关于橡胶沥青在水泥混凝土路面改造中基本应用

关于橡胶沥青在水泥混凝土路面改造中基

本应用

摘要：

我国道路修建水泥混凝土路面已有几十年的历史，早期修建路面设计强度较低，这些路面在行车荷载和环境因素作用下大多出现了不同程度的破坏，我国进行了大量的水泥混凝土的改造但随着我国交通运输行业的迅猛发展,车辆大型化,重载、超载现象越来越严重,普通沥青混凝路面己经无法满足现代道路运输行业对其高温稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性的要求。相比于基质沥青,橡胶沥青在高温稳定性、低温抗裂性能、抗老化性能、抗疲劳性能、抗水损等方面都有明显的改善。橡胶沥青目前在我国多个省市得到了全面的推广和应用,

关键词：橡胶沥青路面、水泥混凝土路面、改造。

1 引言

当前我国经济社会发展已进入新阶段,节约资源与保护环境已引起广泛重视,加快建设资源节约型、环境友好型社会成为国家可持续发展的基本战略之一。废旧轮胎是一种难以降解的高分子化工材料,埋在地下数百年也不会分解,污染地下水资源。无害化、资源化地充分利用这些废轮胎将对我国经济的可持续发展、缓解环境和橡胶资源匾乏带来的压力起到积极的作用。将废轮胎加工成橡胶粉是世界上公认的废轮胎橡胶无害化、资源化的处理方法,其中将废轮胎橡胶粉用于沥

青混凝土路面是废轮胎资源化、无害化利用的主要途径之一。橡胶沥青技术以其环保、降噪和节约资源的特点,目前在我国广东、江苏、四川、上海、北京、辽宁、河北、天津等多个省市得到了全面的推广应用,市场发展前景十分广阔。随着中国经济的高速发展,带来了大量的废旧轮胎,对社会环境造成了严重的污染,橡胶沥青的推广应用可以为这些黑色污染提供一条永续性的环保解决方案。

2 橡胶沥青

橡胶沥青主要是轮胎橡胶粉粒在拌和的条件下(180℃以上)与基质沥青充分熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。橡胶粉发生裂解,吸收基质沥青中轻质组分,一方面直接改善基质沥青,另一方面达到橡胶与沥青充分复合的效果。橡胶沥青中橡胶粉的含量在18%以上,熔胀后,橡胶颗粒的体积比重在30%～40%左右。橡胶粉和沥青的化学成分不完全相同,且都具有较强的惰性,橡胶粉与沥青拌和主要是熔胀反应,它既不仅仅是简单的物理填充,也不完全会发生化学反应,而是处于两者共存的一种状态,其产物是橡胶粉和沥青的共混体系,对沥青的物理性能和化学性能都有所改善。橡胶粉的性质、沥青的性质、两者之间的共混方式都可能影响到橡胶沥青的性能。但是由于橡胶粉与沥青之间的相互作用十分复杂,至今仍有很多专家对此进行专门研究。橡胶沥青的加工质量是影响其工程质量的重要因素,必须建立起有效的质量保证体系。橡胶沥青生产工艺必须具备三个核心环节:首先是把基质沥青通过快速升温系统升温到180℃(20s内从160℃提升到180℃);

二是橡胶粉与升温后的基质沥青经过准确的配比,同时送入到高速剪切搅拌系统;三是把经过高速剪切预拌的橡胶沥青输送到熔胀反应系统进行充分熔胀反应。橡胶沥青的技术性能与生产工艺、胶粉类型、基质沥青类型、胶粉掺量等关系密切,不同生产工艺、不同胶粉剂量、不同基质沥青等会影响橡胶沥青的性能。

3 橡胶沥青混凝土

橡胶沥青混凝土是以橡胶沥青为胶结料的沥青混凝土。橡胶沥青混凝土除具有普通沥青混凝土的优点外,还具有普通沥青混凝土无法比拟的优势:优良的高低温性能,抗车辙能力强,抗老化性、抗氧化性能、耐久性好以及低噪音等;另外橡胶沥青混凝土解决了普通沥青路面容易渗水,损毁路基这一难题;在延缓反射裂缝、减薄沥青路面厚度,抵抗重交通和不良气候方面都有明显的优势。我国主要采用马歇尔试验方法进行橡胶沥青混凝土配合比设计,橡胶沥青混凝土作为磨耗层时,一般采用开级配或断级配的混合料设计方法,由于橡胶沥青混凝土的油石比较高,为了使其具有良好的高温稳定性,矿料在断级配基础上形成良好的骨架结构十分重要。

