廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青在高速公路上面層中的應(yīng)用

1、<p>　　廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青在高速公路上面層中的應(yīng)用</p><p>　　摘要:利用廢舊輪胎制成橡膠粉并用于改性瀝青修筑公路，不僅解決廢舊輪胎帶來的環(huán)境污染問題，還提高了路面的使用性能、降低了路面造價(jià)。文章結(jié)合工程實(shí)例，介紹了廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青在高速公路上面層中應(yīng)用，并對(duì)原材料的制作、配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，取得了較佳的效果，為廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青的應(yīng)用提供了有價(jià)值的參考。 </p>

2、;<p>　　關(guān)鍵詞:廢舊輪胎；橡膠粉改性瀝青；原材料；配合比 </p><p>　　中圖分類號(hào)：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　近年來，隨著居民汽車的數(shù)量逐年增加，廢舊輪胎的處理成為了一大難題。將廢舊輪胎加工成為膠粉并用于改性瀝青修筑道路路面，替代了價(jià)格昂貴的SBS作瀝青改性劑是一種既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又簡(jiǎn)單有效的方法，同時(shí)還可以改善瀝青的高低溫

3、性能，減緩路面裂縫的出現(xiàn)，提高路面的抗老化能力和路面使用壽命。因此，廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青在許多公路工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 </p><p><b>　　1工程概況 </b></p><p>　　某公路工程，主線設(shè)計(jì)為雙向四車道，設(shè)計(jì)速度為80km/h，該路段除收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)進(jìn)出口及長(zhǎng)隧道采用水泥混凝土路面外，其余均采用瀝青混凝土路面。設(shè)計(jì)采用雙輪組單軸軸載10

4、0KN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。 </p><p><b>　　2 配合比設(shè)計(jì) </b></p><p>　　2.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì) </p><p><b>　　1)礦料級(jí)配設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)各礦料的多次篩分試驗(yàn)結(jié)果及AC－16C級(jí)配范圍要求，采用計(jì)算機(jī)合成確定各礦料的配合比例，由于使用膠

5、粉改性瀝青，其膠粉顆粒有一定的微集料效應(yīng)，且由于是表面層，重點(diǎn)滿足其抗滑性能，為防止路面產(chǎn)生光面現(xiàn)象，增強(qiáng)其抗滑性能，同時(shí)在滿足空隙率要求的前提下，增加了粗集料的用量，適當(dāng)減少了細(xì)集料的使用量，使整個(gè)級(jí)配呈現(xiàn)一種偏粗的線形，且符合規(guī)范建議的礦料級(jí)配調(diào)整原則。按擬定的最佳油石比，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)、比較，最終確定礦料配合比例為：A料∶B料∶C料∶D料∶礦粉＝36％∶24％∶17％∶19％∶4％。合成級(jí)配結(jié)果見表1。 </p>&l

6、t;p>　　表1目標(biāo)配合比合成級(jí)配結(jié)果表 </p><p>　　2)最佳油石比確定 </p><p>　　依據(jù)JTGF40－2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》，采用馬歇爾法確定油石比，以擬定的最佳油石比5.0％為基準(zhǔn)，以0.4％為間隔，取4.2％、4.6％、5.0％、5.4％和5.8％共5個(gè)油石比分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。再以油石比為橫坐標(biāo)，以各技術(shù)參數(shù)為縱坐

7、標(biāo)繪制各項(xiàng)參數(shù)圖。根據(jù)圖中試驗(yàn)參數(shù)結(jié)果確定最佳油石比，最終選取的最佳油石比為5.0％。 </p><p>　　表2目標(biāo)配合比馬歇爾法試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　3)目標(biāo)配合比指標(biāo)驗(yàn)證 </p><p>　　按設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比確定的礦料摻配比例和最佳油石比配料制件進(jìn)行指標(biāo)試驗(yàn)。實(shí)測(cè)指標(biāo)見表3。 </p><p>　　表3目標(biāo)配合比實(shí)測(cè)指標(biāo)結(jié)果

8、 </p><p>　　3.2生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì) </p><p><b>　　1)礦料級(jí)配設(shè)計(jì) </b></p><p>　　根據(jù)各熱料倉礦料的多次篩分試驗(yàn)結(jié)果及AC－16C級(jí)配范圍要求，經(jīng)反復(fù)配料試驗(yàn)、比較，最終確定生產(chǎn)配合比礦料配合比例為：A料∶B料∶C料∶D料∶礦粉＝38％∶22％∶14％∶22％∶4％。合成級(jí)配結(jié)果見表4。 </p&

9、gt;<p>　　表4生產(chǎn)配合比合成級(jí)配結(jié)果表 </p><p>　　2)最佳油石比確定 </p><p>　　以目標(biāo)配合比所確定的最佳油石比5.0％為基準(zhǔn)，按0.4％的間隔，取4.6％、5.0％、5.4％共3個(gè)油石比分別進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)數(shù)據(jù)見表5。再以油石比為橫坐標(biāo)，以各技術(shù)參數(shù)為縱坐標(biāo)繪制各項(xiàng)參數(shù)圖。根據(jù)圖中試驗(yàn)結(jié)果確定最佳油石比，最終選取最佳油石比為

10、5.0％。 </p><p>　　表5生產(chǎn)配合比馬歇爾法試驗(yàn)結(jié)果 </p><p>　　3)生產(chǎn)配合比指標(biāo)驗(yàn)證 </p><p>　　按設(shè)計(jì)生產(chǎn)配合比確定的礦料摻配比例和最佳油石比配料制件進(jìn)行指標(biāo)試驗(yàn)。實(shí)測(cè)指標(biāo)見表6。 </p><p>　　表6生產(chǎn)配合比實(shí)測(cè)指標(biāo)結(jié)果 </p><p><b>　　4 工程運(yùn)

