橡膠改性瀝青混合料性能及應用研究
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：伴隨我國城鎮化建設速度的不斷加快，我國公路建設規模越來越大，并對其質量提出了更高的要求。瀝青作為路面鋪設的主要材料，屬于石油的一種提煉產物，在石油價格不斷增長的今天，瀝青價格隨之高漲，大大增加了公路建設成本。橡膠是瀝青性能得以改善的重要添加劑之一，其主要利用廢舊輪胎制造，將此類材料用于公路建設，可有效降低公路施工成本。為此，本文在充分了解橡膠改性瀝青混合料路用性能的基礎上，依托某改擴建公路工程，對試驗路段生產配合比設計、施工應用及試驗段測試等內容進行了分析與探究，以期有效提升路面使用性能，實現公路建設經濟效益最大化。
關鍵詞：橡膠改性瀝青;路面性能;低溫抗裂性
中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0114-02
0 引言
據相關數據顯示，全國2018年新注冊登記共3172萬輛機動車，機動車保有量已超過了3.5億輛。這種情況下，不僅大大增加了公路路面通行壓力，還會產生大量廢舊輪胎，全國僅2017年就產生了3000萬噸以上的廢舊輪胎，加劇了環境壓力。橡膠是廢舊輪胎的原材料，將橡膠用于瀝青混合料內，可有效改善混合料的使用性能，同時還能大幅縮減公路建設成本。為此，深入研究橡膠改性瀝青具有重要的現實意義。
1 橡膠改性瀝青混合料路用性能分析
1.1 高溫穩定性
在瀝青混合料高溫穩定性試驗中，根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTC E20-2011）相關要求，可選擇車轍試驗進行評價。選擇三種混合料，即AC-20、SMA -13、SMA-16進行試驗，通過車轍試驗，可將車轍形成與發展過程真實反映出來，穩定度表示在60℃溫度條件，當瀝青混合料試件輪壓為0.7Mpa時，每1mm變形下車輪作用次數，當該值增加時，則表明此混合料具有越強的抗車轍性能，則表明其高溫穩定性越好。通過試驗可知，在級配相同條件下，橡膠改性瀝青不同，則瀝青混合料動穩定度也有所不同，由此可見，瀝青性能直接決定瀝青混合料的高溫性能。經測試，AC-20級配動穩定度值超過4500次/mm，SMA類級配動穩定度值超過5500次/mm，兩值均在規范要求以上，則表明橡膠改性瀝青混合料高溫穩定性良好。
1.2 低溫抗裂性
為避免路面裂縫產生，在低溫條件下，必須確保瀝青混合料韌性較強。根據《規程》要求，可通過劈裂試驗評價瀝青混合料低溫抗裂性，本文同樣選擇上述三種瀝青混合料，通過劈裂試驗對其低溫抗裂性能進行評價，通過勁度模量指標可見，當該值越小時，則表明瀝青混合料具有越大的低溫抗裂性能。則說明橡膠改性瀝青混合料低溫抗裂性能良好，在各類影響因素中，對其低溫抗裂性影響最大的因素為改性劑橡膠粉的用量。
1.3 水穩定性
橡膠改性瀝青混合料的水穩定性可通過浸水條件下，瀝青混合料的穩定度、強度變化進行評價。本文以浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗進行分析。經測試可知，于橡膠改性瀝青混合料水穩定性而言，級配型式、瀝青種類對其影響較大。但整體來講，上述三種混合料均具有良好水穩定性，可滿足規范要求。
2 工程概況
某公路工程地處兩省交界，是連接兩省交通的樞紐工程，也是我國公路交通網的重要咽喉要道。自建成通車后，因交通量持續增加，及運營時間長，當前路面已呈現出不同程度的病害問題，以致整個路段開裂、坑槽病害嚴重。為保證道路通暢性，提高道路服務能力，現決定針對此路段進行改擴建施工?；诠澕s、環保的原則，選擇廢膠粉改性瀝青混合料進行施工，從而提升路面使用性能。為保證施工質量，選取200m具有代表性路段作為試驗段進行施工。
3 試驗路段生產配合比設計
根據當前道路改擴建施工現狀，決定在鋪筑試驗段面層時，選擇三種廢膠粉改性瀝青混合料，分別為AC-20、SMA-13、SMA-16，三種混合料的生產配合比如表1所示，同時對上述三種混合料性能進行了檢測，具體結果如表2所示。
通過上述分析，可見三種混合料均滿足相關規范要求。
4 橡膠改性瀝青混合料施工應用
4.1 混合料拌和
