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橡胶沥青在公路工程中的应用
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内容提示：对橡胶沥青的优点进行了归纳总结,着重介绍了橡胶沥青的施工技术和操作要点,指出橡胶沥青能有效改善道路抗变形能力和抗疲劳开裂性能,提高行车安全系数,延长道路使用寿命,值得进一步推广。
1 橡胶沥青的优点
1)有较强的粘性。粘性是沥青高温稳定性的重要指标,粘性高的沥青不仅抗变形能力增强,而且加强了沥青与碎石的粘结力,具有更好的封水性能。沥青中由于橡胶粉的加入,提高了胶结料的稠度,混合料油膜较厚而不易析漏或泛油,从而提高了沥青混合料的粘性。有资料显示, 20%胶粉含量的橡胶沥青,在190℃时的动力粘度与4% SBS含量的改性沥青在135℃时的动力粘度值相当,约3 Pa·s;橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃,大于55℃。同时我们要注意的是,沥青中橡胶粉的掺量不同,粘度也有很大变化。有资料研究显示,橡胶沥青的60℃旋转粘度提高10多倍,针入度降低约33,软化点提高14℃。（参考《建筑中文网》）
2)较好的低温性能。低温性能包括两个方面:低温脆性与低温抗裂性。在低温高寒地区,橡胶沥青可以用于自动除冰路面。直接抗拉试验(DT)结果表明,橡胶沥青的断裂变形是基质沥青的7倍,比SBS改性沥青高出近1倍。
3)可以有效的降低行车噪声。随着公路建设和汽车工业的发展,道路噪声已成为城市居民的一大公害,因此降低道路噪声成了人们关心的重要社会问题。而橡胶早已证明可以吸声。有资料显示,橡胶沥青路面车速在50 km /h~100 km /h,噪声将降低3 dB~8 dB。
通过以上分析,我们不难看出,推广橡胶沥青混凝土的使用,不仅有利于提高路面使用寿命,而且具有良好的社会经济效益,那么橡胶沥青混凝土施工时又应该注意哪些问题,下面将做进一步阐述。
2 橡胶沥青的施工技术
2.1 橡胶沥青防水粘结层的铺筑
1)在粘结防水层施工前应对施工现场进行认真的清理,洒布橡胶沥青前,对施工断面进行最后一次拉网式清理,必要时也可采用洒水清洗,但必须待路面彻底干燥后(一般为洒水清扫24 h后),方可施工防水粘结层。
2)橡胶沥青的洒布量应根据沥青的粘度、洒铺的层位等因素确定。粘度越高,洒布量越大。在基层顶面洒布橡胶沥青的洒布量一般为2. 2 kg/m2~2. 6 kg/m2。在表面层下面洒布的橡胶沥青的洒布量一般为1. 8 kg/m2~2. 2 kg/m2。
3)橡胶沥青的洒铺温度为180℃~190℃。在沥青洒铺过程中应注重接头的处理,具体分为横向接头和纵向接头。在横向接头的位置,再次施工时既要与前次施工紧密衔接,同时也要避免与前次施工断面重叠。
4)认真准备碎石,严格按设计要求准备符合规格的碎石。撒布的碎石宜进行筛分,保证碎石的单一粒径,超粒径范围的石料含量不应超过10%。撒布的碎石应达到干燥、洁净的状态。
5)碎石撒布后,应及时用重型胶轮压路机紧跟碎石撒布车碾压成型。胶轮压路机来回碾压1遍~2遍。碾压成型后应尽快安排沥青混合料的摊铺,间隔时间不宜超过24 h,其间应临时封闭交通,避免防水粘结层的二次污染。
2.2 橡胶沥青混凝土的拌和
橡胶沥青生产的关键因素是温度的控制。生产前,基质沥青需加热到204℃~226℃的高温(橡胶沥青是不能加热的)。橡胶沥青胶结料必须在搅动状态下反应至少45 min才能达到较为理想的反应效果,反应温度应保持在规定的190℃~218℃。橡胶沥青生产完成后,应将其保温储存,储存罐须有加热和保温装置,以使其能保持在规定的温度(一般为190℃~226℃)范围内。橡胶沥青混合料在拌和时,温度需控制在175℃左右,但注意不要超过185℃。
2.3 橡胶沥青混合料的运输
橡胶沥青混合料施工前,应根据现场的施工速度确定所需运输车的数量,运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,根据工程规模摊铺机前方应有3辆~5辆运料车等候卸料。橡胶沥青混合料的运输温度大多采用165℃,热天短距离运输时温度可以稍低,但也宜在149℃以上,冷天长距离运输时可采用174℃的高温。在运输过程中应注意混合料的保温防护,一般多采用油布进行保温。
2.4 橡胶沥青混凝土的摊铺
1)橡胶沥青混合料应连续稳定地摊铺,争取做到每天只收工停机一次。2)用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏,一般情况下不得采用人工整修。3)橡胶沥青混合料应采用两台摊铺机同时摊铺施工,其距离不应超过10 m,以形成良好的热接缝。4)应采取措施防止混合料离析,包括控制布料器中混合料的量、摊铺速度以及事先加热熨平板到规定的温度等。5)摊铺遇雨时,应立即停止施工,并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃,不得再次拌和及摊铺。