11、用 </b></p><p>　　根據(jù)總體施工安排情況，選定K174＋100～K174＋600段(左幅)上面層作為試驗(yàn)段，于2008年3月12日進(jìn)行試驗(yàn)路段施工，施工工藝主要采用“濕法”加工生產(chǎn)膠粉改性瀝青，濕法是將膠粉在較高的溫度下加入到熱瀝青中，通過快速攪拌等工藝和助劑材料，制備為成品的膠粉改性瀝青，然后與礦物混合制得混合料；其中“干法”擬安排1km的試驗(yàn)路，干法是在瀝青混合料生產(chǎn)時(shí)，直接將膠粉投

12、入到瀝青混合料拌和鍋中，制成膠粉改性瀝青混合料(該文不做介紹)。 </p><p><b>　　(1)施工方案 </b></p><p>　　4cm厚中粒式膠粉瀝青混凝土上面層施工采用廠拌機(jī)鋪連續(xù)作業(yè)方法，即由瀝青混凝土拌和樓集中拌制瀝青混合料，通過自卸汽車將混合料保溫運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，上面層采用2臺(tái)攤鋪機(jī)成梯隊(duì)聯(lián)合攤鋪的方式進(jìn)行攤鋪，壓路機(jī)碾壓成型。標(biāo)高和平整度控制采

13、用攤鋪機(jī)非接觸式平衡梁控制方式控制，使其表面達(dá)到平整，并有規(guī)定的路拱，松鋪系數(shù)在施工前50m路段時(shí)取1.20的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行攤鋪，每層按設(shè)計(jì)壓實(shí)厚度為4cm控制。施工時(shí)及時(shí)根據(jù)最先施工的50m壓實(shí)后的標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高偏差進(jìn)行虛鋪厚度調(diào)整。自卸汽車運(yùn)輸混合料至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)并卸料，攤鋪機(jī)即通過接觸高程導(dǎo)向鋼絲繩的傳感器對(duì)攤鋪高度進(jìn)行控制。攤鋪時(shí)速度不能過快，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸能力按2.5m／min進(jìn)行攤鋪，以免出現(xiàn)攤鋪機(jī)停機(jī)待料的現(xiàn)象。碾壓時(shí)遵循先輕后

14、重、先靜壓后振動(dòng)壓的原則，每車道碾壓重疊1／2輪寬，后輪必須超過前輪的接縫處，當(dāng)后輪壓完路面全寬時(shí)為1遍。碾壓時(shí)應(yīng)使各部分碾壓到的遍數(shù)相同，路面的兩側(cè)多壓2遍。直線段由兩側(cè)路肩向線路中心碾壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓的初步設(shè)計(jì)方案為：初壓使用2臺(tái)雙驅(qū)雙振壓路機(jī)靜壓，碾壓速度控制為2～2.5km／h，復(fù)壓緊接在初壓后進(jìn)行，復(fù)壓采</p><p>　　(2)施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備配置(表7) </p>&

15、lt;p>　　表7施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備配置表 </p><p>　　(3)施工各環(huán)節(jié)溫度檢驗(yàn)頻率與控制要求(表8) </p><p>　　表8熱拌膠粉改性瀝青施工各環(huán)節(jié)溫度的檢驗(yàn)頻率與控制要求 </p><p>　　(4)試驗(yàn)路段試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果 </p><p>　　試驗(yàn)路段試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表9。 </p><p>　　

16、表9試驗(yàn)路段現(xiàn)場(chǎng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果 </p><p>　　(5)試驗(yàn)路段施工總結(jié) </p><p>　　通過試驗(yàn)段施工和檢測(cè)，確定的施工控制工藝、技術(shù)參數(shù)成果如下：1)松鋪系數(shù)：1.204，施工松鋪厚度按4.8cm控制；2)碾壓：碾壓段控制長(zhǎng)度宜為35～45m。初壓采用2臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，復(fù)壓采用2臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2遍，然后2臺(tái)膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，終壓采用1臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍；3

17、)施工配合比：油石比確定為5.0％；礦料摻配比例：A料∶B料∶C料∶D料∶礦粉＝38％∶22％∶14％∶22％∶4％。 </p><p><b>　　5 應(yīng)用 </b></p><p>　　按試驗(yàn)路段總結(jié)的施工工藝和確定的配合比開展剩余段落表面層施工，于2008年4月24日完成所有膠粉改性瀝青混合料施工，經(jīng)對(duì)施工段落的質(zhì)量檢測(cè)，所有的檢測(cè)指標(biāo)均滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，公

18、路從2008年4月28日通車至今運(yùn)營(yíng)近3年，承受了交通荷載與氣候的考驗(yàn)，表現(xiàn)出較好的路用性能，路面整體情況良好，和其余施工段落的SBS改性瀝青混合料表面層一樣均未出現(xiàn)嚴(yán)重破損和車轍現(xiàn)象，長(zhǎng)期路用效果有待以后觀察。 </p><p><b>　　6 結(jié)論 </b></p><p>　　綜上所述，利用廢舊輪胎橡膠粉作為瀝青的改性劑，具有其他改性瀝青所無法比擬的優(yōu)越性，能夠

19、提高瀝青路面的路面性能，為交通使用者提供安全、舒適、耐久和環(huán)保優(yōu)質(zhì)的道路，還有效解決了廢舊輪胎的處理難題，保護(hù)了環(huán)境。因此，可以預(yù)計(jì)，廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，將會(huì)在公路工程中得到更加廣泛的重視和應(yīng)用。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 董磊;劉勇;房曉東.橡膠粉改性瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)方法研究[J].山西