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浅谈橡胶沥青同步碎石封层在施工中的应用

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  【摘 要】随着四川省高速公路建设的快速发展,高速公路工程的施工与养护任务正日益繁重,如何提升公路的施工水平和养护水平,已成为了当前各级公路管理部门和工程建设单位所普遍关注的问题。本文以四川成自泸赤(成都-自贡-泸州-赤水)高速公路成仁段项目作为具体实例,浅谈橡胶沥青同步碎石封层在公路施工中的应用。
  【关键词】橡胶沥青;同步碎石封层;洒布量;碾压
  1 技术概述
  橡胶沥青同步碎石封层技术是利用橡胶作为粘结剂,在公路路面喷洒橡胶沥青和撒布骨料,然后再用轮胎压路机碾压,从而使橡胶沥青结合料和骨料之间得到充分的粘附,以此形成保护原有路面的防水层和应力吸收层的一种技术。
  橡胶沥青同步碎石封层技术,是在传统的同步碎石封层的基础上再添加了橡胶沥青作为胶结材料。橡胶粉的加入,不仅能明显提升沥青的粘度,提高沥青抗高温和抗变形的能力,而且由于橡胶中包含有大量的热稳定剂、抗氧剂等,这也有助于提高路面的抗老化能力和抗低温、抗裂能力。
  2 工程实例
  四川成自泸赤(成都-自贡-泸州-赤水)高速公路成仁段施工中,采用了沥青橡胶同步碎石封层技术。该工程项目也是四川省内,首次大规模采用橡胶沥青同步碎石封层的施工工艺。工程实践证明,2012年9月10日建成通车后的成仁高速公路不仅抗高温性和防水性能增强,而且由于添加了橡胶粉,其路面整体抗变形能力增强,路面的弹性度和车辆行驶舒适度也得到了一定的提升,取得了良好的实际应用效果。成仁高速路也因其特殊的地理位置、优良的工程质量,被誉为“天府第一路”。
  3 施工工艺
  3.1 原材料的选择
  3.1.1 橡胶沥青
  橡胶沥青由基质沥青、胶粉及添加剂组成。成仁高速施工中,采用70号A级道路石油沥青现场添加橡胶粉进行改性,其中基质沥青与橡胶粉的掺配比例为4:1,改性完成后的橡胶沥青在170℃恒温状态下48h内必须用完,若存储时间过长会造成橡胶粉老化,导致橡胶沥青粘度下降。
  3.1.2 集料
  集料采用四川省眉山市岷江河坝卵石经破碎而成,石质坚硬、清洁、不含风化、近似立方体颗粒的碎石。经过施工前对比实验,采用9.5~13.2mm规格碎石最为适宜。若选用更小粒径碎石,洒布量不容易控制,碎石重叠现象明显,并且在进行下一步工序时,会比较容易粘轮胎,在车行作用下造成封层剥落。若碎石粒径过大则容易卡住料门,对轮胎的磨损也会加重。碎石在施工前需经过热拌楼加热、除尘、预裹沥青,减少粉尘含量,避免粉尘含量大影响碎石与橡胶沥青的粘附性。
  3.2 施工设备
  施工的主要设备有:橡胶胶沥青同步碎石封层车、大吨位胶轮压路机、运料车、清扫吹灰设备,当施工区域离料场较远时,现场还准备沥青保温运输车。施工前对封层车进行标定,还要对碎石布料器和喷油嘴进行检车校正,确保喷洒的雾化效果和布料的均匀。
  3.3 洒布量的确定
  设计推荐的橡胶沥青洒布量为2.2±0.2kg/m2,经过施工验证,该洒布量的施工效果比较理想。洒布量的标定方法:采用已知重量的1 m2土工布,放在洒布车前方,待洒布车匀速前进喷洒过后,称取土工布的重量,则掌握了每平方米沥青洒布量。当实际洒布量与设计的洒布量有差异时,需调整封层车电脑调节装置调整洒布量,再实验,直至达到设计的洒布量为止。
  3.4 施工前的清扫工作
  对于碎石封层这种层状结构,层间结合效果极大影响封层的最终效果。过多的浮尘会吸附更多的沥青,造成沥青的浪费,还会影响封层与下部基层的粘结,严重时会造成封层与基层的脱离。封层施工前作业面上严禁有水迹,水会导致沥青在喷洒到基层时瞬间冷却,影响沥青性能,并形成一层水膜,完全没有粘接力,一旦受力就会脱落。油渍会溶解喷洒的沥青,因此有油渍须用矿粉覆盖吸收,再扫开吹净。为保证封层与基层的粘结紧密,需清扫基层顶面至干净、干燥、稳定。
  3.5 橡胶沥青同步碎石封层施工
  (1)预热喷头,洒布前在基层顶面放条参照线,封层车根据已经标定好的各项参数匀速沿线行驶进行洒布。
  (2)洒布过程中,沥青温度控制在185℃~190℃,沥青洒布量为2.2±0.2kg/m2,碎石洒布量控制在10~12kg/m2。洒布过程中若发现局部洒布过多或漏洒,进行人工清扫或补洒。车洒布完后对沥青用量进行总量检测,以确保沥青洒布量的准确。
  1)横接缝处理
  横接缝采用对接处理,在每段横向接头处,用土工布横铺在本段的起点前及终点后,以准确进行横向衔接,洒布车经过后及时取走土工布。
  2)纵缝处理
  第一幅施工时,右侧的橡胶沥青正常喷洒,碎石减少一个卸料槽宽度,第二幅施工时,左侧的橡胶沥青与第一幅交叉重叠10cm左右,使橡胶沥青用量刚好达到正常要求,碎石撒布正常,右幅依旧减少一个卸料槽的宽度,以此类推,直到最右副施工右侧时调整到正常状态。
  (3)注意同步碎石封层车刚启动阶段,封层车处于非匀速行驶状态,纵横向交接的位置,不能出现重叠和漏洒现象,如果发生重叠,必须在胶轮压路机碾压前人工清理多余的碎石。
  (4)橡胶沥青和碎石撒铺完毕后,采用2台26t徐工胶轮压路机进行碾压,碾压次数3次,碾压过程中,压路机不得随意刹车或掉头。碾压时,应先慢后快,速度控制在2.0~2.5km/h。施工中实践表明,碎石温度降至50~55℃时进行碾压,既不粘轮胎,压实效果也不受影响。
  (5)碾压成型后,封闭养护,严禁任何车辆及设备进入施工区域碾压。碾压成型后4~5小时,用清扫车进行清扫,清除表面浮石。
  4 工艺特点
  (1)良好的防水性。该技术是能够将摊铺到公路表面的橡胶沥青结合料,顺利渗入到表面微裂缝中的一项技术措施。这种特性不仅可以满足公路表面防水性能的需求,而且还可提高公路的耐久性。
  (2)耐久性和耐磨耗性
  橡胶沥青同步碎石封层技术,一般是在现场拌和橡胶沥青结合料和骨料,当结合料处于较好的流动性时,其微粒之间的毛吸引力可以产生一个凹面,以保证橡胶沥青结合料和骨料之间的接触表面最大化。经过塑化粘结,再进行压实处理,能有效保证骨料不出现流失,路面的耐久性和耐磨耗性良好。
  (3)良好的经济性及环保性
  橡胶沥青同步碎石封层技术在公路工程中的应用,不仅施工作业效率高、设备配置量少,而且能明显缩短沥青结合料喷洒和骨料撒布之间的间隔时间,用料比例也容易控制,因此施工成本较低。而且橡胶粉的使用也更加环保,可实现资源的循环利用,具有良好的经济性。
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