4施工工艺

4.1水泥混凝土路面处理

(1)裂缝处理。对宽度小于3mm的轻微裂缝,采用扩缝灌浆;对贯穿全厚的3mm小于15mm的中等裂缝,采用条带罩面进行补缝;对宽度大

于15mm的严重裂缝采用全深度补块,全深度补块时采用集料嵌锁法和设置传力杆法;对交叉裂缝及断裂板被评定为轻微程度的,采用填缝裂缝维修方法;对交叉裂缝及断裂板被评定为中等、严重程度的,采用换板法处理。

(2)(2)压浆处理。对弯沉值在20~40(0.olmm)之间的板块进行压浆处理。对每一板块存在的不合格点,第一次注浆按5点压浆,3d后进行第一次弯沉复测,(对单点进行检测)不合格点进行第二次压浆,3d后进行第二次弯沉复测。

(3)破板处理。当混凝土面板上出现一条或一条以上贯穿全板的裂缝,将板块分成两块或两块以上时或板块上裂缝长度大于Zm时均视为断板,应作破板处理。水泥面板单点实测弯沉值L,妻40(0.olmm)时,将水泥板整板破碎后浇注新板;对弯沉值在L,-20~40(0.olmm)之间的水泥板反复压浆处治仍不能使水泥板满足弯沉要求,采取破碎旧水泥板,进行基层处治,然后重新浇注新板的方法处理;当板角断裂处距板角距50。m时,采取断板重筑新板方法处理。

4.2橡胶沥青混凝土面层施工方法

1.橡胶沥青应力吸收层

1)橡胶沥青的洒布：橡胶沥青的洒布采用橡胶沥青洒布车进行，洒布量、洒布宽度均由电脑控制。洒布时应注意以下要点：

（1）基层必须清扫干净，防止灰尘污染。

（2）起步和终止位置铺工程纸，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时

取走工程纸。

（3）纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm左右。

（4）撒铺碎石前禁止任何车辆、行人通过橡胶沥青层。

（5）橡胶沥青洒布温度不得低于190℃。

（6）橡胶沥青洒布量为2.2～2.4kg/㎡。

2.橡胶沥青洒布

1)碎石撒布：根据冷沥青+热碎石的施工工艺要求，橡胶沥青洒布与碎石洒布不同步，要求碎石预拌温度不得低于130℃。一般施工采用两台碎石撒布车，两台轮胎压路机。碎石撒布车倒退撒布热碎石，胶轮压路机紧跟碾压，碾压遍数为2～3遍。

根据要求，碎石一般采用9.5～13.2mm的碎石，碎石撒布量为16kg/㎡。

碎石碾压完成后，立即用清扫车清扫多余的碎石。橡胶沥青应力吸收层施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通。

撒布碎石后，采用不少于2台的胶轮压路机，压路机数量以保证第一遍压到整个撒布宽度来确定，最低轮胎气压达到700Kpa。整个碾压过程应控制在规定的时间内，当旧路面温度在18o C—40o C之间，碾压控制时间为10分钟，当旧路面温度超过40o C，碾压控制时间为20分钟。

应力吸收层施工完成3小时内禁止开放交通，运输车必须在上面行走时，必须控制速度在25km/h以内。碾压结束，及时清除表面松散碎石。

3、橡胶沥青混凝土施工

1）橡胶沥青混合料的拌合

采用间歇式拌和机，按生产配合比设计结果，进行橡胶沥青混合料的拌制，拌合橡胶沥青混合料时应注意以下问题：

（1）掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。AR-AC沥青混合料的施工温度控制范围见下表。

橡胶沥青混合料温度控制要求

（2）掌握适宜的拌合时间。以所有集料颗粒全部裹复沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。在拌合时将外掺剂水泥加入拌和仓后先与矿料干拌10秒后，再加入橡胶沥青湿拌40秒。

（3）要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。

2）沥青混合料的运输

运输车在装料前应仔细清除车厢内的污染物，并在车厢侧面和底部均匀喷洒一层薄薄的油水混合物，以保证混合料不粘附车厢，注意喷洒不能过多，不能在车厢底部形成积液。

每车料出厂时必须检测出厂温度，采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。插入深度要大于150mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300mm。

3）混合料摊铺

橡胶沥青混凝土摊铺温度必须大于168。C，当温度低于160。C时禁止摊铺。橡胶沥青混凝土的摊铺工作必须连续，当摊铺机停止摊铺3分钟，或者一辆车结束到下一辆车卸料开始之间间隔三分钟，摊铺机应开离摊铺面，保证压路机在规定的温度内碾压。

