橡胶沥青应力吸收层在旧水泥混凝土路面上的应用研究

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年第4卷7期   作者:卢亚媚
[导读] 本案利用废旧轮胎加工制作的橡胶粉制备橡胶沥青,在旧水泥混凝土路面上加铺橡胶沥青应力吸收层。

        卢亚媚
        身份证号43250319900820****
        
        摘要:本案利用废旧轮胎加工制作的橡胶粉制备橡胶沥青,在旧水泥混凝土路面上加铺橡胶沥青应力吸收层,把旧水泥路面裂缝处基层位移引起的应变消散在夹层内,有效地削弱基层裂缝处沥青面层的应力集中现象,同时能起到封层的作用。
        关键词:反射裂缝  橡胶沥青  应力吸收层
        
一、引言
        应力吸收层AR-SAMI层,是指铺筑于水泥砼路面与沥青路面之间的,具有高应变能力的橡胶沥青层,它能够吸收裂缝部位的集中应力,防止沥青路面形成反射裂缝,同时起到防水与粘结作用。
        作为增城市的重点建设项目之一,在“增城市荔湖大道改造工程施工总承包工程”的施工过程中,为保证对原水泥混凝土路面升级改造后沥青面层的抗反射裂缝能力,减少道路升级改造后的反射裂缝和推移裂缝等病害,提高工程使用效果、延长道路的服务年限。本工程的设计内容上引入新技术“橡胶沥青应力吸收层”施工工艺,将废旧轮胎资源回收加工制作的橡胶粉颗粒(依旧保持其具有一定塑性和弹性的特征),与基质沥青熔融合成高粘弹性的橡胶沥青,用于旧水泥混凝土路面加铺沥青工程的施工过程中,经我司实际施工后,厚度1cm的橡胶沥青应力吸收层即可大幅提高沥青路面的抗反射裂缝能力。
        
二、工程概况
        荔湖大道是北三环出入口的连接线,是连接广惠高速、北三环高速增城出入口与荔新公路、市政府的重要通道。
        本次施工范围起点接北三环高速公路增城出口收费站,终点接荔新公路,线路全长4.52公里,施工内容包括:道路工程、交通工程、排水工程、绿化工程及路灯工程。
        本工程为旧路改造工程,道路的纵断面按旧路加铺拟合,设计原则为在现状路面上加铺两层改性沥青(部分路段加设调平层)。横断面设计充分利用现状公路断面及两侧硬路肩,重新划线改造成为双向6车道的城市主干路。
        
三、橡胶沥青材料要求
1、基质沥青
        橡胶沥青所用的基质沥青采用70#道路石油沥青,其技术要求见下表。

        70#道路石油沥青技术要求

        
2、橡胶粉
        橡胶粉颗粒规格应符合下表要求。橡胶粉筛分应采用水筛法进行试验。橡胶粉密度应为1.15  0.05 g/cm3,应无铁丝或其它杂质,纤维比例应不超过0.5%,要求橡胶粉颗粒不能相互粘结成块。
        供应商应提供橡胶粉质量保证书,说明橡胶粉规格、加工方式、加工的废旧轮胎类型、橡胶粉的储存方式等。
        橡胶粉筛分规格

3、橡胶沥青
        橡胶沥青应满足以下技术要求,其抽检项目、抽检频率符合下表的要求。
        橡胶沥青技术要求

        
4、集料
        应力吸收层应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,应选用反击式破碎机轧制的碎石。碎石必须投入到预先加热到120℃的沥青拌和楼中进行加热、去烘干、除尘。
        橡胶沥青应力吸收层集料级配范围如下表,一般情况应选用B级配,本案应力吸收层上铺筑粗粒式沥青混凝土,因此选用B级配可以有效防止应力洗手层的推移。
        
        应力吸收层集料规格

        
        
