1、废旧轮胎橡胶粉改性沥青在高速公路上面层中的应用摘要:利用废旧轮胎制成橡胶粉并用于改性沥青修筑公路，不仅解决废旧轮胎带来的环境污染问题，还提高了路面的使用性能、降低了路面造价。文章结合工程实例，介绍了废旧轮胎橡胶粉改性沥青在高速公路上面层中应用，并对原材料的制作、配合比设计进行了论述，取得了较佳的效果，为废旧轮胎橡胶粉改性沥青的应用提供了有价值的参考。 关键词:废旧轮胎；橡胶粉改性沥青；原材料；配合比 中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号： 近年来，随着居民汽车的数量逐年增加，废旧轮胎的处理成为了一大难题。将废旧轮胎加工成为胶粉并用于改性沥青修筑道路路面，替代了价格昂贵的 S
2、BS 作沥青改性剂是一种既经济实用又简单有效的方法，同时还可以改善沥青的高低温性能，减缓路面裂缝的出现，提高路面的抗老化能力和路面使用寿命。因此，废旧轮胎橡胶粉改性沥青在许多公路工程中得到越来越广泛的应用。 1 工程概况 某公路工程，主线设计为双向四车道，设计速度为 80km/h，该路段除收费站、服务区进出口及长隧道采用水泥混凝土路面外，其余均采用沥青混凝土路面。设计采用双轮组单轴轴载 100KN 为标准轴载。 2 配合比设计 2.1 目标配合比设计 1)矿料级配设计 根据各矿料的多次筛分试验结果及 AC16C 级配范围要求，采用计算机合成确定各矿料的配合比例，由于使用胶粉改性沥青，其胶粉颗粒
3、有一定的微集料效应，且由于是表面层，重点满足其抗滑性能，为防止路面产生光面现象，增强其抗滑性能，同时在满足空隙率要求的前提下，增加了粗集料的用量，适当减少了细集料的使用量，使整个级配呈现一种偏粗的线形，且符合规范建议的矿料级配调整原则。按拟定的最佳油石比，经过反复试验、比较，最终确定矿料配合比例为：A 料B 料C料D 料矿粉362417194。合成级配结果见表1。 表 1 目标配合比合成级配结果表 2)最佳油石比确定 依据 JTGF402004公路沥青路面施工技术规范 ，采用马歇尔法确定油石比，以拟定的最佳油石比 5.0为基准，以 0.4为间隔，取4.2、4.6、5.0、5.4和 5.8共 5
4、 个油石比分别进行马歇尔试验，对应的马歇尔试验数据见表 2。再以油石比为横坐标，以各技术参数为纵坐标绘制各项参数图。根据图中试验参数结果确定最佳油石比，最终选取的最佳油石比为 5.0。 表 2 目标配合比马歇尔法试验结果 3)目标配合比指标验证 按设计目标配合比确定的矿料掺配比例和最佳油石比配料制件进行指标试验。实测指标见表 3。 表 3 目标配合比实测指标结果 3.2 生产配合比设计 1)矿料级配设计 根据各热料仓矿料的多次筛分试验结果及 AC16C 级配范围要求，经反复配料试验、比较，最终确定生产配合比矿料配合比例为：A 料B料C 料D 料矿粉382214224。合成级配结果见表 4。 表
5、 4 生产配合比合成级配结果表 2)最佳油石比确定 以目标配合比所确定的最佳油石比 5.0为基准，按 0.4的间隔，取 4.6、5.0、5.4共 3 个油石比分别进行马歇尔试验，对应的马歇尔试验技术数据见表 5。再以油石比为横坐标，以各技术参数为纵坐标绘制各项参数图。根据图中试验结果确定最佳油石比，最终选取最佳油石比为 5.0。 表 5 生产配合比马歇尔法试验结果 3)生产配合比指标验证 按设计生产配合比确定的矿料掺配比例和最佳油石比配料制件进行指标试验。实测指标见表 6。 表 6 生产配合比实测指标结果 4 工程运用 根据总体施工安排情况，选定 K174100K174600 段(左幅)上面层
