公路橡胶沥青复合料罩面预防性养护技术研究

刘 霞

（奉新县交通运输局,江西 奉新 330700）

0 引言

橡胶沥青罩面养护技术是把废旧轮胎加工成橡胶粉作为原材料，同普通石油沥青复合成为橡胶沥青复合料，广泛运用于公路养护工程中，该技术对公路路面病害有明显的抑制和预防性养护作用，并且废旧橡胶再利用，具有节能环保意义。案例工程采用该技术对病害路面进行养护，该文结合案例实践，从复合料配合比设计、铺筑施工、施工质量测评等方面介绍该技术。

1 工程概况

某二级公路，为双向两车道，总长32.75 km，设计车速为80 km/h。经运行多年，部分路面出现车辙、裂隙、坑洼等病害，损坏程度认定为中等，公路管理部门决定对严重病害区段进行维修养护。由于该地区夏季多雨高温，裂隙比较严重，因此对于区段养护采用橡胶沥青罩面技术，对病害路面进行简单处理，直接铺设橡胶沥青罩面。

2 材料生产级配

细骨料选择0～5 mm粒度的石灰石机制砂，粗骨料选择5～10 mm和10～15 mm粒度的花岗石碎石，胶结材料采用由A级70#石油沥青掺30目20%橡胶粉的改性橡胶沥青。应用液态酰胺防剥落剂，以解决破碎花岗岩卵石对沥青附着力差的问题，防剥落剂用量控制在沥青总重量的0.3%[1]。

按照目标配合比确定骨料，向拌和楼上料并加热，之后从热料仓回取骨料进行筛分，再基于目标配合比，进行复合料合成级配计算，获得合成级配，所确定的骨料生产配合比为：（机制砂0～5 mm）：（花岗岩5～10 mm）：（花岗岩10～15 mm）=25∶51∶24。沥青 ARAC-10复合料生产级配见表1所示。

表1 沥青ARAC-10复合料生产级配

基于不同的骨料级配掺量，实施马歇尔试验。取基于工程经验和目标配比所确定的最佳油石比7.0%标准，按±0.30%浮动，形成三档试验配比，进行马歇尔试验，最终确定施工用最优油石比为7.0%[2]。

在最优沥青骨料比下，制作ARAC-10沥青复合料的车辙和马歇尔试件，开展马歇尔稳定性、高温稳定性、水稳定性、融冻劈裂、车辙试验。试验显示，马歇尔剩余稳定度88.50%，融冻劈裂强度比85.30%，动态稳定度为5 221次/mm，ARAC-10沥青复合料有较好的高温及水稳定性，可以在案例项目中应用。

3 橡胶沥青复合料路面施工要点

3.1 施工准备

橡胶沥青复合料罩面施工前，对旧路面进行处理，为上层施工提供较好的工作面，确保施工质量。针对不同病害的特点，制定有效的处置措施，消除隐患风险，确保橡胶沥青复合料罩面质量，以保证和延长使用周期。

（1）修补原路面。对存在病害的原路面进行修补，主要包括坑槽、裂缝、车辙等病害。

1）坑槽。修补路面坑槽常应用热拌沥青复合料填补法，坑槽修补过程为：修补原理→凿挖坑槽→填补复合料→碾压夯实→清理施工场地。

2）裂缝。橡胶沥青复合料罩面虽然有很好的抗基础层反射裂缝的能力，但是也要注意基础层的裂缝，应将轻度与中度裂缝统一进行开槽，再使用路面专用封闭胶进行灌缝处理。

3）车辙。由于罩面可以修复轻度车辙，所以在罩面施工之前，轻车辙可以不处理，但是严重车辙一定要处理。对深度超过1.5 cm的严重车辙，应刨铣旧路面的上、中面层，刨铣宽度应依据车辙具体位置确定，之后用热拌沥青复合料分层回填。

（2）路面拉毛处理。为了利于乳化沥青黏层油发挥功效，旧路面应做拉毛处理。先将路面杂物清理干净，再用刨铣机拉毛，拉毛深度控制在3～5 mm。完成拉毛后，须将路面上残余的石屑清理干净。

（3）喷洒黏层油。为了加强旧路面同沥青罩面间的黏结力，喷洒改性乳化沥青作为黏层油。喷洒温度控制在60～80 ℃，喷洒量以1.3～1.5 L/m2为宜，黏层油必须符合设计要求。喷洒车应以适宜的速率匀速前进。要实时检查乳化沥青的喷洒均匀度，不可有喷洒过量或遗漏等情况，如有应立即调节喷头或给予人工补喷。黏层油喷洒后，应配置相应的交通管制标志，严禁车辆进入导致污染，直至完成面层施工。

