浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装

匡国　王海有

【摘要】本文介绍了浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装的特点，并进一步通过实例阐述了浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料配合比设计方法以及施工方法。

【关键词】浇注式；沥青废胎胶粉混凝土；桥面铺装

【Abstract】This article describes the waste tire rubber powder pouring asphalt concrete bridge deck features， and further explained by way of example Gussasphalt waste tire rubber powder mixing concrete mix design method and construction methods.

【Key words】Guss；Waste tire crumb rubber asphalt concrete；Bridge deck

1. 前言

（1）桥梁是公路交通基础设施重要的组成部分，随着公路的飞速发展，桥隧比的增加，公路桥梁的数量也在迅速增加。桥梁往往建在咽喉要道，其使用品质决定着整条公路能否正常发挥效能。目前，我国公路桥梁桥面铺装绝大多数采用水泥混凝土和沥青混凝土（包括SMA），存在的突出问题是桥面铺装过早地破坏，进而对桥梁主体造成损害，并且严重影响行车安全和正常通行，不得不过早地进行维修。

（2）水泥混凝土桥面铺装是脆性材料，随从性差，较大的变形会导致其开裂，而桥梁在使用过程中上下振幅较大，因此，水泥混凝土桥面铺装不可避免地发生过早破坏。对于沥青混凝土桥面铺装来讲，在高温时是粘塑性材料，实践证明其抗剪强度往往相对不足，会过早地出现车辙；在低温时是脆性材料，其跟随桥梁上下大幅度振动时很快就会产生开裂，因此，沥青混凝土桥面铺装也不可避免地会发生过早破坏。基于这些原因，开发了浇注式沥青混凝土，它具有独特的防水性能、抗老化性能、抗疲劳性能以及对桥面梁板优良的随从性能和粘结性能，因此，其在国外大量应用于桥面铺装，国内也已经有引进应用。

（3）浇注式沥青混凝土是一种悬浮密实型结构的沥青混凝土，它是采用较硬的沥青（30#～20#），添加高剂量矿粉，与集料在230±10℃的高温下，在专用的搅拌设备中经过较长时间的拌和，形成一种既黏稠又具有很好流动性的沥青混合料，浇注摊铺后，不需要压路机碾压，仅将其刮平，冷却后即形成密实而平整的桥面铺装层。

（4）由于浇注式沥青混凝土是一种悬浮密实型结构，它不得不使用较硬的沥青（往往还要加改性剂）来提高抗车辙性能，这样就导致沥青混合料要在很高的温度下长时间拌和才能具有很好的流动性，并且在沥青混合料的运输和摊铺过程中都要保持这么高的温度。其存在的問题：一是温度高导致能耗高，污染大；二是温度高导致加热时间长，生产效率低；三是加工温度接近闪点，不安全；四是过高的温度导致沥青在施工过程中严重老化。

2. 浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料设计

2.1材料选择。

浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料，由沥青（110#～70#普通道路沥青）、废胎胶粉和集料（高剂量矿粉）制备而成。

所用材料规格和质量符合我国现行公路工程相关规范即可，其中集料的级配符合表1的要求。

2.2浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料配合比设计

混合料设计控制指标（值）如表2所示。

（1）按照表1的要求确定集料的配合比，即4.75mm～13.2mm碎石∶2.36mm～4.75mm（米石）∶石屑∶矿粉的比值；

（2）根据经验确定一个粉集比（废胎胶粉质量与集料质量的百分比），其范围为1%～4%（对应于质量份）；

（3）根据经验确定四个油石比（沥青质量与集料质量的百分比），其范围为6%～9%（对应于质量份）；

（4）确定最佳油石比。进行刘埃尔流动性试验和贯入度试验，根据试验结果结合经验确定最佳沥青用量；

（5）车辙试验和弯曲试验。进行车辙试验和弯曲试验，检验混合料试件的动稳定度和极限应变是否满足要求。

（6）通过上述试验可以确定混合料的配合比，即集料∶废胎胶粉∶沥青的比值。

3. 浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装施工方法

3.1浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料的制备方法。

（1）按照设计配合比把各种规格的集料混合均匀；

（2）把混合均匀的集料和沥青分别加热至170±10℃；

（3）把热集料加入专用搅拌设备，边搅拌边加入废胎胶粉；

（4）废胎胶粉加完后，边搅拌边加入热沥青；

（5）热沥青加完后，保持170±10℃的温度继续搅拌30分钟左右，制得浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料。