2.5 橡胶沥青混凝土的压实
1)初压应紧跟摊铺机进行,并保持较短的初压区长度,以尽快使表面压实,减少热量散失。橡胶(粉)沥青混合料宜采用重型胶轮压路机进行初压2遍~3遍,以提高碾压混合料的密实性。
2)复压应紧跟初压进行,采用振动压路机复压,且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短,通常不超过50 m。钢轮压路机的静压力应不低于11 t。振动压路机的振动频率宜为35 Hz~50Hz,振幅宜为0. 3 mm~0. 8 mm。层厚较大时选用高频率大振幅,以产生较大的激振力,厚度较薄时采用高频率低振幅,以防止集料破碎。相邻碾压带重叠宽度为100 mm~200 mm。振动压路机折返时应先停止振动。
3)终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不宜少于2遍,直至无明显轮迹。
2.6 橡胶沥青碾压施工温度控制
橡胶沥青混凝土碾压温度的高低与橡胶沥青的粘度有关,粘度越大,碾压温度越高。一般初压温度不宜低于155℃,复压温度不宜低于135℃,终压结束温度不宜低于90℃。当混合料的摊铺厚度大于80 mm时,初压温度不宜低于150℃。
2.7 橡胶沥青混凝土路面施工接缝的处理
沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺,不得形成明显的接缝离析。上、下层的纵缝均应错开150 mm(热接缝)或300 mm~400 mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位1 m以上。接缝施工应用3 m直尺检查,确保平整度符合要求。
2.8 开放交通及其他
橡胶沥青混合料摊铺结束后,应在24 h后或路面温度低于50℃后方可开放交通。
3 结语
橡胶沥青中因为掺加了橡胶颗粒,从而提高了胶结料的稠度、提高了路面使用温度下的弹性、降低了路面的温度敏感性、在低温性能不降低的情况下改善了抗变形能力和抗疲劳开裂的性能、提高了行车安全系数,延长了公路使用寿命。
参考文献:
[1] JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
[2] JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].
[3] JTJ F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[4] 北京市路政局.北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南(试行)[Z]. 2006. 来源: 《建筑中文网》.
1)有较强的粘性。粘性是沥青高温稳定性的重要指标,粘性高的沥青不仅抗变形能力增强,而且加强了沥青与碎石的粘结力,具有更好的封水性能。沥青中由于橡胶粉的加入,提高了胶结料的稠度,混合料油膜较厚而不易析漏或泛油,从而提高了沥青混合料的粘性。有资料显示, 20%胶粉含量的橡胶沥青,在190℃时的动力粘度与4% SBS含量的改性沥青在135℃时的动力粘度值相当,约3 Pa·s;橡胶沥青的软化点较基质沥青提高约10℃,大于55℃。同时我们要注意的是,沥青中橡胶粉的掺量不同,粘度也有很大变化。有资料研究显示,橡胶沥青的60℃旋转粘度提高10多倍,针入度降低约33,软化点提高14℃。（参考《建筑中文网》）
2)较好的低温性能。低温性能包括两个方面:低温脆性与低温抗裂性。在低温高寒地区,橡胶沥青可以用于自动除冰路面。直接抗拉试验(DT)结果表明,橡胶沥青的断裂变形是基质沥青的7倍,比SBS改性沥青高出近1倍。
3)可以有效的降低行车噪声。随着公路建设和汽车工业的发展,道路噪声已成为城市居民的一大公害,因此降低道路噪声成了人们关心的重要社会问题。而橡胶早已证明可以吸声。有资料显示,橡胶沥青路面车速在50 km /h~100 km /h,噪声将降低3 dB~8 dB。
通过以上分析,我们不难看出,推广橡胶沥青混凝土的使用,不仅有利于提高路面使用寿命,而且具有良好的社会经济效益,那么橡胶沥青混凝土施工时又应该注意哪些问题,下面将做进一步阐述。
2 橡胶沥青的施工技术
2.1 橡胶沥青防水粘结层的铺筑
1)在粘结防水层施工前应对施工现场进行认真的清理,洒布橡胶沥青前,对施工断面进行最后一次拉网式清理,必要时也可采用洒水清洗,但必须待路面彻底干燥后(一般为洒水清扫24 h后),方可施工防水粘结层。
2)橡胶沥青的洒布量应根据沥青的粘度、洒铺的层位等因素确定。粘度越高,洒布量越大。在基层顶面洒布橡胶沥青的洒布量一般为2. 2 kg/m2~2. 6 kg/m2。在表面层下面洒布的橡胶沥青的洒布量一般为1. 8 kg/m2~2. 2 kg/m2。
3)橡胶沥青的洒铺温度为180℃~190℃。在沥青洒铺过程中应注重接头的处理,具体分为横向接头和纵向接头。在横向接头的位置,再次施工时既要与前次施工紧密衔接,同时也要避免与前次施工断面重叠。
