橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工技术要点浅析

沈杏花

（忻州市交通运输综合行政执法队,山西 忻州 034000）

近年来，我国社会经济呈不断快速发展趋势，为满足人们对交通运输提出越来越多的使用需求，亟待解决道路服务性能差的问题。自高速公路建成投入使用以来，在重载交通与外界环境的影响下，公路路面上出现多种病害问题，对公路路面进行养护施工非常有必要[1-2]。目前，我国现有稀浆封层法、微表处法、薄层热拌沥青罩面方法、石屑封层法、雾封层法等多种道路路面养护方法。其中，通过使用薄层热拌沥青罩面方法，可延长公路工程的使用寿命。基于此，该文就橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工技术要点展开了探讨，以供参考。

橡胶属于一种高聚物，具有弹性高、伸缩性好等特点。通过大量工程实践可知，橡胶粉改性剂可在一定程度上改善沥青混合料的使用性能[3]。橡胶粉的耐高低温性能较强，耐热温度最高可达到350 ℃，耐寒温度最低可达到−80 ℃。在沥青混合料中加入适量的橡胶粉，可使沥青混合料更好地适应四季温度差异性的变化。同时可提高沥青混合料的敏感性能与沥青黏度。橡胶粉基本性能如表1所示。

表1 橡胶粉基本性能

某高速公路工程，总长度约14 km，双向6车道，路基宽度约为34 m，设计速度约为100 km/h。该高速公路工程于2010年建成并开始投入使用，但在使用过程中，高速公路相关部门并未对该公路的路况进行定期检查，没有对其实施任何养护措施。在最近几年中，随着公路交通流量的不断增多，该公路路面上已出现轻微沉陷、麻面、坑槽、微小裂缝等多种病害问题。为延长该高速公路工程的使用寿命，提高驾车舒适度，需要对其进行有效的预防性养护[4-5]。在经过深入考虑后，施工单位决定选用橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工技术来解决路面病害问题。

3.1 施工原材料

3.1.1 橡胶粉改性沥青

在该次养护施工中，施工单位选用AH-90号重交通道路石油沥青、高等级公路专用橡胶粉改性剂（0.850～0.425 mm）。在试验段中，将15%活化橡胶粉的改性沥青混合料掺入左半幅，将15%脱硫橡胶粉的改性沥青混合料掺入右半幅。两种橡胶粉改性沥青混合料的技术指标比较情况如表2所示。

表2 两种橡胶粉改性沥青混合料技术指标的比较

在重交通道路石油沥青中，掺入规定剂量的橡胶粉后，可提高沥青混合料的弹性恢复能力与软化点，降低沥青混合料的延度与针入度，充分表明在沥青混合料中加入适量的橡胶粉改性剂以后，有助于提高混合料抗高温性能[6]。通过深入比较分析SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青后发现，橡胶粉改性沥青的低温性能并未得到明显提高，但可提高其的耐高温性能。

3.1.2 粗细集料

细集料选用石灰岩石屑，视密度为2.5 g/cm3。细集料规格如表3所示。

表3 细集料规格

选用粒径大小分别为 5～10 mm、10～15 mm 的玄武岩作为粗集料。粗集料的质量技术要求如表4所示。

表4 粗集料的质量技术要求

3.2 配合比设计

在该工程中，橡胶粉改性沥青混合料配合比设计如表5所示。

表5 橡胶粉改性沥青混合料配合比设计

通过进行改性沥青混合料性能试验后，该工程改性沥青混合料的最佳油石比确定为5.7%；
通过进行马歇尔试验后可知，改性沥青混合料的孔隙率（4.59%）、VMA（16.3%）、VFA（71.7%）、流值（26.4（0.1 mm））、稳定度（12.74 kN）等指标均满足规范要求。

4.1 水稳性

针对改性沥青混合料的水稳性，该工程主要通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验来对其进行验证。其中，试验结果为：SBS改性沥青混合料的残留稳定度为90.03%、浸水马歇尔稳定度为11.42 kN、马歇尔动稳定度为12.53 kN；
橡胶粉改性沥青混合料的残留稳定度为93.42%、浸水马歇尔稳定度为11.97 kN、马歇尔动稳定度为12.75 kN，均满足有关规范要求。橡胶粉改性沥青混合料的水稳性要高于SBS改性沥青混合料。

4.2 抗极端温度性能

在高温性能试验中，选用T0719—1993试验方法。通过进行试验后发现，橡胶粉改性沥青混合料的动稳定度均值为4 695次/mm，SBS改性沥青混合料的动稳定度均值为4 489次/mm，均满足施工要求。在低温抗裂性能试验中，选用低温小梁弯曲试验方法，验证混合料的低温抗裂性能。通过试验可知，SBS改性沥青混合料的劲度模量为 3 390 MPa、抗弯拉强度为 9.72 MPa、跨中挠度为0.56 mm、最大荷载为1.17 kN；
橡胶粉改性沥青混合料的劲度模量为 21 058 MPa、抗弯拉强度为 7.57 MPa、跨中挠度为0.54 mm、最大荷载为1.05 kN。