3.2 复合料拌和

复合料拌和在搅拌站进行，一定要严格执行试验室提供的生产配合比配置复合料并搅拌充分。复合料拌和生产中，矿料加热温度控制在190～200 ℃，沥青加热温度控制在180～190 ℃，复合料出场温度控制在170～180 ℃，复合料废弃温度控制在200 ℃，具体控制参数如表2所示。通过试拌，沥青复合料的拌和时间控制在45～50 s，以使沥青充分包覆骨料。间歇式拌和机每盘生产周期不应低于50 s，干混时间不应低于15 s。

表2 沥青ARAC-10复合料拌和温度控制参数

操作人员应按表3温度控制参数，严格控制复合料的搅拌温度。每车成品料都要进行外观查验，确定无糊料、无花白料以后才可卸车。依据规范需求，现场试验室对复合料成品采样并开展检测，检测技术指标包括油石比、密度、间隙率、稳定性、流动值等，各项指标完全符合设计要求后方可放行。如果部分指标不符合设计要求，必须立刻与搅拌站联系，停止出料，并分析原因待解决问题以后再继续生产。

3.3 复合料的运输

沥青复合料应使用大吨位的自卸车进行运输，用于运输的车辆数量，应与搅拌站生产能力、摊铺机数量、摊铺能力、运输距离配套适应，防止摊铺现场等材料。

送料车每次使用前后应清扫干净，并在车厢板涂上沥青隔离剂或者防黏剂，但是车厢底部不得聚积余液。装车时应数次移动车位，分次装车，以减少复合料的离析。为了保证复合料到现场的温度，又因橡胶沥青复合料有强烈刺激性气味，料车应盖上篷布。

送料车到达施工现场后，应由专人检测温度，橡胶沥青复合料温度不得低于165 ℃。在摊铺过程中，送料车应在摊铺机前停下并等待，前车卸完料后，应倒退至摊铺机工作区域前1～2 m，不可与摊铺机履带顶撞，摊铺机顶住送料车，送料车在前进的同时缓慢卸料。送料车卸料时，应每次将车倾倒干净，若有剩余，应适时清理，但不可随意丢弃。

3.4 复合料摊铺

橡胶沥青复合料应使用履带式摊铺机进行摊铺，摊铺机的摊铺宽度应低于7 m。为了满足现场通行要求，采取半幅式施工。摊铺时应使用同一台摊铺机，摊铺机司机应操作经验丰富。摊铺机宜采取非接触型平衡梁控制摊铺厚度。复合料的松散摊铺系数依据复合料的种类，通过试铺试压确定。

摊铺机作业前，应将熨平板提前预热，使其温度不低于100 ℃。在摊铺机就位之前，熨平板有必要垫以木板，垫板厚度按所在区段或工作面的松铺层厚度减去压密厚度确定。摊铺机一定要连续、均匀、缓慢、不间断摊铺，不可随意变速或中途停车。摊铺速率应控制在1～3 m/min。摊铺时应随时检查摊铺层厚度、路拱和横坡，并观察复合料是否发生离析。

3.5 复合料压密

（1）设备要求。由于橡胶沥青本身的黏度很高，故复合料面层不宜采用橡胶轮压路机碾压，以免橡胶沥青黏在橡胶轮胎上。压路机的重量应符合相关要求，由于采用半幅式施工，压路机配备数量可以低于常规高速公路施工配置，可使用两台双钢轮振动压路机，包括一台大型压路机和一台小型压路机。

（2）压密原则。橡胶沥青复合料的压密分为初压实、复压实和终压实三个阶段。各阶段的压实须遵守慢压紧跟原则。复合料摊铺后，应紧跟摊铺机进行初压，以避免复合料温度降低过多，压密度不符合要求。单段碾压长度不宜太长，不可存在推移、开裂现象。压路机应由下坡角向上坡角碾压，相邻碾压带重叠不可少于20 cm。超高区段施工时，应由低侧逐渐向高侧碾压。碾压时应保持碾压轮清洁，钢轮可涂防黏剂或隔离剂，禁止喷水或刷柴油[3]。

