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探讨维他橡胶沥青路面施工工艺控制

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摘要:文章以睢宁外环路面养护大中修工程为例,通过ARSup-20维他橡胶沥青混合料的应用,着重从其配合比设计、生产、施工的过程控制和注意环节进行阐述。

关键词:维他橡胶沥青;维他连接剂;配合比设计;施工

0概述

睢宁外环路主要由324省道、104国道及121省道组成,是国、省级干线公路网的重要组成部分。该路段交通流量大、在长期的车辆荷载作用下,沥青路面病害较多,局部路段车辙严重,尤其是在红绿灯路口的位置。为保证行车的舒适及安全,对该路段进行路面养护大中修,将原沥青路面铣刨后铺筑4cm改性SMA-13+8cm改性Sup-20沥青混凝土,红绿灯路口车辙严重路段铺筑4cm改性SMA-13+8cmARSup-20维他橡胶沥青混凝土。橡胶沥青通过一定的生产工艺将橡胶粉加入沥青当中,形成一种以橡胶粉为改性剂的改性沥青,作为一种新型环保路面的结构类型,其具有降噪、抗变形能力强、抗疲劳性能好等性能特点,可以提高路面的耐久性。目前,橡胶沥青混合料的制备主要有湿法和干法两种工艺。维他橡胶沥青属于干法工艺,即先将维他连接剂(TOR)和橡胶粉直接加入到集料中拌合数秒后,喷入热沥青拌制成橡胶沥青混合料。

1原材料

1.1矿料粗集料采用反击式破碎机轧制粒径大于2.36mm的碎石,该碎石坚硬、洁净、干燥、无风化颗粒、粒径近似立方体。经检测,其各项指标均满足规范和设计要求。细集料采用石灰岩粉碎的机制砂,该机制砂洁净、干燥、无杂质。经检测,其各项指标均满足规范和设计要求。矿粉为石灰岩等碱性石料磨细所得,该矿粉干燥、洁净。经检测,各项指标均满足规范和设计要求。

1.2基质沥青基质沥青采用韩国SK的70#道路石油沥青,其各项技术指标均符合JTGF40—2004规定的各项要求。

1.3橡胶粉橡胶粉采用轮胎厂生产新轮胎过程中的打磨废料,其主要粒径为14目至30目的颗粒,其各项技术指标均满足规范和设计要求。考虑橡胶沥青施工和易性,橡胶粉的用量为沥青质量的20%。

1.4维他连接剂维他连接剂(TOR)沥青中由于橡胶粉的加入,提高了胶结料的稠度,混合料油膜较厚而不易析漏或泛油,从而提高了沥青混合料的黏性。TOR是一种具有双键结构的聚合物,为白色颗粒状,它可以将硬沥青质和软沥青质中的硫与橡胶屑表面的硫交联起来形成一个大型环状和链状聚合物组成的网状结构,其在改善橡胶-沥青的相容性和提高橡胶沥青混合料的路用性能及施工的和易性方面具有良好的效果。维他连接剂加入量为橡胶粉质量的4.5%。

2维他橡胶沥青混合料配合比设计

2.1级配选择根据配合比设计步骤,矿料级配及各矿料用量通过马歇尔试验来确定最佳混合料配比,具体比例为:5#仓∶4#仓∶3#仓∶2#仓∶1#仓∶矿粉=21∶20∶20∶12∶25∶2。

2.2确定最佳沥青用量根据选定的级配和沥青混合料配合比设计方法要求,确定最佳沥青用量为4.2%,在普通沥青混合料级配设计的基础上,按照3.62%的沥青用量,添加0.84%的维他橡胶粉成型马歇尔试件,进行马歇尔试验。结果表明,试件满足规范和设计要求。

2.3沥青混合料性能技术指标维他橡胶沥青混合料按照3.62%的沥青用量、0.84%的维他橡胶粉用量及矿料级配拌和成型后进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验检验其水稳定性能,进行车辙试验(60℃)检验其高温稳定性能。经检测,混合料均能满足要求。

