橡膠瀝青碎石封層技術應用研究

朱剛

（張家口市公路工程試驗檢測中心，河北張家口 075000）

1 工程概況

某高速公路工程全長127.15 km，雙向6 車道，基層采用石灰穩(wěn)定土，上面層為AC-13 細粒式密級配瀝青混合料。該地區(qū)由于長期受冬季低溫天氣和行車荷載作用，路面出現較多的早期開裂、凍脹等病害，為延長瀝青路面的使用壽命，并提高服務性能，本項目擬采用橡膠瀝青碎石封層技術對該路面實施養(yǎng)護，該公路路基路面的詳細結構設計見表1。

表1 高速公路路面結構層設計

2 工程實踐

2.1 原材料性能試驗

本項目瀝青采用橡膠改性瀝青，集料選用硬度高、耐磨性好的玄武巖。橡膠改性瀝青的性能遠優(yōu)于基質瀝青，且在老化試驗之后，橡膠的技術指標變化率較基質瀝青更小，各項指標均滿足規(guī)范要求。石料的檢測結果顯示，磨光值實測結果為技術指標的50.1%，磨耗損失為規(guī)范要求指標的40%，堅固性為規(guī)范值的66.7%，表明集料具有較好的堅固耐磨性能。

2.2 橡膠瀝青碎石封層性能試驗

由于該地區(qū)地形條件復雜，山地、丘陵、平原地區(qū)氣候也不盡相同。本研究主要對碎石封層的低溫黏結性能、抗磨耗等性能展開研究。

依據JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中瀝青混合料的低溫黏結性試驗，對本項目中的瀝青與碎石的黏結性展開檢測，低溫黏結性以試驗板受沖擊后石料被振落的百分率表示[2]。

按照規(guī)范要求，需對-18 ℃和25 ℃下的瀝青與集料的黏結性檢測，檢測結果見圖1 和圖2。

圖1 - 18 ℃黏附性檢測結果

圖2 25 ℃黏附性檢測結果

根據如檢測結果可知，-18 ℃時碎石的脫落在垂落次數10 次之后逐漸趨于穩(wěn)定，垂落10 次的時振落百分率為48%；25 ℃時碎石在40 次垂落之前均無掉落，在垂落50 次時，開始有掉落，垂落100 次時，掉落顆粒數僅為3 顆。因此，該橡膠瀝青碎石在低溫下也具有較好的黏結性，可用于高寒地區(qū)的路面養(yǎng)護工作。

2.3 瀝青碎石封層施工

養(yǎng)護工作在施工之前應對原道路表面進行清潔，使用人工或者機械的方式將道路表面的塵土、碎石、雜物等清掃干凈。同時，做好撒布設備的清理工作，清理儲油罐內殘油。在原材料撒布之前，將原道路路面的裂縫、坑槽、車轍等病害進行維修處置，以確保路面平整，為瀝青碎石封層施工提供基礎[3]。

橡膠瀝青碎石封層原材料的撒布包括橡膠瀝青和碎石的撒布，在撒布起始處應先鋪一層牛毛氈，然后進行橡膠瀝青的灑布，減少給路面帶來的污染。鋪撒時，采用同步碎石封層機，根據路面試件情況進行撒布，在損壞面積或裂縫較大處，可以提高橡膠瀝青的摻量，以保證黏結性，并根據實際道路寬度，提前計算好撒布量，橡膠瀝青灑布量一般控制在2.2 kg/m2，碎石撒布量一般控制在1.8 kg/m2即可，避免造成材料浪費[4]。撒布完橡膠瀝青后，進行碎石的鋪撒，碎石鋪撒時應使碎石鋪展機械與橡膠瀝青碎石封層之間距離保持一定，確保橡膠瀝青與碎石的充分黏結。此外，橡膠瀝青碎石封層在施工時車速應保持在2~2.5 km/h 勻速行駛，每次碾壓應重疊300 mm 以上。施工過程中具體施工設備如表2 所示。鋪撒完成后，要緊接著進行碾壓，一般采用膠輪壓路機進行碎石封層的碾壓，避免將碎石壓碎，造成抗滑性和耐磨性的降低，初壓時速度控制在約2 km/h，目的是使碎石和瀝青初步黏結，之后復壓2 遍，碾壓輪跡重合300 mm 以上，使瀝青和碎石充分黏結，無過多的浮動碎石。

表2 橡膠瀝青碎石封層施工設備一覽表

2.4 施工質量檢測

由于本項目橡膠瀝青碎石為道路表面層，為確保發(fā)揮良好的路用性能，起到良好的養(yǎng)護效果，本項目對其進行抗滑性和抗?jié)B性進行檢測評價。

2.4.1 構造深度質量檢測

根據JTG 3450—2019《公路路基路面現場測試規(guī)程》，本項目選用鋪砂法進行橡膠瀝青碎石封層的抗滑性能檢測，檢測結果見表3。

表3 構造深度檢測結果

根據表3 可知，封層前后，瀝青路面的構造深度由原來的0.89 提升至0.99，BPN 值由原來的47.6 提升至66.9，抗滑性能得到大幅提升，提高了行車安全性能。

2.4.2 防水性能

防水性能好的瀝青路面可以更好地抵抗路面受到水的侵蝕，不易產生早期開裂[5]。橡膠瀝青碎石封層可以在碎石表面形成瀝青薄膜，從而使瀝青路面的抗水侵蝕能力得到提升。本次檢測根據規(guī)范要求，隨機選取樁號，每個橫斷面選取5 測點，對所選測點進行滲水系數測試，檢測結果見表4。

表4 滲水系數檢測結果

根據檢測結果可得到，封層前瀝青路面的最大117 mL/min，經過封層技術施工后，降低至最大20 mL/min，路面防水侵蝕性能得到明顯改善。

3 結語

本文結合具體工程，對橡膠瀝青碎石封層施工時的材料選取、性能、施工條件和試驗路段檢測進行分析，結果表明：通過控制原材料質量，以2.2 kg/m2的瀝青灑布量、合理的施工組織進行路面養(yǎng)護，可以使道路的抗滑、防水等性能得到大幅提高，起到良好的養(yǎng)護效果。