摘要:採用廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青作爲一種新型的改性瀝青,由於其獨特的路用性能和環保效益及相對較低的成本投入,正在得到普遍的推廣和應用。本文結合工程實例,詳細闡述了高速公路瀝青路面採用橡膠瀝青混合料的配合比設計要點,並對其施工技術和檢測進行了深入探討和總結。實踐證明,瀝青路面採用橡膠瀝青混合料對防治路面反射裂縫效果良好。
關鍵詞:橡膠瀝青混合料;配合比設計;施工技術;高速公路;檢測
中圖分類號:U416.218
文獻標識碼:B
文章編號:1008-0422(2010)08-0205-02
1引言
橡膠瀝青混合料在美國、加拿大、歐洲等發達國家和地區公路工程中已得到普遍應用,近年來我國也開始對橡膠粉改性瀝青進行研究,已在在江西、湖北、四川、湖南、北京等地瀝青公路路面工程中逐步推廣使用。
廢舊輪胎中含有天然橡膠、合成橡膠、硫磺和碳黑等成分,是道路瀝青良好的改性劑。國內外研究表明,廢舊橡膠粉可明顯提高基質瀝青的使用性能;橡膠瀝青混合料具有優良的高溫穩定性、低溫抗裂性、抗水損害能力,其抗老化性能和抗疲勞性能更優於其他改性瀝青混合料,橡膠瀝青混合料攤鋪成高油石比的高彈性低噪音路面,可有效地阻止水對路面的破壞,提高行車的舒適性,降低噪聲污染,減薄路面層的厚度,抵抗重交通荷載和不良氣候的影響,適宜於高等級公路瀝青路面工程。近年來,在湖南常吉、衡炎及國內多條高速公路或改造路段面層及應力吸收層得到了應用,現對橡膠瀝青混合料配合比設計與施工進行如下分析探討。
2項目概況
某高速公路第25標段試驗路段,瀝青面層採用4cm厚AR-AC13橡膠瀝青混合料,並設置平均厚度爲1cm的橡膠瀝青SAMI應力吸收層,以防止瀝青路面的反射裂縫並起到防水的作用。
本標段選取了路面縱斷面線形較好的2km長路段(K82 000~K84 000),作爲橡膠瀝青混合料路面試驗路段,橡膠瀝青路面結構見圖1。
3AR-AC13橡膠瀝青混合料配合比設計
3.1原材料選擇
3.1.1基質瀝青
本項目採用AH-70基質瀝青,其主要技術指標經測定滿足規範要求,技術要求主要參照JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規範》,測定結果見表1。
3.1.2集料
AR-AC13橡膠瀝青混合料中,粗集料多,細集料少,所以必須採用堅固、針片狀含量少,同時有較好黏附性能的石料。本試驗路採用本地碎石,填料採用P.O.32.5緩凝水泥,以增強瀝青與石料的黏附性。經驗證,所採用集料的主要技術指標均能滿足規範要求,集料試驗結果見表2。
3.1.3橡膠粉
廢舊輪胎生成的橡膠粉顆粒表面呈羽絮狀,表面呈毛刺狀,比表面積較大,這樣的結構利於橡膠與瀝青的吸附。本試驗路採用某橡膠粉廠生產的20目膠粉。橡膠粉質量標準指標符合表3要求。
3.2橡膠瀝青混合料配合比設計
項目根據地區的氣候條件以及橡膠瀝青混合料的技術特點,取5.4%作爲AR-AC13橡膠瀝青混合料的設計空隙率。其礦料設計級配範圍見表4。
表4的橡膠瀝青混合料級配,參考了國外的級配範圍,本試驗路的混合料配合比要求較高的粗集料含量,粗集料骨架結構的形成,將有效避免橡膠顆粒干涉壓實作用;這種混合料的細集料較少,形成類似於SMA的斷級配形式,混合料的設計油石比爲8.4%。
4橡膠瀝青路面施工技術及質量控制措施
4.1橡膠瀝青的製備
橡膠瀝青製備採用現場改性方法,在生產工藝中,攪拌速度、反應時間及溫度等因素影響橡膠瀝青品質,需根據實際情況確定。其中,反應溫度尤其重要,橡膠瀝青的生產溫度宜控制在180℃~195℃,反應時間一般爲45~60min。
本次試驗段基質瀝青採用AH-70瀝青,橡膠粉採用某橡膠粉廠20目膠粉,80%基質瀝青與20%的'橡膠粉。由於橡膠粉與瀝青的反應過程較慢,橡膠瀝青採用間歇式方式加工,先將AH-70基質瀝青加熱到170℃左右,再將基質瀝青和橡膠粉按確定的比例同時加入橡膠瀝青混融罐中,通過快速升溫罐將混合料升溫至190℃~200℃,再泵入反應釜中反應45min,使橡膠粉與瀝青的反應充分,同時也可減小橡膠瀝青離析的問題。橡膠瀝青的出料溫度控制在200℃左右。