根据甬台温高速公路台州段隧道建成及运营，排风设施建设比较完善，高效地解决废气对施工人员影响，因此被很多施工企业广泛采用。通过对甬台温高速台州段隧道内水泥混凝土路面加铺橡胶沥青的整个施工过程进行详细分析，文章对本项目施工完成后的路面基本情况进行了总结上报，期望可以为同类工程项目的顺利开展带来有益帮助。

1 项目概况

国家高速G15沈海高速的核心构成成分为甬台温高速公路台州段一期工程项目，全线40 km共4座隧道分别为马鬃岭、黄土岭、大溪岭及云雾岭，全部采用水泥混凝土路面。1999年建成通车以来，经过20多年来的运营，日交通量已经达到了4万辆左右。其中，由于重载车辆较多，使得隧道路面板块脱空、损坏严重，抗滑系数降低，安全隐患大，极易发生交通事故。通过橡胶沥青混合料加铺，使得路面的抗滑系统发生了明显的改变，显著地提升了行车安全性，保证了行车的舒适度。由于橡胶沥青混合料有以上诸多优点，本项目计划对前三3座隧道进行橡胶沥青加铺施工。

2 施工前准备

2.1 下承层的准备

隧道水泥混凝土路面通车以来，随着时间的推移导致水泥混凝土板块出现了破碎、底部脱空使板块活动及板块与板块出现错台等病害情况，亟需进行维修。由于本项目为钢筋水泥混凝土路面，在处理全板裂缝时，水泥混凝土板的结构能力比较差，需要采取破碎旧板换新板的措施来处理裂缝问题。而造成水泥混凝土板结构能力破坏的主要原因为基层结构受力产生的破坏。所以，在新板铺筑施工以前，需要先恢复基层承载能力，在此基础上布设好拉杆和传力杆。

2.2 目标配合比设计

原材料检测。依据国家颁布的施工制度和标准，从工程项目原材料中选择具有代表性的材料来筛选各类矿料，重点检测外掺剂、矿料、橡胶沥青、胶粉、基质沥青的质量，使其与设计标准一致。

矿料配比确定。以矿料的筛分结果为依据来设计矿料配合比，借助电子表格完成适配操作，依据相关的规程完成矿料级配曲线的绘制。在对矿料的配比进行设计时，以橡胶混合料矿料的级配范围为依据来完成相关的设计工作。根据以往的施工经验，科学设置橡胶沥青的使用剂量，将粗细级配的马歇尔试件事先准备齐全，测定试件体积指标，将其与设计标准比较接近的一组当做设计级配。

确定设计橡胶沥青用量。以初试橡胶沥青用量和矿料设计级配的试验结果为依据，结合0.5%的间隔变化，选择4个不同的橡胶沥青用量值，完成马歇尔试件的制作，将每组试件的流值、稳定度、沥青饱和度、矿料间隙度、空隙率和试件密度计算准确，同时将各项体积指标曲线绘制好。

2.3 设计生产配合比

从间歇式拌和楼角度来看，需要以二次筛分为节点，先筛分出热料仓的矿料取样，再以筛分结果为依据，科学计算混合料级配，使其满足设计的标准，从而明确热料仓的用料比例，为拌和楼控制室提供充足的原料。科学调整冷料仓的比例，还可以确保供料达到平衡的状态，安装角度和筛孔尺寸满足设计的要求，确保热料仓的供料始终处于平衡的状态。

3 控制施工技术

3.1 橡胶沥青生产

设备选择。全套现场改性设备是橡胶沥青生产的主要设备，设备的生产能力设置为15 t/h，其是我国大多数的工程项目产量要求。设备主要由中央控制室、反应釜、高速搅拌罐、基质沥青快速升温设备和原材料入口等组成。在原材料计量时，根据连续计量的办法，可以自动控制输送速度。生产设备的大小与集装箱接近，能够自动完成沥青的输入与输出，同时还具有导热油系统，且都是独立的单元。拌和场的主要作用是保证改性剂堆场和设备安装场准确，并接近拌合楼，将基质沥青的温度提升到生产的标准。在选择电压模式和电流模式时，以拌和楼输出信号的类型为依据，为拌和楼控制室和橡胶沥青成品输出提供强有力的支撑。