3.2浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料的使用方法。

把制得的浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料运输到施工现场；卸入调试安装好的专用摊铺机（包括轨道和侧模板）进行摊铺；紧接着在摊铺好的混合料上撒布油石比为1%～1.5%的预拌沥青碎石（粒径10mm左右），并用滚杠把沥青碎石压入混合料中（当对其没有抗滑要求时则不必撒布沥青碎石）；冷却至常温即为浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层。

4. 实施例

某桥使用浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装，采用玄武岩集料、石灰岩矿粉、70#沥青、20目～30目废胎胶粉。

4.1配合比设计。

（1）集料总重量为100Kg，集料配合比：4.75mm～13.2mm碎石25Kg、米石20Kg、石屑35Kg、矿粉20Kg时集料级配如表3所示，满足表1要求，即4.75mm～13.2mm碎石∶米石∶石屑∶矿粉=25∶20∶35∶20（集料级配见表3）。

（2）确定废胎胶粉用量。选定粉集比为2%，则废胎胶粉用量为：100Kg×2%=2Kg。

（3）确定最佳沥青用量。首先進行刘埃尔流动性试验和贯入度试验，试验结果如表4所示；然后进行车辙试验和低温弯曲试验，试验结果如表5所示。试验结果表明，最佳油石比为6.4%时各项指标全部满足要求。则最佳沥青用量为：100Kg×6.4%=6.4Kg。

（4）通过上述试验，混合料的配合比即集料∶废胎胶粉∶沥青=100∶2∶6.4

4.2浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装施工。

根据搅拌设备生产能力或者混合料需要量和设计配合比计算每盘材料用量，例如需要4t混合料，那么每盘可用集料4000Kg，需要废胎胶粉80Kg，需要沥青256Kg。

（1）第一步，按照4.75mm～13.2mm碎石∶米石∶石屑∶矿粉=25∶20∶35∶20的比例，把4.75mm～13.2mm碎石、米石、石屑、矿粉混合均匀；

（2）第二步，把混合均匀的集料和沥青分别加热至180℃；

（3）第三步，把4000Kg热集料加入专用搅拌设备，边搅拌边加入80Kg废胎胶粉；

（4）第四步，废胎胶粉加完后，边搅拌边加入256Kg热沥青；

（5）第五步，热沥青加完后，保持不低于170℃的温度继续搅拌30分钟左右，制得浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料；

（6）第六步，调试安装专用摊铺机（包括轨道和侧模板）；

（7）第七步，运输到施工现场；

（8）第八步，把制得的浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料卸入调试安装好的专用摊铺机（包括轨道和侧模板）进行摊铺；

（9）第九步，紧接着在摊铺好的混合料上撒布油石比为1%～1.5%的预拌沥青碎石（粒径10mm左右），并用滚杠把沥青碎石压入混合料中；

（10）第十步，养护，摊铺料冷却至常温即为浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层。

5. 结语

浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层的有益效果是：

（1）拌和温度平均降低50℃，带来的效果：一是能够节能减排；二是缩短原材料加热时间，提高生产效率；三是施工温度远低于闪点，保证安全；四是降低沥青在施工过程中的老化程度。

（2）使用废胎胶粉，变废为宝，并且可以减少沥青用量，降低成本。

（3）浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层具有优良的性能。在浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层中，胶结料是废胎胶粉橡胶沥青，它具有较大的弹性和弹性恢复能力，可以改善铺装层抗变形能力和抗疲劳开裂的性能；由于废胎胶粉橡胶的存在可将胶结料的塑性区间从60℃～ 65℃提高至70℃～ 90℃；因此，降低了沥青对温度的敏感性，具有更好的高低温性能；再加上废胎胶粉橡胶沥青具有更高的粘度，使浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层具有更好的随从性；同时，废胎胶粉橡胶沥青具有抗老化、抗氧化能力强等特点，使浇注式沥青废胎胶粉混凝土桥面铺装层的耐久性更好。

（4）浇注式沥青废胎胶粉混凝土混合料用途广泛。它能用于道路路面结构层、防水层、人行道和停车场表面处治等。

参考文献

[1] JT/T797-2011 路用废胎硫化橡胶粉.

[2]JT/T798-2011 公路工程 废胎胶粉橡胶沥青.