摊铺机在铺筑过程中，保证有足够的人工进行辅助作业，保证不能到达的边角能够通过人工同步进行摊铺。

橡胶沥青混合料适宜的摊铺温度应控制在165～170℃。

施工放样与普通沥青混凝土施工类似。

4）混合料碾压

橡胶沥青混合料禁止使用轮胎压路机碾压，应根据路面宽度情况，配备不少于3台钢轮压路机进行碾压。水平振荡压路机主要用于初压，双钢轮压路机用于复压和终压。

橡胶沥青混凝土初压、复压除了要遵循基本的碾压原则外，其最大的特点是要求在较高的温度下进行，温度低于130℃后就很难压实，故要保证压实度，初压、复压就必须在130℃前完成。最好的办法就是紧跟摊铺机碾压。碾压遍数以4～5遍为宜，最后的终压应在路面温度降低到110度之前完成。

橡胶沥青混合料摊铺后温度散失非常缓慢，碾压完成后应封闭交通至少8小时，以12小时为宜。

5）材料与设备

（1）材料

集料：粗集料宜采用卵石轧制，细集料为石灰岩轧制。其技术要求如下：

集料质量技术要求

粉料：外掺剂采用碳酸钙和滑石粉

橡胶沥青：橡胶沥青采用20目橡胶粉与A-70#道路石油沥青（掺配比例不小于18%）加工而成，其技术要求如下：

橡胶粉筛分规格

橡胶沥青技术指标

6、沥青砼路面施工注意事项

1）沥青混合料的摊铺应避免雨季进行，当路面滞水时，应暂停施工。

2）当施工气温低于100C时，应停止摊铺并采取措施。当气温下降到150C 以下时，应控制混合料的最大运距，保证碾压温度在规定的范围以内，同时运料车加盖蓬布。

7、橡胶沥青混凝土施工的特殊要求

橡胶沥青混凝土拌和：

a、橡胶沥青加热温度控制在190-200℃。

b、矿料温度控制在180-190℃

c、混合料的出场温度必须控制在170-180℃，超过195℃的混合料必须

废弃。

d、混合料运输到现场的温度不得低于165℃。

e、摊铺温度不得低于160℃，低于140℃时必须废弃。(初压开始温度

不低于155℃,复压最低温度不低于130℃,碾压终了温度不低于

110)

f、橡胶沥青温度降到190。C以下时的处理：

经过45分钟相互反应后，如果橡胶沥青原料不使用，应停止加热。当需要使用的时候，则需要再加热，再加热温度控制在190—200。C。橡胶沥青的再加热允许两个再加热周期，但是沥青橡胶黏合剂必须符合所有的要求，包括最小黏

度要求。要将黏度保持在特定的水平，再加热时需要增加一些CRM(限制在总重量的10%或更多点)并必须在190—200。C再反应45分钟。

橡胶沥青混凝土的摊铺温度范围：橡胶沥青混凝土摊铺温度必须大于160。C，当温度低于140。C时禁止摊铺并废弃。橡胶沥青混凝土的摊铺工作必须连续，当摊铺机停止摊铺3分钟，或者一辆车结束到下一辆车卸料开始之间间隔三分钟，摊铺机应开离摊铺面，保证压路机在规定的温度内碾压。

摊铺机在铺筑过程中，保证有足够的人工进行辅助作业，保证不能到达的边角能够通过人工同步进行摊铺。

橡胶沥青混凝土的碾压：

a、橡胶沥青混凝土碾压前温度必须在155。C以上。为了防止粘轮，在压路机轮子上喷水或喷肥皂水；

b、严禁使用胶轮压路机碾压；

c、初压采用两台以上压路机，保证覆盖整个摊铺宽度，两台压路机交错碾压，距离摊铺机不大于90米，复压紧跟初压，在温度低于110。C之前尽可能多压；

5 结论

橡胶沥青用于道路建设中充分体现了环保、降噪、节能等性能要求,对于目前我国推广节能减排的新型材料,同时大力倡导循环型经济建设,将废旧轮胎磨细成橡胶粉应用于道路工程建设,不失为推广节能减排和循环经济在基础建设行业中的上佳举措。同时橡胶沥青及橡胶沥青混合料技术在我国路面改造工程中也取得了很好的应用效果,是一项很好的实用技术,对路面裂纹的产生有很好的抑制作用,能对严重的裂缝及龟网裂的路面有很好的修复作用,且具有良好的防水性能和优