生产流程。橡胶沥青的生产流程如下：将基质沥青升温至195 ℃，升温同时将所需橡胶粉运到指定地点；将升温好的基质沥青和橡胶粉等原材料按比例在生产罐内预混；将预混好的橡胶沥青泵送至生产发育罐，搅拌孕育45~60 min。

注意事项。橡胶沥青的生产温度要保持在185 ℃左右，废胎胶粉的掺量比较大时，适当的提升加工温度，但最高温度要控制在210 ℃以内。同时在橡胶沥青生产过程中，应严格落实橡胶沥青的技术指标，运用连续式生产加工措施，每隔一小时要抽样检测一次。其中在生产现场采用手持式快速粘度仪测粘度，粘度符合1.5~4.0，本项目粘度指标为大于2.8。

3.2 撒布乳化沥青粘层及撒布应力吸收层

清理下承层表面的杂质，将改性乳化沥青使用智能撒布车完成撒布施工，在全部破乳之后，再完成应力吸收层的撒布施工。橡胶沥青应力吸收层指的是碎石封层类应力吸收层，单一粒径的规格碎石是应力吸收层碎石的主要形式，将沥青用碎石预裹盖严实，使橡胶沥青的粘结性快速提升，预裹覆集料的保存时间要控制在14天之内。这样，既可以确保表面的沥青膜完好无损，也不会给粘结性的效果造成任何影响。

碎石按16±2 kg/m2撒布，橡胶沥青按照2.0~2.6 kg/m2撒布。在轮胎压路机的碾压施工中，碎石构成了嵌挤结构，沥青顺着碎石的缝隙向上延伸到碎石高度的3/4位置处。橡胶沥青属于热洒沥青，水泥混凝土与应力吸收间的粘结能力比乳化沥青的粘油层大。因此，在摊铺面层时，应力吸收层中出现嵌挤的橡胶沥青会被二次融化掉，与面层材料融合在一起。而热洒橡胶沥青的过程中，能够及时地填补好细小的裂缝，所以，该防水层的可靠性和安全性都比较高。

工程项目开始建设之前应准备充足的橡胶沥青，碎石车橡胶沥青温度要保持在186 ℃左右，根据试验路段总结的沥青撒布量为2.2 kg/m2。撒布时起步与终止的位置，委派专业人员指挥，保证位置准确，纵向衔接相互重叠10 cm。撒布施工结束以后，使用胶轮压路机完成碾压施工任务。

上述施工环节全部完成后，现场实际情况详见下图1所示，应力吸收层表面碎石基本均匀，碎石覆盖率85%左右，施工效果比较理想。

图1 橡胶沥青施工现场实物图

3.3 沥青砼混合料拌制

本工程项目采用边宁荷夫BA-400-边宁霍夫4000型间歇式沥青拌和楼1座，最大生产能力为320 t/h，有着良好的二级除尘设备，拌和楼动力设备配为1 000 kW的发电机组，并将计算机设备配备齐全，在拌和施工时，沥青混合料的拌和参数与传感器测定的材料使用剂量要采取逐盘打印的方式获取。拌合时冷料进料速度应设置为140 t/h，拌和产量要严格控制在160 t/h。在拌和仓中添加外掺剂以后，使其与矿料完全融合在一起，接着将橡胶沥青湿板料加入其中，总拌和时间要控制在75 s，每盘的重量设置为3.4 t。

结合料要与沥青拌和均匀，确保没有明显的色差，且色泽光滑，不会出现沥青离析或者是结块即可。

3.4 摊铺沥青混合料

摊铺施工前，完成乳化沥青粘层的撒布施工，待完全破乳后，开始撒布橡胶沥青应力吸收层，高质量、高效率地完成摊铺施工任务。在摊铺施工的前1 h之内，将熨平板预热，使其温度保持在120 ℃左右。摊铺施工时，通过使用摊铺机半幅全宽一次性完成施工任务，摊铺的宽度设置为12 m，摊铺机的拼宽要保持在6 m左右。在摊铺施工的过程中，运料车的现场待料时间要控制到最短，主要是因为混合料的温度散失比较少，将热量及时地传递到螺旋叶片、刮板、摊铺机料斗中，使摊铺施工温度得到根本保证。