6、作为试验段，于 2008 年 3 月 12 日进行试验路段施工，施工工艺主要采用“湿法”加工生产胶粉改性沥青，湿法是将胶粉在较高的温度下加入到热沥青中，通过快速搅拌等工艺和助剂材料，制备为成品的胶粉改性沥青，然后与矿物混合制得混合料；其中“干法”拟安排 1km 的试验路，干法是在沥青混合料生产时，直接将胶粉投入到沥青混合料拌和锅中，制成胶粉改性沥青混合料(该文不做介绍)。 (1)施工方案 4cm 厚中粒式胶粉沥青混凝土上面层施工采用厂拌机铺连续作业方法，即由沥青混凝土拌和楼集中拌制沥青混合料，通过自卸汽车将混合料保温运输至施工现场，上面层采用 2 台摊铺机成梯队联合摊铺的方式进行摊铺，压路机碾
7、压成型。标高和平整度控制采用摊铺机非接触式平衡梁控制方式控制，使其表面达到平整，并有规定的路拱，松铺系数在施工前 50m 路段时取 1.20 的经验系数进行摊铺，每层按设计压实厚度为 4cm控制。施工时及时根据最先施工的 50m 压实后的标高与设计标高偏差进行虚铺厚度调整。自卸汽车运输混合料至摊铺现场并卸料，摊铺机即通过接触高程导向钢丝绳的传感器对摊铺高度进行控制。摊铺时速度不能过快，并根据现场运输能力按 2.5mmin 进行摊铺，以免出现摊铺机停机待料的现象。碾压时遵循先轻后重、先静压后振动压的原则，每车道碾压重叠 12 轮宽，后轮必须超过前轮的接缝处，当后轮压完路面全宽时为 1 遍。碾压时
8、应使各部分碾压到的遍数相同，路面的两侧多压 2 遍。直线段由两侧路肩向线路中心碾压，曲线段由内侧向外侧碾压。碾压的初步设计方案为：初压使用 2 台双驱双振压路机静压，碾压速度控制为22.5kmh，复压紧接在初压后进行，复压采用 2 台双驱双振压路机与2 台轮胎压路机，双驱双振压路机复压速度 34.5kmh，轮胎压路机碾压速度为 3.54.5kmh；终压采用 1 台双筒轮压路机，碾压速度为35kmh。压实过程控制检测使用 MC3 核子密度仪，根据不同的碾压遍数分别进行无损检测，直至随着碾压遍数增加而压实度无明显增加时停止碾压，压实度的最终检测结果以钻芯取样为准。 (2)施工现场机械设备配置(表
9、7) 表 7 施工现场机械设备配置表 (3)施工各环节温度检验频率与控制要求(表 8) 表 8 热拌胶粉改性沥青施工各环节温度的检验频率与控制要求 (4)试验路段试验检测结果 试验路段试验检测结果见表 9。 表 9 试验路段现场指标检测结果 (5)试验路段施工总结 通过试验段施工和检测，确定的施工控制工艺、技术参数成果如下：1)松铺系数：1.204，施工松铺厚度按 4.8cm 控制；2)碾压：碾压段控制长度宜为 3545m。初压采用 2 台双钢轮压路机静压 1 遍，复压采用 2 台双钢轮压路机振动碾压 2 遍，然后 2 台胶轮压路机碾压 2 遍，终压采用1 台双钢轮压路机静压 1 遍；3)施工
10、配合比：油石比确定为 5.0；矿料掺配比例：A 料B 料C 料D 料矿粉382214224。 5 应用 按试验路段总结的施工工艺和确定的配合比开展剩余段落表面层施工，于 2008 年 4 月 24 日完成所有胶粉改性沥青混合料施工，经对施工段落的质量检测，所有的检测指标均满足相关技术标准要求，公路从2008 年 4 月 28 日通车至今运营近 3 年，承受了交通荷载与气候的考验，表现出较好的路用性能，路面整体情况良好，和其余施工段落的 SBS 改性沥青混合料表面层一样均未出现严重破损和车辙现象，长期路用效果有待以后观察。 6 结论 综上所述，利用废旧轮胎橡胶粉作为沥青的改性剂，具有其他改性沥青所无法比拟的优越性，能够提高沥青路面的路面性能，为交通使用者提供安全、舒适、耐久和环保优质的道路，还有效解决了废旧轮胎的处理难题，保护了环境。因此，可以预计，废旧轮胎橡胶粉改性沥青在今后相当长的时期内，将会在公路工程中得到更加广泛的重视和应用。 参考文献 1 董磊;刘勇;房晓东.橡胶粉改性沥青混凝土配合比设计方法研究J.山西建筑,2007 年 27 期 2 孙妍枫;杨志成;张锋;王连军.废旧轮胎橡胶粉沥青混凝土路面设计与应用J.公路,2009 年 03 期