在混合料拌和施工中，應合理選用攪拌機械，根據設計要求，均勻拌和混合料。并對拌和情況進行詳細檢測，避免出現花白料或離析現象。在整個拌和過程中，必須嚴格把控瀝青及瀝青混合料溫度，若施工當天，溫度較低，或降雨則需暫停施工。拌和施工完成后，需及時進行設備清理，并將管道內瀝青材料排干凈。
4.2 熱拌瀝青混合料攤鋪
為避免因攤鋪不均或施工操作不當，導致攤鋪混合料過程中出現質量問題，必須準確做好熱拌瀝青混合料攤鋪施工。整個攤鋪施工，需采取型號相同的攤鋪機進行施工，在分層攤鋪前，需與設計要求核對，保證各攤鋪厚度等參數滿足規定。若混合料出現離析問題，需及時針對此類問題進行修補，及時處理。要先預熱熨平板，保證勻速、緩慢行駛，一般可將攤鋪速度控制在1～3m/min，不得出現間斷現象，在整個攤鋪施工中，不允許任意轉變行駛速度，或急轉彎、掉頭等，有效提升平整度。
4.3 熱拌瀝青混合料及SMA壓實成型
碾壓施工中，必須嚴把溫度、濕度關，在整個操作過程中，需多次對路面進行灑水保濕，根據路面壓實度情況，確定碾壓遍數，直到消除明顯輪跡。在折返位置壓路機需依照階梯狀進行施工，并及時查看碾壓情況，避免漏壓。完成上述施工后，為避免對瀝青路面成型造成不利影響，嚴禁在路面有車輛、設備行駛，需做好養生施工后，才能開放交通。
5 試驗路測試與分析
為更好地了解施工情況，及時查漏補缺，在完成道路鋪筑施工后，需進行路面情況檢測，主要檢測路面壓實度、構造深度等參數。
?。?）從整體施工情況來講，在配合比設計中選用橡膠瀝青可滿足相關施工規范規定，在鋪設試驗段時，各個施工工序均符合設計要求，經檢測，本路段各項技術指標良好，且最大理論密度壓實度超過93%，試驗室標準密度壓實度也超過了97%，完全滿足相關規定。 ?。?）按照滲水系數AC-20在300mL/min以下，SMA在200 mL/min以下的規定要求，經檢測，試驗段內檢測路面滲水系數范圍為65～72mL/min，均符合要求。在抗滑性能方面，0.8～1.2mm為路面表面層構造深度規定范圍，而檢測所得范圍為0.93～1.14mm，可滿足要求。
（3）建成通車1年之后，檢測試驗段使用情況，路表未見橫向裂縫，具有良好使用效果。檢測車轍情況，車轍深度變化基本不見，當前整體路面具有良好高溫穩定性，且路面質量良好。
6 橡膠改性瀝青混合料經濟性分析
經市場調研發現，近年來我國SBS改性瀝青均價在6000元/噸以上，而廢膠粉改性瀝青均價在5100元/噸，每噸少900元/噸，采用廢膠粉改性瀝青價格更便宜，更具經濟性。按照當前試驗段施工情況，11.25m鋪筑寬度，以此對每公里瀝青用量等進行計算，具體如表3所示。
由表3可見，針對SMA-13、AC-20兩種路面結構類型，11.25m寬度的路面，可節約8萬元。若整個路面都選擇廢膠粉改性瀝青，則節省的成本更大，具有良好經濟性。此外，應用橡膠改性瀝青，可能節約資源，減少浪費，可達到巨大的環保價值。
7 結語
綜上所述，伴隨我國國民經濟迅速發展，大量基礎設施如雨后春筍般不斷涌現，公路工程作為連接區域經濟發展的重要紐帶，在經濟發展中發揮著至關重要的作用。為進一步完善公路網，必須重視公路路面施工工藝，瀝青路面是我國公路路面工程施工的主要形式之一，此類路面路用性能良好，橡膠改性瀝青混合料在公路路面施工中的應用，可有效改善混合料的使用性能，大幅縮減公路建設成本，且能保護環境，減少資源浪費。為此，在施工中必須規范施工工藝，有效提升施工質量，延長路面工程使用壽命。
參考文獻
[1] 劉朝暉，柳力，史進，等.SBS/膠粉復合改性瀝青制備工藝及路用性能[J].中國科技論文，2012（11）：853-856.
[2] 余萬超，陳晨，李書敏.橡膠粉干法改性瀝青混合料性能的影響因素研究[J].土木工程，2018，7（3）：452-458.
[3] 李廷剛，李金鐘，李偉.橡膠瀝青微觀機理研究及其公路工程應用[J].公路交通科技，2011（1）：25-30.
[4] 石雪琴，劉勇，王都興.橡膠粉改性瀝青及其性能研究[J].科學技術與工程，2013，13（17）：5050-5053，5066.
[5] 曹敏娜，陸江銀，薄文旻.廢橡膠粉改性瀝青性能及研究[J].湖南交通科技，2012，38（4）：67-70，136.
[6] 李廉.廢舊輪胎膠粉改性瀝青混合料低溫與疲勞性能研究[D].長安大學，2012：1-117.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/8/view-14877158.htm