（3）温度和速率控制。双钢轮大型压路机初压时，采用静压与振动压实互相结合的方法。静压1次，振动压2～3次，碾压温度不得少于155 ℃。复压采取双钢轮压路机振动碾压2～3次，复压温度不能少于135 ℃。终压采取双钢轮小型压路机静压1～2次，终压温度不能少于90 ℃。注意做好碾压面收光工作。温度和速率控制具体见表3所示。

表3 沥青ARAC-10复合料碾压控制

压实后的沥青路面应该自然冷却，完成施工24 h后或者面层温度＜50 ℃时方可通车。

3.6 施工接缝处理

（1）纵向接缝。由于采取半幅式施工，当沥青路面的纵向接缝无法采取热接时，应采取人工直切缝或刨缝。顺直刨缝时，应在边缝处涂洒乳化沥青，以提高左右路面的黏结效果。

（2）横向接缝。全部采取平接缝。以3 m尺测量，接缝位置确定在摊铺层脱离直尺的位置，然后用切缝机齐后铲除。继续摊铺时，应将锯开摊铺层时留下的砂浆冲洗干净，并涂上少许黏层沥青，摊铺机熨平板从接缝处开始摊铺。采用钢筒式压路机横向压实，从已铺设路面的跨缝逐步移至新铺路面。

4 施工质量测评

4.1 铺层厚度

厚度是影响面层强度的重要指标，如果厚度不足，整个路面的结构强度都可能受到影响，并且还会降低复合料罩面对基础层反射裂隙的抑制作用。依据公路路面测试规程，每200 m取一次芯样，使用游卡尺直接测量芯样对称实际高度，实际测量厚度与路面设计厚度之差即为路面厚度合格标准。经测量，该检测区段沥青罩面厚度符合设计需求，罩面厚度4.0 cm。

4.2 平整度

平整度反映路面施工质量，事关驾驶舒适性。为评估沥青复合料罩面的平整度，依据公路路面测试规程，选取复合料罩面1 km长度区段，每200 m测量两处，一共检测10处。使用3 m直尺法，开展平整度检测。经检测，该区段橡胶沥青罩面厚度都符合设计需求。

4.3 抗滑性能

橡胶沥青ARAC-10复合料罩面，有结构深度大、噪声低等优点。现场检测时，应用人工铺沙法检测路面结构深度，由同一技术人员操作，以降低人为误差。

选取5个横截面进行检测，每一截面上选取3个测量点。各个测量点的圆径值分别测量两次，并计算出每个测点的结构深度。铺砂法检测显示，结构深度最小值在0.83 mm，最大值在1.02 mm，符合设计值0.8 mm的要求。结构深度大，说明复合料罩面纹理深度大，可为轮胎在高速行驶时提供较好的附着面，增强行车安全性。

4.4 摩擦系数

路面防滑能力可通过摩擦系数显示。采用摩擦系数摆式检测仪测量潮湿情况下复合料罩面的防滑值。在测量区段选择5个测点，每一个测点测量5次，以评价路面的抗滑性能。整个测试过程应由同一测试人员完成，以降低人为要素对测试结果的影响。经检测，复合料罩面摩擦系数在70，明显符合不低于55的设计需求，说明复合料罩面防滑功效很好[4]。

4.5 渗水效果

案例地区雨水充沛，水损现象普遍。橡胶沥青复合料罩面的防水效果能否符合需求，直接关系影响路面的使用寿命。选取1 km路段长度，每200 m检测1个点，共5个测量点，使用路面渗水仪开展橡胶沥青复合料罩面渗水检测。测试过程中，要注意查看测试仪器与路面间的密封性，确保密封良好。由试验结果可知，橡胶沥青罩面的透水系数在60 mL/min，符合抗渗性设计要求，良好的抗渗性可以提高复合料罩面抗水损性能。

4.6 跟踪观测

养护工程竣工通车后，为了研究沥青罩面质量随应用时间的变化，对养护路面开展了跟踪观察。经过半年的运行，可以发现，路面平整、干净，没有显著病害。通过对裂隙处理段路面的跟踪观察，结果表明，该路面状态良好，没有发现反射裂隙，说明施工前对旧路面裂隙的处理功效较好，橡胶沥青复合料罩面具有良好的抗反射裂隙能力。

5 结语

综上，该文通过概述橡胶沥青复合料在具体工程中的运用，经合理设计复合料的配比，并严格控制各施工前后质量，对各项指标进行综合测评显示，橡胶沥青复合料罩面预防性养护技术在该工程中运用符合预期，建议该技术在类似工程中广泛推广使用。