海盐县园林市政局 浙江省海盐县 314300
摘要：阻燃温拌废旧汽车轮胎橡胶沥青混凝土隧道路面施工技术采用具有间断级配特性的阻燃温拌橡胶沥青混凝土，既保持了橡胶沥青的性能优势，使铺筑的路面具有更好的抗开裂、抗变形及抗氧化能力，降低隧道内部火灾发生的概率，实现工程价值与经济、社会、环境效益多赢的综合效果。
关键词：阻燃；橡胶沥青混凝土；隧道路面
1 前言
阻燃温拌橡胶沥青混凝土的工艺涉及橡胶沥青和阻燃温拌橡胶沥青混合料两部分。橡胶沥青是废旧轮胎橡胶粉与基质沥青在高温条件下经搅拌足够长的时间，发生物理化学反应而形成的一种改性沥青结合料。其作用机理是熔胀的橡胶相与沥青相形成相互相贯通的网络，橡胶粉骨架填充作用依然存在，仍显现橡胶的高弹特性。
采用具有间断级配特性的阻燃温拌橡胶沥青混凝土，既保持了橡胶沥青的性能优势与类似SMA混合料的级配结构性能[1]，使铺筑的路面具有更好的抗开裂、抗变形及抗氧化能力，又节约了能源，使混合料的施工条件降低，降低隧道内部火灾发生的概率，实现工程价值与经济、社会、环境效益多赢的综合效果。
2 工艺原理
2.1 阻燃温拌橡胶沥青的氧指数要求
阻燃温拌橡胶沥青的氧指数（）要求不小于23。
2.2配合比设计原理
1 按照现行马歇尔试验方法进行配合比设计。初始沥青用量可按本技术研究的下列公式计算确定[2]。
式中，—合成矿料的有效相对密度。
根据式（4）预估的矿料间隙率选择设计级配。
2.3 阻燃温拌橡胶沥青混凝土的工艺原理
阻燃温拌橡胶沥青混凝土的工艺涉及橡胶沥青和阻燃温拌橡胶沥青混合料两部分。橡胶沥青是废旧轮胎橡胶粉与基质沥青在高温条件下经搅拌足够长的时间，发生物理化学反应而形成的一种改性沥青结合料。其作用机理主要是熔胀的橡胶相与沥青相形成相互相贯通的网络，橡胶粉骨架填充作用依然存在，仍显现橡胶的高弹特性。阻燃温拌橡胶沥青混合料的拌和温度低，可减少能源消耗和废气排放，增加混合料疲劳寿命[4]。
3 施工工艺流程
阻燃温拌废旧汽车轮胎橡胶沥青混凝土隧道路面施工工艺流程如图1：
图1 阻燃温拌废旧汽车轮胎橡胶沥青混凝土隧道路面施工工艺流程图
4 操作要点
4.1 原材料性能检验与选择
选择基质沥青、粗细集料及矿粉，并对其性能指标加以检验，选择合格的原材料；废旧橡胶粉选用60目汽车轮胎胶粉。
4.2 橡胶沥青的制备
1 橡胶粉的用量按基质沥青15%的质量份数采用。
2 橡胶沥青的制备。首先对基质沥青进行加热，逐渐加热过程中添加废旧胶粉，直至加热到185～195℃。
在上述级配范围内，拟定粗、中、细不同的三条级配曲线，根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40）的方法测定试件的空隙率和矿料间隙率，依据矿料间隙率的大小和技术标准，选择合理的级配曲线。按式（1）计算初始沥青用量；矿料级配的选择依据式（4）计算的结果进行。
4.4 阻燃温拌橡胶沥青混凝土目标配合比设计
1 橡胶沥青预热温度为150℃左右。
2 采用干法进行阻燃温拌橡胶沥青混凝土的拌制。
3 阻燃温拌沥青结合料的最佳用量按式（5）估算。
图3 温拌剂的添加 图4 阻燃剂的添加
4.7 喷洒粘层油
粘层油宜采用沥青洒布车喷洒，并选择适宜的喷嘴，洒布速度和喷洒量保持稳定。
4.8 混合料的拌和
1 橡胶沥青加热温度为150℃。
2 实验室应对拌和机拌和的混合料取样，进行混合料性能检验，检验的内容包括马歇尔试验和抽提筛分试验，并将试验的结果进行记录、分析，与规范的标准进行对比，及时发现问题，纠正偏差。
4.9 混合料的运输
混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防水、防尘措施，防止混合料冷却或受到污染，运输中不应耽搁时间太长。