4.3 试验结果分析

进行以上试验后发现，将适量的橡胶粉加入沥青混合料中，可改善沥青混合料的水稳性能[7]。

5.1 严格控制施工原材料的质量

通过大量工程实践发现，在橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工中，需用到沥青、橡胶粉等多种不同类型的材料。材料使用量的不同，橡胶粉改性沥青混合料的性能会产生较大的区别，直接影响公路工程路面养护的施工效益与施工效果，故在橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工中，应严格控制施工原材料的质量。

在设计施工原材料配比过程中，应根据相关技术标准与规范进行试验分析，全面分析各种混合料设计方案的运用效果，选取出合理、可行的混合料配合比设计方案，以指导混合料罩面施工的有序进行，充分发挥出橡胶粉改性沥青混合料的使用价值，真正实现公路路面养护目标。

在采购施工原材料过程中，应严格遵守橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工标准与规定，严格控制施工原材料的质量，确保施工原材料满足施工质量要求。配置施工原材料的质量检验人员，严格检测进场的施工原材料，深入分析橡胶粉改性沥青混合料的使用情况，确保罩面养护的施工质量与效果。在施工现场，施工单位应妥善储存施工原材料，采取有效措施消除各种不利因素的影响。

5.2 罩面养护施工技术要点的把控

5.2.1 原路面的有效处理

在罩面养护施工前，需先铣刨处理原路面病害路段，为提高路面面层在铣刨处理后的平整度，提高橡胶粉改性沥青混合料罩面层与原路面二者之间的黏结性，施工单位一定要严格控制铣刨深度。在完成铣刨处理后，需用高压水枪彻底清理路面面层，利用人工方法在铣刨处理后的面层表面上均匀喷洒乳化沥青黏层油[8]。

5.2.2 橡胶粉改性沥青混合料的拌和

在6 m³的加温拌和罐中，利用一次性掺配法拌和橡胶粉改性沥青混合料。首先将AH-90号沥青加入拌和罐中，对沥青进行加热，当沥青完全融化并且温度上升到140～150 ℃时，需在拌和罐中缓慢投入规定剂量的橡胶粉。在整个投料过程中，严禁出现加热、搅拌中断现象，需连续进行2 h的拌和，直到沥青混合料中不存在离析、沉淀等现象时停止拌和。

5.2.3 橡胶粉改性沥青混合料的摊铺与碾压

（1）摊铺。在该公路工程摊铺施工中，摊铺温度不得低于150 ℃。根据试铺压实成型后的水准测量结果，合理确定摊铺厚度、松铺系数、摊铺速度等各种摊铺施工参数。根据试验测量结果，摊铺厚度确定为2～2.8 cm，摊铺速度确定为2～3 km/h，松铺系数确定为1.2。在整个摊铺施工过程中，一定要严格控制摊铺速度，同时选用自动化找平设备，同步检测摊铺施工的平整度[9]。

（2）碾压。在碾压施工过程中，需配置1台双振压路机、1台16 t轮胎压路机、2台振动压路机，同时需依次进行初压、复压、终压。在整个碾压施工过程中，一定要遵守从低到高的原则进行碾压施工，且需严格控制碾压温度。第一，初压，将温度控制在145～155 ℃之间，利用振动压路机碾压2～3遍；
第二，复压，利用BM-110双振压路机和16 t轮胎压路机，碾压6～8遍；
第三，终压，利用双钢轮压路机，碾压2遍，碾压速度保持在3 km/h左右，终压施工结束后，温度至少达到75 ℃。

5.2.4 严格检查监督施工现场

在橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工中，应严格检查监督施工现场。施工单位应构建专项管理小组，主要工作职责是检查监督橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工全过程的施工质量，全程掌握罩面养护施工现场的施工情况。为充分发挥出橡胶粉改性沥青混合料罩面技术的使用价值，施工单位应全程把控所有细节，通过使用现场旁站监督、信息化巡视检查系统等监督检查方法，收集具有使用价值的施工信息，并进行全面分析，及时找出施工中存在的不标准、不规范问题，保证罩面养护施工作业的效果与质量[10]。

5.2.5 施工效果的检测

在施工结束后，施工单位详细检测了该次工程的施工效果，包括路面摩擦系数、路面压实度、路面构造深度等。根据检测结果可知，利用橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工技术，能够有效处理原路面的病害问题，获取较好的施工养护效果，延长高速公路的使用寿命。

综上所述，通过研究可知，在沥青混合料中加入一定剂量的改性橡胶粉，可提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性等。另外，掺加改性橡胶粉的操作程序并不复杂，不需配置复杂的加工设施，可在较大程度上降低施工控制难度并简化施工工艺流程，显著提高沥青混合料路用性能，能够为施工单位获取更多的社会效益与经济效益。该文对橡胶粉改性沥青混合料罩面养护施工技术要点进行了深入研究，对高速公路的养护施工具有一定的借鉴作用。