谈橡胶沥青在河北省保沧高速公路的应用
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2015年07月01日 21:19:00
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  一、橡胶沥青简介  橡胶沥青是利用普通重交沥青做基质沥青,加入破碎的橡胶粉进行改性而成的改性沥青。橡胶粉改性沥青,不但有较高的黏结剂含量与良好的弹性,改善了抵抗路面产生疲劳裂缝和反射裂缝的能力,而且有较高的黏度、软化点和弹性,改善了高温抗永久变形的能力,同时降低了温度的敏感性,改善了抗低温裂缝的性能。橡胶粉沥青还提高了混合料的耐久性和抗疲劳寿命,能够在一定条件下减薄路面厚度,降低车轮在路面上高速滚动时产生的噪声,改善行车舒适性,而且不增加改性沥青的成本,并可为废旧橡胶的回收利用、保护环境做出贡献。

  一、橡胶沥青简介
  橡胶沥青是利用普通重交沥青做基质沥青,加入破碎的橡胶粉进行改性而成的改性沥青。橡胶粉改性沥青,不但有较高的黏结剂含量与良好的弹性,改善了抵抗路面产生疲劳裂缝和反射裂缝的能力,而且有较高的黏度、软化点和弹性,改善了高温抗永久变形的能力,同时降低了温度的敏感性,改善了抗低温裂缝的性能。橡胶粉沥青还提高了混合料的耐久性和抗疲劳寿命,能够在一定条件下减薄路面厚度,降低车轮在路面上高速滚动时产生的噪声,改善行车舒适性,而且不增加改性沥青的成本,并可为废旧橡胶的回收利用、保护环境做出贡献。
  二、橡胶沥青实验方案
  河北省保沧高速公路路面结构为:4cm AC-13(SBS改性沥青)+6cm AC-20(SBS改性沥青)+8cmAC-25。考虑到检验橡胶沥青混合料的抗裂性能,并与原设计SBS改性沥青混合料的对比。皇家剧场试验路分为三段,全长约2.0km。位于C3合同段K95+840~K96+240右幅;以及K98+120~K99+703左幅。
  第一段:位于K95+840~K96+240右幅,全长400m。在下面层采用3cm AR-AC-13(橡胶沥青)+5cmAC-20,来替代原设计的8cmAC-25混合料。在混合料设计上,根据抗疲劳性能来设计,级配仍采用AR-AC-13间断级配,选择较高的沥青用量,4%左右的空隙率,保证混合料抗疲劳性能优良。
  第二段:位于K98+120~K98+548左幅,全长430m。中面层和上面层都采用AR-AC-13(橡胶沥青),来替代原设计的4cmAC-13(SBS改性沥青)和6cm
AC-20(SBS改性沥青)。中面层和上面层都使用橡胶沥青混合料,与原设计SBS改性沥青路面对比,检验橡胶沥青混合料的高温性能、耐久性能,同时检验橡胶沥青路面抗滑、降噪性能。
  混合料设计中,中面层仍以4.5%作为设计空隙率,保证混合料的抗疲劳性能,防止反射裂缝向上发展,上面层以5.5%作为设计空隙率,充分保证橡胶沥青混合料高温稳定性。
  第三段:位于K98+548~K99+703左幅,全长1150m。采用4cm AR-AC-13(橡胶沥青),来替代原设计的4cmAC-13(SBS改性沥青)。以5.5%作为设计空隙率,充分保证橡胶沥青混合料高温稳定性。
  在上面层使用橡胶沥青混合料,与原设计SBS改性沥青路面对比,检验橡胶沥青混合料的高温性能、耐久性能。部分路段中在橡胶沥青中添加特殊改性剂SZ,用以提高橡胶沥青流动性与粘附性,通过试验路检验改性剂使用效果。
  三、橡胶沥青设计与施工小结
  设计小结:
  橡胶沥青下面层按照级配范围要求并参考以往工程经验,进行级配设计,为了尽量发挥混合料的抗疲劳性能,应力吸收层所用级配的2.36档筛孔通过率尽量取高值。以四档冷料筛分结果进行掺配。为了提高橡胶沥青与玄武岩的粘结效果,提高混合料水稳定性能,再外掺1.5%普通硅酸盐水泥。下面层采用4%为目标空隙率,确定最佳油石比为8.5%。采用设计级配与最佳油石比进行了性能检测,动稳定度为3325、残留稳定度为94.2%、冻融劈裂强度比为85.5%,均能满足路面设计规范要求。
  橡胶沥青混合料上面层选择了较粗型的级配。为了提高橡胶沥青与玄武岩的粘结效果,提高混合料水稳定性能,再外掺1.5%普通硅酸盐水泥。上面层采用5.5%为目标空隙率,最终确定油石比为7.0%。经性能检验动稳定度为5865、残留稳定度为100.6%、冻融劈裂强度比为85.5%,均能满足规范要求。
  施工小结:
  ①本次施工采用外购橡胶粉,胶粉掺量为19%,采用现场加热改性的方法。
  ②橡胶沥青的温度比普通沥青高10度,施工中采取双钢轮振动压路机碾
压。其他施工步骤与普通改性沥青的施工方法基本相同。
  ③橡胶粉种类对橡胶沥青混合料影响很大,应严格控制橡胶粉的来源,尽
量采用大车轮胎橡胶粉;橡胶粉细度对性能影响不大,但较细的橡胶粉,如60目以上的,其热存贮后性能会下降较快,建议尽量采用20-40目的橡胶粉;橡胶粉在沥青中掺量建议为18-20%左右。
  ④橡胶沥青混合料的级配研究结果表明,橡胶沥青的SMA、AC级配浸水车辙试验效果较差,建议橡胶沥青采用断级配的沥青混合料,但不宜采用矿粉。
  ⑤粒料4.75mm的通过率在25-42范围变化时,其混合料均有较好的性能。
  四、结束语
  在保沧高速通车至今的跟踪观测,橡胶粉路面对自然和人为因素的影响较小,无明显的裂缝和坑槽现象,而且橡胶沥青路面的行车噪音较小,且随着车速的增加,这种差异越来越明显。由此可见,橡胶粉路面在保沧高速中的使用状况良好,达到了预期的研究目的。
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