计算松铺系数时，以试验段的计算结果为主要依据，并做好横坡度、仰角和熨平板高度的调整工作，使其与设计的标准一致。调整夯锤，强夯施工使用的夯锤为4级，使摊铺施工的混合料密实度能够达到八成左右。摊铺机受料前，将油水混合液涂抹在料斗中，使得粘料问题得以高效控制。在对沥青混合料的摊铺温度进行控制时，摊铺温度要保持在175 ℃以上，实测的沥青混合料的摊铺温度基本在175~180 ℃，平均温度为176 ℃。摊铺机施工时，两台摊铺机以梯队的形式施工，间距要保持在10 m以内，两幅之间的搭接宽度要保持在5 cm左右。摊铺机位于中分带位置，且要靠前行驶，将非接触式平衡梁安装在两侧，后一台靠近路肩的摊铺机一侧传感滑靴搭在前一幅摊铺层面上滑行，使用平衡梁。开始摊铺3~6 m时，用3 m直尺检查平整度、在内外钢丝间拉基准线检测横坡度，科学设置熨平板的横坡和高度，确保两台摊铺机的夯锤振动频率、摊铺平整度、路拱坡度、松铺系数、摊铺厚度和施工速度保持高度的统一。在具体施工过程中，摊铺机每前进10 m，施工人员就要对横坡和标高进行一次检测，并详细记录松铺厚度信息。

摊铺机的施工速度与拌和设备的生产能力应保持一致，摊铺施工保证连续、缓慢、匀速，中间不能出现停顿的情况。以拌和楼的产量为依据，摊铺施工速度要控制在3 m/min以内。调整螺旋布料器两端的自动料位器，使螺旋布料器的转速、链板送料器的施工速度和料门开度一致。

3.5 压实沥青混合料

初压。在初压过程中，使用两台型号为DD-130的双钢轮振动压路机，压路机紧随摊铺机身后完成碾压施工任务，碾压段落要保持在20 m左右，初压施工要从低向高，压路机相邻碾压带的重叠轮宽度设置为120 cm；振动施工时，相邻碾压带重叠宽度要保持在20 cm以内；碾压施工时，驱动轮要与摊铺机保持同向，减少混合料的拥包和推移问题；在初压施工时，严格管控出水量，应以雾状形式为主，切忌出现漫流的情况，防止沥青混合料的温度出现快速降低。在碾压施工时，沥青混合料的内部温度也要保持在170 ℃以上。

复压。初压施工完毕后，接着进行复压施工，使用两台DD-130完成路面复压施工，路面宽度要保持在1/2左右，碾压施工时，后轮的重叠碾压轮宽度要保持在1/2左右；复压与初压的施工顺序一致，达到压实度要求即可停止碾压施工。

终压。使用一台DD-110双钢轮振动压路机完成终压施工，确保没有任何的轮迹存在，做好碾压程序和碾压温度的控制工作，集料颗粒不能出现压碎的情况。

3.6 处理纵向接缝

摊铺机熨平板的幅度要保持一致，使用热斜接缝完成纵向接缝处理。摊铺机以梯队的形式施工，前面摊铺的混合料要预留50 cm的宽度作为后续碾压的基准面，摊铺层重叠的宽度要保持在40 cm左右，在消除缝隙和跨接缝碾压施工时，要以热接缝的形式施工。摊铺机的间距设置为10 m，将热接处的温度控制到最佳标准。在碾压施工时，先碾压纵缝，接着完成热接施工。

4 结语

综上所述，工程项目施工实践证明：橡胶沥青路面在旧路改造隧道内的应用由于其各项技术指标的独特性，有效解决了施工过程中存在的反射裂缝和粘接等的问题，保证了沥青混凝土路面的安全性和稳定性，提高了路面铺装层的使用寿命，且获得了良好的施工效果，可以将其作为同类工程项目的参考依据。