3维他橡胶沥青混合料的拌和

维他橡胶沥青混合料拌和采用配有二级除尘设备的间歇式拌合机,生产过程全部由计算机自动控制,能准确控制矿料、矿粉和沥青的添加顺序和添加量以及温度。本工程采用人工投放的方式进行添加,在生产前根据拌和楼每盘料的拌和质量称量好所需橡胶颗粒、维他连接剂用量,分成小袋直接投放。生产时在添加矿料的同时将橡胶颗粒和维他剂一起投入拌锅内进行干拌15s,然后加入沥青湿拌40s,整个拌和时间控制在不小于60s,确保橡胶沥青混合料拌和均匀一致、无花白料、所有矿料颗粒全部裹覆沥青胶结料。

4施工工艺

4.1沥青混合料运输沥青混合料运输采用大吨位自卸汽车进行运输,为防止沥青与车厢底板粘结,车厢底板、侧板均应涂一层隔离剂(如植物油和水的混合物)。所有车辆在运输过程中应加盖三层保温防尘的篷布+棉被+雨布,车厢加装保温棉,以减少沥青混合料在运输过程中的温度损失。为了保证连续摊铺,开始摊铺时,现场待卸料车辆不得少于4辆。在卸料时,运输车辆不得撞击摊铺机,以保证摊铺的路面平整度。

4.2沥青混合料摊铺沥青混合料摊铺采用1台ABG8620摊铺机全宽摊铺,使用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度和平整度。为保证摊铺机在摊铺过程中缓慢、均匀、连续不间断的稳定作业,摊铺机作业前熨平板应加热至不低于120℃,摊铺速度控制在2~3m/min范围,摊铺机的螺旋送料器埋入混合料2/3高度并调整好送料器传感器的角度,以保持生产、运输、摊铺、碾压相吻合。摊铺机夯锤拟定为5级(50Hz)。沥青混合料摊铺温度应不低于170℃,混合料温度在卡车卸料到摊铺机上时测量。当路表温度低于15℃时,不宜摊铺橡胶粉沥青混合料。下面层设计厚度为8cm,根据试验段确定的松铺系数,松铺厚度为10cm。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚及路拱、横坡,自动找平装置工作是否正常。根据使用的混合料总量与面积校验平均厚度,不符合要求时应根据铺筑情况及时进行调整。

4.3沥青混合料碾压为保证橡胶沥青混合料的压实度和平整度,沥青混合料的碾压需在较高温度下进行。施工过程中必须严格控制碾压温度,初压温度不应低于160℃,复压温度不应低于135℃,终压温度不应低于100℃。沥青混合料的初压采用2台CAT双钢轮振动压路机紧随摊铺机全宽前静后弱振1遍+前后强振2遍碾压,复压采用4台徐工XP302胶轮压路机各全宽碾压2遍,应在初压完成后混合料温度降至不低于135℃进行,终压采用1台徐工双钢轮振动压路机全宽碾压2遍。为了防止混合料粘轮,可在钢轮表面均匀洒水使轮子保持潮湿,水中掺少量的清洗剂或其它隔离剂材料(也可涂少量的菜籽油),压路机应以缓慢而均匀的速度碾压,压路机应从外侧向中心碾压,超高段则由低向高碾压,碾压时相邻辗压带应重叠1/3~1/2轮宽,不小于1/4轮宽,振动时相邻碾压常重叠宽度不得超过15~20cm。要将驱动轮面对摊铺机方向,防止混合料产生推移。压路机的起动、停止必须减速缓慢进行。碾压过程中应安排专人管理和检查,以确保压实质量,严格控制碾压遍数,做到不漏压不过压。

5质量检测

施工结束后应及时对施工段落进行检测。经检测,压实度、厚度、平整度、路面摩擦系数、渗水系数等各项技术指标均满足规范和设计要求。

6结语

通过本次睢宁外环路面养护大中修工程中对维他橡胶沥青混凝土的合理使用及对其性能指标的检测,我们对其有了进一步的认识。该工程在施工完毕通过交工验收后即投入使用,至今未出现因沥青混合料的原因而引发的早期病害。

参考文献:

[1]JTGF40—2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTGE20—2011,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[3]JTJ058-2000,公路工程集料试验规程[S].

[4]徐州市公路处.维他橡胶沥青混合料施工指导意见.

[5]孙祖望,陈飙.橡胶沥青技术应用指南[M].北京:人民交通出版社,2007.

作者:靖伟 单位:徐州市公路工程总公司

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