橡胶沥青混凝土在国道白改黑工程中的应用论文_黄晓

蕉岭县公路局 广东梅州

摘要:文章以橡胶沥青混凝土在国道白改黑工程中应用为主线,论述了沥青橡胶砼的合理配比、施工工艺、验收运营状况及优缺点,为沥青橡胶砼的推广使用提供了一定的理论及实践经验。

关键词:橡胶沥青;205国道;白改黑;路面病害

橡胶沥青混凝土是在传统的沥青混凝土的基础上以一定量的橡胶颗粒取代部分传统沥青,在高温条件下充分拌和而成的新型沥青砼。由于橡胶颗粒来自废轮胎,胶结料含量高,通常认为具有节能环保,粘附性好,抗开裂、抗车辙、抗老化、抗疲劳能力高等诸多优点,在高速公路、城市快速道路甚至机场路中得到不断推广。但在车流量密集,重车现象较为严重的国道中,橡胶沥青砼是否一样适用呢?我们选取了205国道比较有代表性的广福段进行了加铺试验。

1、工程项目简介

205国道广福段是连接广东与福建两省的重要出省通道,是蕉岭县最重要的交通枢纽,承载着繁重的交通运输任务,具有车流量密集,车辆荷载大等特点。该道路原路面为水泥混凝土路面,主路面宽14米,硬路肩宽0.5米*2幅,在2008年大修后,经过多年运营,出现了局部路面光滑、纵横缝填料脱离,板底脱空,路面破碎板等病害,且在不断恶化。为保证该路段行车顺畅,防止路面病害的继续发展,经上级批复,我们决定对该路段实施路面加铺沥青砼工程。为节约成本,积极推进新工艺、新材料,经过认真反复论证,精心设计,在加铺时大胆尝试了橡胶沥青砼的新工艺。

2、设计方案

本次加铺工程维持公路原有二级标准,对线型、路面宽度等基本指标不作调整。考虑到原有路面病害不是特别严重,采取先对旧混凝土路面进行砼挖补、板底灌浆、裂缝灌缝、光滑面凿毛等病害处理后,撒布SBS改性沥青防水粘层,再加铺4+1cm厚的橡胶沥青混凝土。

3、配合比设计及施工流程

考虑到橡胶沥青混凝土设计厚度较薄,而重车因素难以控制,在配合比设计阶段经过反复试验、论证,最终选取最优配比如下:

石料采用兴宁白牙山石场,水泥采用塔牌P.O42.5R水泥,矿粉采用梅县亿丰建材有限公司,沥青采用AR橡胶沥青(基质沥青采用茂名70号石油沥青),其中橡胶粉统一粒径为30目,掺量为基质沥青的25%。

施工时,在对原有水泥路面按设计进行砼挖补、灌缝、光滑面凿毛等病害处理,并达到养生期后,我们对道路进行半封闭施工,施工路面在充分清洗、吹干后选取部分路段作为试验段布设玻纤格栅,全面撒布SBS改性沥青防水粘层,直接在水泥路面上铺筑4+1cm厚橡胶沥青砼,沥青混合料出料温度180度,摊铺温度约165度,在经过胶轮压路机充分压实后,以光轮压路机定型收面,冷却放行后施工另一边,逐段推进。

4、验收及运营状况

本项目在2014年完成橡胶沥青砼摊铺,于2015年组织交工检测,检测时发现约600米长单边路段已出现轻微横向反射裂缝,病害路段约占路线总长的二十分之一;约200米长路段路面病害较集中和严重,出现了严重的纵、横向反射裂缝,部分沥青砼路面破碎下沉,雨天唧泥;有一处路面出现1.2平方米的油包。厚度、压实度等指标均基本达标,路段最大车辙为7.0mm,路段平均车辙2.6mm,合格率100%,沿线沥青砼与水泥砼路面粘结较好,原水泥砼路面较为完好地段,沥青路面技术状况良好。

经认真分析,出现油包处为施工机械漏油,未能及时有效清理所致,属施工失误;轻微横向裂缝发生地方多为原水泥路面板块切缝处,且未铺玻纤格栅的地方,在重车作用下,4+1cm厚的橡胶沥青砼不能有效压制轻微松动板块的横向裂缝,属旧砼路面修复不彻底和设计厚度不能适应国道重车造成;病害集中,出现破碎板块路段两侧路肩甚至部分路面长期被周边群众做为加水、洗车场所,而排水系统不够完善,在加铺项目实施前已是病害多发点,本次加铺前虽先对路面进行挖补,却未完善排水设施,事后也未整治违规加水、洗车现象,是产生病害的主要根源。

针对交工检测中发现的病害和原因,我们采取灌缝、挖补、修建排水沟能方案进行了全面修复。在其后几年的运营时间里,该路段反复出现纵、横向裂缝、旧砼路面破碎板、坑槽、推移等病害,病害范围不断扩大,病害程度愈发严重,至2017年底,有70%以上的路段出现过纵、横向裂缝,其中有20%左右路段的纵、横向裂缝发展为坑槽,有15%以上路段出现过旧砼路面严重破碎板,有10%以上路段出现沥青砼推移,车辙现象相对较少。虽然我们针对各种病害多次组织了修复,修复方案包括砼路面挖补、沥青灌缝、旧砼路面铣刨、沥青重铺等,一定程度上延缓了病害的发展,却不能从根本上解决问题。这与该路段重车多,雨水多的实际情况息息相关。

此外,在同样重车多的情况下,部分路段也存在一些值得借鉴的亮点,如加铺玻纤格栅段,虽不能有效压制裂缝,却能延缓裂缝的产生;同是下坡急弯段,砼路面铣刨深度大于1cm,铣刨面积超过80%的明显不会推移;后面1公里多路段由于路基较好,砼路面基本无病害,而且线型平直,该路段至今保持较好,除少数裂缝外基本无病害,这也证明了只要线型平顺,路基稳定,砼路面不松动、少病害,施工工艺严格,哪怕是重车作用下,4+1cm厚的橡胶沥青砼路面还是可以胜任的。

5、结语

这次橡胶沥青砼在国道白加黑工程中的使用,受重车、雨水等因素的严重干扰,虽然未能完全达到预期目的,却也初具成效,在节约初始建设投资的同时,有效变废为宝,节约能源,为过往群众提供了更舒畅的通行环境。更为我们积累了宝贵的应用经验。从优势来看,橡胶沥青混凝土确实比普通沥青混凝土,甚至是传统的改性沥青混凝土有着更高一筹的性能,在抗车辙、防止反射裂缝等各方面均有着较好的表现,同时能依靠性能优势,大幅减少铺筑厚度,以减少成本。从劣势来看,橡胶沥青混凝土由于橡胶颗粒成本较高,油石比较大,造成每吨成本都要高于传统沥青混凝土20%以上,而且工艺和设备要求相应较高,不利于运营期间的后续维护。在当前国道技术等级和公路状况普遍与高速公路尚有较大差距的前提下,对于重车多的路段,实践告诉我们哪怕是橡胶沥青混凝土,4+1cm的设计厚度还是欠妥的,虽然大幅节约了初始投资,却相应增大了后续维护成本,只有加大路基和旧水泥路面的处治费用,适当增加橡胶沥青面层厚度才能让橡胶沥青混凝土在国道建设中走得更远、更好。

论文作者:黄晓

论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期

论文发表时间:2018/4/2

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