沥青纤维增强型废胎胶粉减噪微表处技术

李民生　王海有　杨卫红

【摘要】本文介绍了沥青纤维增强型废胎胶粉减噪微表处结构的特点，并在此基础上进一步阐述了它的施工方法、用料设计方法及其有益效果。

【关键词】沥青纤维增强型；废胎胶粉；减噪；微表处

【Abstract】This article describes the noise characteristics of waste tire rubber powder micro-surfacing asphalt fiber-reinforced structure， and further elaborated on the basis of its construction methods， materials and design methods benefit.

【Key words】Fiber-reinforced asphalt；Waste tire rubber powder；Noise；Micro-Surfacing

1. 前言

微表處是由不同粒径的石料按比例范围混配成集料，集料再和改性乳化沥青、水和添加剂（如果需要）配合搅拌成改性乳化沥青稀浆混合料，并迅速摊铺在原路面上，经养护成型的路面结构层。由于微表处具有经济、高效、抗滑性能强、常温施工等优点，MS-3型微表处已经被大量的应用于道路施工和养护。但是，微表处存在如下缺点：一是微表处与原路面附着力差，导致微表处脱落；二是微表处抗反射裂缝能力差，导致原路面裂缝向上反射，微表处层会产生对应的裂缝；三是微表处行车噪音大，一方面影响行车的舒适性，另一方面污染周围环境。这些都是需要解决的问题。

2. 沥青纤维增强型减噪微表处结构

沥青纤维增强型废胎胶粉微表处结构如图1所示。沥青纤维增强型废胎胶粉微表处，包括沥青层+纤维层+沥青层+掺加废胎胶粉的微表处。

3. 沥青纤维增强型废胎胶粉微表处施工方法及用料控制范围

（1）沥青纤维增强型废胎胶粉微表处的施工方法是首先在原路面上洒一层沥青（第一层沥青），然后在第一层沥青上撒一层纤维，再在纤维上撒一层沥青（第二层沥青），最后做掺加废胎胶粉的微表处（称为废胎胶粉微表处或者减噪微表处）。

（2）沥青包括各种热（改性）沥青、（改性）乳化沥青和稀释沥青。工程实践中常用改性乳化沥青，其每层用量为：0.8Kg/m2～1.6Kg/m2。

（3）纤维包括玻璃纤维、聚丙烯睛纶纤维、聚酷纤维、木质素纤维、矿物纤维以及钢纤维等。工程实践中常用5cm～10cm长的玻璃纤维，其用量为：80g/m2～160g/m2。

（4）废胎胶粉微表处是用掺加废胎胶粉的改性乳化沥青稀浆混合料做成的。工程实践中常用MS-3型，其用量为：10Kg/m2～22Kg/m2，包括石质集料、废胎胶粉、改性乳化沥青、水和添加剂（如果需要），其中：

（5）集料的级配符合现行规范要求即可。

（6）粉集比为1.5%～3%，粉集比是废胎胶粉与集料总质量的比值，采用内掺法，废胎胶粉作为集料的一部分使用；

（7）油石比为7%～10%，油石比是改性乳化沥青蒸发残留物与集料总质量的比值；

（8）水集比为4%～10%，水集比是总用水量与集料总质量的比值，总用水量是指改性乳化沥青中所含水量与外加水量的和。

4. 沥青纤维增强型废胎胶粉微表处用料设计

4.1材料选择、用量与配合比设计。

4.1.1原材料选择。

原材料的质量符合现行公路工程相关规范的要求即可。

4.1.2沥青纤维增强层用量的确定。

第一层沥青、纤维和第二层沥青的单位面积用量是根据经验确定的。

4.1.3MS-3型改性乳化沥青废胎胶粉稀浆混合料的配合比设计，具体步骤为：

4.1.3.1改性乳化沥青废胎胶粉稀浆混合料集料配合比。

集料级配为：满足现行规范要求。

（1）选择粉集比。石质集料级配偏细时，宜选择较大的粉集比；石质集料级配偏粗时，宜选择较小的粉集比。优选地，粉集比的范围为：1.5%～3%。粉集比选定后计算废胎胶粉用量，然后用等质量的废胎胶粉代换0.6mm～1.18mm的石质集料。选用废胎胶粉的粒径为20目～30目，换算成毫米为0.6mm～0.8mm，而0.6mm～1.18mm的石质集料包含于石屑中，所以用等质量的废胎胶粉代换0.6mm～1.18mm的石质集料也就是用等质量的废胎胶粉代换石屑，代换后集料的级配比例会发生变化，但这种变化很小，不影响稀浆混合料的施工性能和路用性能，可以忽略不计。