        AR-SAMI用集料技术要求见下表。
        
        AR-SAMI应力吸收层用粗集料质量技术要求

        
四、施工准备
        施工前,基面的处理必须满足要求,应彻底清除基面上的泥土、杂物,并确保基面的粗糙、干净、干燥,无灰尘、石屑、杂物等,将旧水泥混凝土板缝清缝并用沥青灌封处理,灌缝沥青材料不宜凸出基层表面,以避免沥青用量过大引起泛油。
        水泥混凝土路面:首先对原水泥混凝土路面进行拉毛,对多处横向或纵向断裂的水泥板块进行换板处理,然后人工用竹扫帚将基层表面进行全面清扫,再用吹风机沿纵向排成斜线将浮灰吹净,直至清除基层表面浮灰和泥浆。
        在洒布橡胶沥青前,应注意检查:
        (1)空气温度和地面温度都不得低于15℃;
        (2)下承层必须干燥,路缘石防护良好;
        (3)风速不影响橡胶沥青洒布效果;
        (4)需用的设备进入准备状态。
        
五、碎石预拌
        为保证撒布的石料与橡胶沥青的充分粘结,拌和楼湿拌时间为20s 左右,视所选购集料的颗粒级配,石料可搭配使用,预拌和温度在120℃以上,一般在150℃~170℃之间,碎石出厂时需进行温度检测, 检测合格后用油布覆盖,做好运输过程中的保温措施。
        
六、橡胶沥青、碎石同步洒布
        1、碎石未采用预裹附时,橡胶沥青洒布量采用2.0~2.4kg/m2,采用预裹附的集料时,橡胶沥青用量可适当减少;
        2、起步和终止位置应铺工程纸、油毡或彩条布,以准确进行横向衔接,洒布车经过后应及时取走;
        3、纵向两幅洒布部分重叠10cm左右;
        4、撒铺橡胶沥青、碎石前禁止任何车辆、行人通过施工区域;
        5、橡胶沥青易发生沉淀,遇冷变硬结块,所以每次施工计算好用量,保证没有剩余,施工完毕要及时清罐,以免将喷头堵塞。
        6、碎石紧跟橡胶沥青同步撒布,碎石撒布量设计用量采用14±2kg/m2,实际根据试铺情况确定,碎石撒铺量一般采用15~22kg/㎡,以满铺、不散失为宜,对于局部碎石撒铺量不足的地方,应人工补足。最低撒布温度不低于120℃。

七、碾压
        采用25T(16T备用)的胶轮压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压作业,胶轮压路机紧跟碎石撒布车,距离不能太近,时间不宜过早,以免胶轮压路机粘轮,碾压遍数为3遍,使碎石嵌入橡胶沥青油膜,嵌入深度为粒径的50~70%。从洒布橡胶沥青到碾压完成应在下表定时间内完成:
施工时间要求

八、清扫和养生
         碾压完毕后,清除多余的没有粘结的松散碎石,同时在铺筑上层沥青混合料前,应对橡胶沥青应力吸收层进行清扫,以清除没有粘结的松散碎石,以避免影响应力吸收层(SAMI层)与上层的粘结性能。
         橡胶沥青应力吸收层的施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行,中间不开放交通,若期间必须开放交通,须待碾压施工完成3小时后方可开放交通,但车速不宜超过25km/h,在上面层沥青混凝土施工前须加洒粘层油,雨天和即将下雨的天气不能进行橡胶沥青应力吸收层的施工。
        
九、注意事项
        在铺筑上层沥青混合料前,应对橡胶沥青应力吸收层进行清扫,以清除没有粘结的松散碎石,避免影响SAMI层与上面层的粘结。
        橡胶沥青应力吸收层施工应与上面层沥青混凝土紧凑进行,中间不开放交通,若期间必须开放交通,须待AR-SAMI施工完成3小时后方可开放交通,但车速不宜超过25km/h。在上面层沥青混凝土施工前须加洒粘层油。
         橡胶沥青应力吸收层作为一种新型封层技术,一方面利用废旧资源,减轻环境压力,并可以带动相关产业的发展;另一方面施工过程采用同步碎石封层车集成化施工,可以大幅降低施工工期;再者提高道路抗反射裂缝的能力,提高道路使用寿命,提高了行车舒适度,具有很高的社会效益和经济效益。
        
参考文献:
【1】姜雪文.橡胶沥青技术应用前景与经济、社会效益分析[J].交通建设与管理. 2018.
【2】魏君鹏.浅析橡胶沥青碎石应力吸收层在路面维修中的应用[J].技术与市场. 2021.
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