4.10 混合料的摊铺
1 气温低于10℃时不得进行混合料的铺筑。
2 针对实际情况，由专业技术人员对摊铺速度、振动频率、振动幅值等运行参数进行合理确定，在保证混合料摊铺速度和平整度的基础上，为后续的压实工作创造有利条件。
3 摊铺过程中运输车辆应持续不断地供料，使摊铺机分料室内改性沥青混合料的高度保持在标准状态，尽量缩短前后两运输车辆卸料的时间间隔；摊铺应缓慢、匀速、不间断进行，摊铺速度宜根据供料情况确定，并与压实相适应。
4 采用双机进行梯形递进作业时，后机与前机距离宜保持在5～10 m，两摊铺面宜重叠5 cm左右。
图5 路面摊铺 图6 碾压设备
4.11 混合料的碾压
1 碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行。
2 碾压段的长度，应根据摊铺速度、混合料温度确定，一般可控制在50 m左右。
3 对碾压成型的阻燃温拌橡胶沥青混凝土进行全面的质量检测，包括压实度、空隙率及平整度等，检测应在面层成型冷却后进行，检测质量须符合要求。检测合格后开放交通。
4.12 温度监控
施工过程中不断进行温度测量，及时掌握温度的变化，当温度变化较大时须采取必要的措施确保温度达到铺筑要求。
4.13 厚度监控
施工过程中不断进行厚度测量，及时掌握厚度的变化。
4.14 接缝处理
纵缝处理应符合以下规定：
1 纵缝应采用热接缝，尽量避免冷接缝。
2 接缝两侧摊铺层的横坡和厚度应协调一致，摊铺搭接重叠5～10 cm。
横缝处理应符合以下规定：
第二天摊铺前，应对接缝处进行清扫，并用热料对接缝预热10 min以上，或使用汽油喷灯对横缝里面进行适当加热。新铺面与冷面重叠搭接长度，平缝宜为 5～10 cm，斜缝宜为0.4～0.8 m。碾压时用耙子剔除粒径较大的粒料，简单整平后趁热碾压，并用3m直尺检查平整度。
5 社会环境效益
本技术沥青中掺入了适量的废旧轮胎颗粒，有助于减小废旧轮胎所带来的“黑色污染”，促进废旧轮胎的循环和增值利用。100km的橡胶沥青路面可消耗75万条废旧轮胎，这是大量处理废旧轮胎的最有效和较佳的方法；在小轿车大量进入家庭的社会大背景下，废旧轮胎的消耗对保护环境显得格外有意义。同时废旧轮胎的使用节省了其他化学改性剂的用量。
阻燃温拌橡胶沥青混凝土在隧道路面的应用，可大大减小火灾发生的隐患，减少火灾事故引发的财产损失和人员伤亡，所带来的社会效益是无法用金钱来衡量的。
6 结论
阻燃温拌废旧汽车轮胎橡胶沥青混凝土隧道路面施工技术适用于新建或改建沥青混凝土路面工程、旧水泥混凝土路面表层罩面工程，特别适用防火性能要求高、环境温度高的道路面层施工。经过实际工程应用得到如下结论：在沥青混合料中增加了阻燃剂，可大幅改善沥青混凝土路面的耐火性能，提高了沥青路面抵抗火灾的能力。阻燃温拌橡胶沥青混凝土采用与普通橡胶沥青混合料相同的级配，属于间断级配，可提高路面承载能力和抗滑性能。
参考文献：
[1] 刘树堂. 布顿岩沥青改性沥青混合料与沥青混合料配合比设计理论研究[D]. 同济大学，2006.
[2] 赵丽娟. 温拌阻燃沥青混合料在沥青混凝土路面施工中的应用[J]. 交通世界：建养，2014（32）：262-263.
[3] 戚新龙. 温拌橡胶沥青SMA性能研究[D]. 山东大学，2011.
[4] 商淑杰. 温拌橡胶沥青结合料及其胶浆性能研究[D]. 山东大学，2009.
[5] 庞立果. 温拌沥青混合料评价[J]. 中外公路，2013，33（5）.
论文作者:潘志慷
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/5
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