（2）废胎胶粉用量确定后，可确定集料的配合比，即4.75mm～9.5mm碎石∶米石∶石屑∶废胎胶粉∶矿粉的比值。施工时，将按此比值配合集料。

4.1.3.2油石比。

（1）油石比的范围为：7%～10%。实施时，油石比的可选范围是根据（T0752-2011）《稀浆混合料湿轮磨耗试验》和（T0755-2011）《稀浆混合料负荷轮粘砂试验》确定的，由（T0752-2011）《稀浆混合料湿轮磨耗试验》确定最小值，由（T0755-2011）《稀浆混合料负荷轮粘砂试验》确定最大值，然后再结合经验确定一个油石比值。

（2）油石比确定后，根据改性乳化沥青中蒸发残留物的含量计算出改性乳化沥青的用量。

4.1.3.3外加用水量。

水集比的范围为：4%～10%。实施时，外加用水量是根据（T0751-1993）《乳化沥青稀浆封层混合料稠度试验》确定的。要求稀浆混合料的稠度控制在2cm～3cm之间，确定外加用水量。

4.1.3.4可拌和时间。

（1）根据（T0757-2011）《稀浆混合料拌和试验》检验稀浆混合料的可拌和时间。优选地，可拌和时间不小于120s。如果可拌和时间不能满足要求，可使用添加剂进行调整，并通过试验确定添加剂的用量。添加剂并不是必须使用的，当可拌和时间不能满足要求时才使用。

（2）由上所述，可以确定改性乳化沥青废胎胶粉稀浆混合料的配合比，即：集料（包括废胎胶粉）∶改性乳化沥青∶外加水∶添加剂（如果需要）的比值，它是调整稀浆封层机各种材料控制系统的依据。

4.1.3.5确定开放交通时间。

根据（T0754-2011）《稀浆混合料黏聚力试验》测量改性乳化沥青废胎胶粉稀浆混合料试件黏聚力达到2.0N·m的时间。施工时，此时间作为确定开放交通时间的参考。

5. 施工工艺

（1）第一步、封闭交通；

（2）第二步、检查验收原路面，其要符合相关规范要求；

（3）第三步、沥青纤维增强层采用同步施工，洒布第一层沥青、撒布纤维和洒布第二层沥青使用一台纤维封层机一次完成；

当洒布沥青采用热（改性）沥青时，待沥青温度接近常温才进行减噪微表处施工；当洒布沥青采用（改性）乳化沥青时，待水分基本蒸发完才进行减噪微表处施工；当洒布沥青采用稀释沥青时，待稀释剂基本挥发完才进行减噪微表处施工；

（4）第四步、集料干燥，集料的设计配合比就是施工配合比。按施工配合比，即4.75mm～9.5mm碎石∶米石∶石屑∶废胎胶粉∶矿粉的比例，把各种集料混合。

（5）第五步、把配合好的集料、改性乳化沥青、水和添加剂（如果需要）都装进稀浆封层机，依据改性乳化沥青废胎胶粉稀浆混合料的施工配合比，即集料（包括废胎胶粉）∶改性乳化沥青∶外加水∶添加剂（如果需要）的比例，对稀浆封层机进行标定，分别确定集料、改性乳化沥青、外加水和添加剂（如果需要）的控制参数；

（6）第六步、把稀浆封层机开到施工现场，边搅拌边摊铺；

（7）第七步、修补摊铺不平处和接缝处；

（8）第八步、进行养生，使黏聚力达到不小于2.0N·m；

（9）第九步、开放交通。

6. 沥青纤维增强型废胎胶粉微表处的有益效果

沥青纤维增强型废胎胶粉微表处的有益效果主要表现在以下几个方面：

（1）与原路面的附着力强，延缓微表处脱落，增加使用寿命；

（2）增强微表处的抗反射裂缝能力，减少和延缓微表处产生裂缝；

（3）行车噪音减小3dB～5dB。由于废胎胶粉的使用，增加了沥青膜的厚度，并且废胎胶粉具有弹性，达到减小行车噪音的效果；

（4）废胎胶粉使用量较大，环境保护效益明显；

（5）增强型减噪微表处用途广泛，可用于新建路面的磨耗层、抗滑层、防水层等，也可用于已建路面的养护罩面，还可用于修补车辙、桥面铺装等。

参考文献

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