高速公路养护施工中橡胶沥青的应用.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD0 引言橡胶沥青属于改性沥青的一种,是将含量为 15%以上的橡胶粉在180 以上高温状态下与沥青发生溶胀反应得到的改性沥青胶结料;再将橡胶沥青胶结料和相应级配集料拌和后得到橡胶沥青混合料。与基质沥青相比,橡胶沥青具有更加优异的高温稳定性、抗疲劳、抗老化及抗水损性能,将该材料用于沥青路面新旧面层之间,能起到较好的吸收及消散应力作用,能够延缓并减少反射裂缝。应用橡胶沥青铺设路面,还能降低养护维修成本,降低路面噪声,提升行车安全性、舒适性,延长路面使用寿命。基于此,本文对病害高速公路工程中橡胶沥青应力吸收层及橡胶沥青路面层的施工进行分析,以期为橡胶沥青在高等级公路中的
2、应用提供参考。1 工程概况某高速公路采用双向四车道形式,于2010年底建成通车,为改善路面使用性能,于2017年对病害集中路段进行沥青路面微表处改造。在此后的运行过程中,既有病害不仅没有得到有效遏制,反而随着交通量的增长而日益严重。该公路运营时间长,超载现象较为严重,之前进行的微表处养护对旧路病害处治效果一般。目前,大多数路段出现严重的横向裂缝,部分路段行车道左侧轮迹带和高填方路段均表现出纵向裂缝;K63+410K66+269段路面裂缝十分集中,宽大的横向裂缝中夹杂支缝、唧浆、严重龟裂等病害。2 旧路病害处治及养护方案2.1 旧路病害处治一般性裂缝开槽灌注密封胶即可;而存在明显啃边、沉陷、唧浆
3、且两边较多细小裂缝的病害,必须将沥青混凝土面层挖除,根据基层具体情况进行进一步处理:对于水稳碎石基层仅存在单一规则裂缝,无啃边、错台、唧浆等病害,灌缝处理即可;对于基层破碎或存在明显错台、冻融失强等情况,必须将病害范围内旧路基层挖除,重新施工路面基层。2.2 养护方案该病害公路旧路面结构自上而下依次为 4 cm 厚AK-13B普通沥青混合料上面层、5 cm厚AC-20普通沥青混合料中面层、6 cm厚AC-25普通沥青混合料下面层、35 cm厚5%6%水稳碎石基层、20 cm厚3%6%水稳碎石底基层。由此可知,旧路沥青路面属于半刚性基层沥青路面,且水泥用量多;沥青面层均使用普通沥青,在超载超限交
4、通荷载反复作用下,势必引发反射裂缝及道路结构的进一步破坏1。经过讨论和论证,决定在旧路上设置一层1 cm厚的橡胶沥青应力吸收层,起到抵御反射裂缝和防水的作用;并在应力吸收层上加铺 4 cm 厚的 AR-AC13 橡胶沥青混合料罩面层,以病害较为严重的K64+000K66+000段为试验段进行试铺。橡胶沥青应力吸收层主要通过包含高黏弹性橡胶沥青黏结剂的石屑封层,能够将单一粒径石料均匀满铺于橡胶沥青结构层,通过胶轮压路机碾压后,橡胶沥青高度被挤压至石料高度的80%左右,石料嵌锁后形成结构性支撑,因此在基层和面层间设置应力吸收层能吸收底层裂缝处应力集中,延缓反射裂缝的发生,较好解决沥青路面反射裂缝问
5、题2。此外,还能增强面层和基层黏结效果与防水性能,保护路面基层免受水侵害。3 原材料选用及混合料设计3.1 原材料选用1)集料。橡胶沥青混合料中细集料含量少,粗集料含量多,因此应选用高硬质、针片状含量少且黏附收稿日期:2023-02-27作者简介:蔡观新(1989),男,工程师,从事公路桥梁建设管理相关工作。高速公路养护施工中橡胶沥青的应用蔡观新(江西省公路工程有限责任公司,江西 南昌 330003)摘要:为探索废旧轮胎胶粉作为改性剂在公路沥青路面中的应用效果,以某病害高速公路为例,在调查公路段既有病害的基础上提出旧路病害处治及养护方案;对原材料选用及配合比设计进行分析,并研究了橡胶沥青应力吸
6、收层和橡胶沥青混合料施工过程,分析过程及结果可为同类公路病害处治施工提供参考。关键词:高速公路;预防性养护;橡胶沥青;应力吸收层中图分类号:U416.2文献标识码:A41总660期2023年第30期(10月 下)性能高的石料,因此该工程选用当地石料场辉绿岩碎石,并以PC32.5缓凝水泥为填料,增强石料与沥青材料的黏附等级。碎石料技术指标检测结果见表1。表1 粗集料技术指标检测结果性能指标压碎值(%)洛杉矶磨耗(%)表观相对密度/(g/cm3)吸水率(%)与沥青黏附等级/级针片状颗粒含量(%)软石含量(%)石料磨光值/BPN实测值15.617.02.7210.5154.347.3规范值24302
7、.62.05153.0422)沥青。以A-70#基质沥青为原料加工橡胶沥青,根据测试结果,基质沥青性能完全满足公路沥青路面施工技术规范(JTG F402017)相关规定,路用性能良好,具体见表2。表2 A-70#基质沥青技术指标检测结果性能指标25针入度/0.1mm软化点/延度/cm闪点/薄膜加热试验针入度比(%)含蜡量(%)三氯乙烯溶解度(%)60 动力黏度/(Pas)10 15 实测值70.846.969.4100296841.6899.8221规范值60804620100260652.299.51853)橡胶粉。一般使用钢磨将废旧轮胎研磨加工成橡胶粉,这种橡胶粉表面呈羽絮状,存在明显毛刺
8、;比表面积大,便于橡胶粉和沥青的良好吸附。该公路工程选用密度1.150.05 g/cm3的20目(0.83 mm)橡胶粉,纤维比例在0.5%以下,且无明显的结块现象。生产厂家提供的质量保证书中明确载明了橡胶粉规格、废旧轮胎类型、加工方式及储存方式等。通过水筛法进行橡胶粉筛分试验3,筛分检测结果见表3。实测筛分结果完全满足规范要求。表3 橡胶粉筛分结果筛孔尺寸75 m300 m600 m1.18 mm2.36 mm实测值(%)0.8133.880.4100100规范值(%)0504520100651001003.2 混合料设计结合公路工程所在地气候条件及旧路沥青路面实际状况,在综合考虑路面早期水
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