4)认真准备碎石,严格按设计要求准备符合规格的碎石。撒布的碎石宜进行筛分,保证碎石的单一粒径,超粒径范围的石料含量不应超过10%。撒布的碎石应达到干燥、洁净的状态。
5)碎石撒布后,应及时用重型胶轮压路机紧跟碎石撒布车碾压成型。胶轮压路机来回碾压1遍~2遍。碾压成型后应尽快安排沥青混合料的摊铺,间隔时间不宜超过24 h,其间应临时封闭交通,避免防水粘结层的二次污染。
2.2 橡胶沥青混凝土的拌和
橡胶沥青生产的关键因素是温度的控制。生产前,基质沥青需加热到204℃~226℃的高温(橡胶沥青是不能加热的)。橡胶沥青胶结料必须在搅动状态下反应至少45 min才能达到较为理想的反应效果,反应温度应保持在规定的190℃~218℃。橡胶沥青生产完成后,应将其保温储存,储存罐须有加热和保温装置,以使其能保持在规定的温度(一般为190℃~226℃)范围内。橡胶沥青混合料在拌和时,温度需控制在175℃左右,但注意不要超过185℃。
2.3 橡胶沥青混合料的运输
橡胶沥青混合料施工前,应根据现场的施工速度确定所需运输车的数量,运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,根据工程规模摊铺机前方应有3辆~5辆运料车等候卸料。橡胶沥青混合料的运输温度大多采用165℃,热天短距离运输时温度可以稍低,但也宜在149℃以上,冷天长距离运输时可采用174℃的高温。在运输过程中应注意混合料的保温防护,一般多采用油布进行保温。
2.4 橡胶沥青混凝土的摊铺
1)橡胶沥青混合料应连续稳定地摊铺,争取做到每天只收工停机一次。2)用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏,一般情况下不得采用人工整修。3)橡胶沥青混合料应采用两台摊铺机同时摊铺施工,其距离不应超过10 m,以形成良好的热接缝。4)应采取措施防止混合料离析,包括控制布料器中混合料的量、摊铺速度以及事先加热熨平板到规定的温度等。5)摊铺遇雨时,应立即停止施工,并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃,不得再次拌和及摊铺。
2.5 橡胶沥青混凝土的压实
1)初压应紧跟摊铺机进行,并保持较短的初压区长度,以尽快使表面压实,减少热量散失。橡胶(粉)沥青混合料宜采用重型胶轮压路机进行初压2遍~3遍,以提高碾压混合料的密实性。
2)复压应紧跟初压进行,采用振动压路机复压,且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短,通常不超过50 m。钢轮压路机的静压力应不低于11 t。振动压路机的振动频率宜为35 Hz~50Hz,振幅宜为0. 3 mm~0. 8 mm。层厚较大时选用高频率大振幅,以产生较大的激振力,厚度较薄时采用高频率低振幅,以防止集料破碎。相邻碾压带重叠宽度为100 mm~200 mm。振动压路机折返时应先停止振动。
3)终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不宜少于2遍,直至无明显轮迹。
2.6 橡胶沥青碾压施工温度控制
橡胶沥青混凝土碾压温度的高低与橡胶沥青的粘度有关,粘度越大,碾压温度越高。一般初压温度不宜低于155℃,复压温度不宜低于135℃,终压结束温度不宜低于90℃。当混合料的摊铺厚度大于80 mm时,初压温度不宜低于150℃。
2.7 橡胶沥青混凝土路面施工接缝的处理
沥青路面的施工必须接缝紧密、连接平顺,不得形成明显的接缝离析。上、下层的纵缝均应错开150 mm(热接缝)或300 mm~400 mm(冷接缝)以上。相邻两幅及上、下层的横向接缝均应错位1 m以上。接缝施工应用3 m直尺检查,确保平整度符合要求。
2.8 开放交通及其他
橡胶沥青混合料摊铺结束后,应在24 h后或路面温度低于50℃后方可开放交通。
3 结语
橡胶沥青中因为掺加了橡胶颗粒,从而提高了胶结料的稠度、提高了路面使用温度下的弹性、降低了路面的温度敏感性、在低温性能不降低的情况下改善了抗变形能力和抗疲劳开裂的性能、提高了行车安全系数,延长了公路使用寿命。
参考文献:
[1] JTJ 052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
[2] JTG E42-2005,公路工程集料试验规程[S].
[3] JTJ F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[4] 北京市路政局.北京市废胎胶粉沥青及混合料设计施工技术指南(试行)[Z]. 2006. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201108/15006.htm
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