提高复合橡胶沥青(湿法)施工质量论文_袁科钧1,张亦红2,骆栋3

1 概述:

甬金高速公路是我省高速公路网络的重要组成部分,起于宁波鄞州区里仁堂,与宁波绕城高速公路西线相接,途径宁波、绍兴、金华三个地方的鄞州、奉化、新昌、嵊州、东阳、义务、金华、金东等七个县(市)区,终于傅村枢纽,接杭金衢高速公路。甬金高速公路横贯浙江省中东部,是连接宁波、绍兴、金华三市的大动脉,是宁波—舟山港集疏运体系的主通道,也是宁波连接我省中西部地区的一条黄金通道。

甬金高速公路绍兴段(K42+250~K115+400,共 73.15Km)起自奉化与新昌交界处剡界岭,止于嵊州与东阳交界处白峰岭,设有沙溪、黄泽、嵊州南、甘霖、长乐等五处互通式立交、嵊州枢纽及黄泽服务区,于2003年7月1日开工,于2005年12月28日建成通车,嵊州南互通于2015 年6月建成通车。

经过多年运营,目前全路段总体路况良好,但局部路段出现了不同程度的路面裂缝、沉陷、坑槽、车辙等病害。虽经前几年的不断维修,路况得到一些改善。但因车流量逐年增多,新的病害不断出现,路面使用性能衰减的速度也将增加;为了能够有效解决上述病害,采用复合改性橡胶沥青罩面技术手段,提高路面的耐久性,延长路面使用寿命,降低养护成本。

2、采用40目橡胶粉制作橡胶沥青同时掺加SBS改性剂提高复合橡胶沥青各项指标

在橡胶沥青的制作过程中,胶粉掺量应控制在18~22%,最佳掺量通过橡胶沥青性能试验综合确定。在保证施工可行、基质沥青均为SK沥青的前提下,采用了40目的胶粉,其用量为20%,同时掺加SBS改性剂试验结果如下:

3、设计优良、合理的级配

对于AR-AC13混合料配合比设计,孔隙率VV和矿料间隙率VMA技术指标是最重要的指标,保证AR-AC13具有骨架密实型结构的同时,还需给橡胶沥青中橡胶颗粒在高温下的膨胀提供一定空间,故AR-AC13需要合理的体积指标,孔隙率应适当偏大。AR-AC13混合料在配合比设计方面,09年AR-AC13混合料级配在07配合比设计的基础上予以了调整,级配调整结果表3,主要设计技术指标检测值见表2。从表2中可知,09年生产配合比孔隙率VV明显稍大;从表4中可知,油石比明显下降,从07年的7.1%下降为09年的6.3%。

4、采用水泥替代矿粉作为填料

配合比中采用了水泥替代矿粉作为填料。分别对有无掺加水泥的混合料在通车前后混合料的水稳定性能和高温稳定性能影响进行了试验分析(动稳定度取芯试件如图1),并与无掺加水泥的混合料的检测结果进行了对比。其中水稳定性能试验方法采用冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验残留稳定度试验,试验结果见表5;高温稳定性能试验方法采用动稳定度试验,试验结果如表3。

从上表说明了掺加水泥替代矿粉后的混合料水稳定性和高温稳定性能均有提高。

影响沥青混合料劈裂强度的主要因素包括沥青胶浆的劲度以及沥青胶浆与集料的粘附性。用水泥取代矿粉,增强了矿粉的碱性,其与沥青中的酸性物质产生反应生成粘附性较强的物质以增强沥青与石料的粘附,与沥青形成了化学吸附作用。由表5可知,虽然冻融循环会降低沥青胶浆与集料的粘附性,但是在该过程中,混合料中添加的水泥能与水充分发生水化反应,沥青胶浆与集料的粘附性得到提高。

一般类型混合料不能全用水泥替代矿粉,因水泥掺量过多时造成沥青胶浆的变硬变干却使其与集料的粘附性降低,对于混合料劈裂强度的提高不利,在一般类型沥青混合料中,水泥替代矿粉的用量不能超过80%。然而在橡胶沥青混合料,因橡胶粉与基质沥青不能完全发生化学反应,其橡胶沥青中尚有大量橡胶颗粒存在,此橡胶颗粒在混合料中实际上也起到了填料的作用,再加上拌和过程中,粘附在集料上的粉尘不能全被除干净,故橡胶沥青AR-AC13可以采用水泥全部替代矿粉。水泥填料取代矿粉对橡胶沥青混合料的水稳定性有利,试验表明,当通车营运8个月后,当水泥充分水化后,混合料的冻融劈裂试验强度比(TSR)高达到95.1%,马歇尔试验残留稳定度达96.5%,均分别远超过规定要求的80%和85%。

当橡胶沥青AR-AC13路面经过8个月的营运后,橡胶沥青AR-AC13混合料中的水泥得到了充分的水化反应,从而使沥青胶浆变干变硬,大幅提高了橡胶沥青AR-AC13混合料的动稳定度,动稳定度提高了80%以上。虽然沥青路面在自然环境因素(如日光、雨水)的影响下,沥青产生老化,沥青针入度增加、沥青针入度指数加大,其能使沥青混合料的高温性能提高,但提高的幅度相对较小

5、总结

实行科学养护,进行四新技术的探索,是减少养护费用,确保高速公路快速、舒适、安全、畅通有效措施,当然,橡胶沥青AR-AC13作为一项四新技术,其还需要在实践中不断改进和完善。橡胶沥青作为新型的节能环保材料和优良的路用性能,具有一定的推广价值和广泛的应用前景。

参考文献:

[1] JTG_F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》

[2] GB50092-96《沥青路面施工及验收规范》

[3] 黄卫东《橡胶沥青的研究与使用》http://wenku.baidu.com/ view/

5d6c3d916137ee06eff918bf.html?from=search

论文作者:袁科钧1,张亦红2,骆栋3

论文发表刊物:《基层建设》2016年35期

论文发表时间:2017/3/23

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