赵爱霞 新乡万兴路桥有限责任公司

改革开放40 多年，我国公路建设事业发展迅速，作为国民经济发展的基础设施工程，公路建设发展扩大了出行半径，方便了人们的出行，极大地提高了人们的生活水平。众所周知，我国是一个橡胶生产大国，随着工业化水平的不断提升，废旧橡胶制品越来越多，焚烧、填埋是最传统的处理方法，但是此类方法不仅降解难度大，还会造成土壤环境污染问题，目前如何处理这些废旧橡胶已成为一大难题。将橡胶制品加工后用于筑路施工，不仅有助于增强路面使用性能，还能大幅减少沥青用量，提高路面施工质量。

一、胶粉改性沥青混合料配合比设计

为了解胶粉改性沥青混合料的性能特点，本文AC-16 型橡胶粉改性沥青混合料为研究对象，对其原材料选择及配合比设计进行分析。

（一）原材料选择

沥青：沥青是橡胶粉改性沥青的主要组成材料，要求其各项技术指标均能满足规范要求，经检验，所检测样品材料沥青主要技术指标试验结果如表1 所示。由此可见，沥青材料可满足规范要求。

粗集料：采用2 种不同粒径的玄武岩作为粗集料，分别为3～5mm、10～20mmm，保证其各项技术指标均满足规范要求。

细集料：采用小粒径玄武岩作为细集料，为0～3mm，保证各项技术指标均可满足规范要求。

矿粉：采用石灰岩矿粉作为矿粉材料，保证各项技术指标均可满足施工要求。

表1 沥青主要技术指标检测结果

（二）配合比设计

（1）级配组成

根据AC-16 型橡胶粉改性沥青混合料的矿料级配范围进行级配组成的确定，并进行矿料级配曲线图绘制。最终合成级配各规格矿料通过率为0.075 筛孔通过率为6.7%，0.15 筛孔通过率为8.3%，0.3 筛孔通过率为13.7%，0.6 筛孔通过率为18.3%，1.18 筛孔通过率为24.4%，2.36 筛孔通过率为35.7%，4.75 筛孔通过率为45.3%，9.5 筛孔通过率为70.7%，13.2 筛孔通过率为88.4%，16 筛孔通过率为97.4%，19 筛孔通过率为100%，合成设计级配在规范级配控制上下限范围内，可满足设计要求。

（2）油石比及配合比设计

通过马歇尔试件成型法确定AC-16 型橡胶粉改性沥青混合料配合比设计的油石比。在此试验中，需做好混合料温度控制工作，以190℃为拌和温度，并在170～185℃控制成型温度。

按照试验规定，选择不同油石比进行对比分析，分别为4.6%、5.0%、5.4%、5.8%。

第一，当油石比为4.6%时，混合料最大理论相对密度为2.719，表干法毛体积相对密度为2.599，稳定系数GSI 为1.01，安全系数GSF 为1.30。

第二，当油石比为5.0%时，混合料最大理论相对密度为2.707，表干法毛体积相对密度为2.628，稳定系数GSI 为1.01，安全系数GSF 为1.33。

第三，当油石比为5.4%时，混合料最大理论相对密度为2.695，表干法毛体积相对密度为2.636，稳定系数GSI 为1.08，安全系数GSF 为1.30。

第四，当油石比为5.8%时，混合料最大理论相对密度为2.683，表干法毛体积相对密度为2.647，稳定系数GSI 为1.17，安全系数GSF 为1.26。

由此可知，稳定系数主要用于判断沥青混合料是否会出现塑性变形过大现象，根据检测发现，随着石油比的不断增大，GSI 值随之增加。当石油比在5.0%以上时，GSI增幅较大，说明混合料沥青用量过多，已出现较大塑性变形情况。GSF 为沥青混合料抗剪强度的评价参数，随着油石比的不断增大，GSF 值随之下降。当油石比为5.0%时，GSF 值最大。经多方考虑，最终确定5.0%为AC-16 型橡胶粉改性沥青混合料最佳油石比。最终确定目标配合比设计如表2所示。

表2 配合比设计结果

二、胶粉改性沥青混合料性能检验分析

（一）水稳定性检验

相比普通改性沥青混合料，橡胶粉改性沥青混合料的水稳定性良好，本工程采用浸水马歇尔试验，所得结果为残留稳定度检测结果为96.3%，可满足规范（≥85%）要求；冻融劈裂强度比检测结果为94.5%，可满足规范（≥75%）要求。并做沥青和石料粘附性试验，检验结果为7 级，可满足规范（≥5 级）要求。说明在最佳油石比条件下，橡胶粉改性沥青混合料的水稳定性良好。

（二）车辙试验

动稳定度是研究车辙变形的指标，通过车辙试验进行分析。试验条件为60℃试验温度，0.7MPa 为轮压。在最佳石油比5.0%条件下，检测动稳定度为5900 次/mm，可满足规范（≥2800 次/mm）要求；变异系数检验结果为8.2%，可满足规范（≤20%）要求。说明橡胶粉改性沥青混合料的抗车辙性能良好。

（三）渗水试验

为检验橡胶粉改性沥青混合料的渗水性能，本文进行了渗水试验。所测结果8.7ml/min，可满足规范（≤120 ml/min）要求，说明橡胶粉改性沥青混合料抗渗水能力较强。

三、工程概况

某公路工程为两省交通要道，建成通车多年，交通量日益增长，重载交通比例不断增加，在行车荷载和自然因素的长期作用下，部分路面服务能力下降，路面损坏情况严重，主要病害包括裂缝、车辙、坑槽等。为恢复路面服务能力，提高通行能力，决定铺筑橡胶粉改性沥青混合料路面，9cm 厚，为 4cmAC-16 橡胶粉改性沥青混合料（上面层）+5cmAC-20 橡胶粉改性沥青混合料（下面层）。

四、施工工艺流程

（一）拌和

按照配合比设计，做好沥青混合料拌和施工。拌和前，应对沥青、矿料等材料的加热温度进行详细检查，保证满足规范要求。出料前还要做好试拌工作，待确定质量合格后，才能用于施工。同时，拌和期间要根据规定，合理控制拌和温度、时间及含水量，避免出现材料离析、花白等情况。拌和温度也是此次施工的重点，一般来讲，可在180℃以上控制橡胶粉改性沥青加热温度，存储温度不得低于100℃。

（二）运输

在温度满足设计要求的基础上，为保证橡胶粉改性沥青混合料施工质量，需要合理控制运距。为避免材料粘黏车厢，需将适量隔离剂均匀涂抹到运输车厢内四周和底部。装料时，可采用移动式装料法，一般分三次完成，避免材料离析。摊铺能力和运输能力相比，运输能力应略多一些，保证在摊铺机前等待车辆达到3 辆左右，从而确保连续不间断摊铺施工。为达到保温、保湿的效果，可将双层帆布覆盖于车顶。

（三）摊铺

摊铺前，需保证施工面干净、无污染，且保持干燥。卸料时，需做混合料温度测定，若不满足规范要求，则不得使用。可按照普通沥青混合料摊铺法进行此次摊铺施工，根据设计要求，摊铺前，先调整好熨平板高度进行预热施工，预热温度不得低于100℃。按照梯队作业法采用2 台不同摊铺机进行施工，安全距离控制在10m 左右，摊铺速度不宜过快，可控制在每分钟1.5～2.0m 之间。橡胶粉改性沥青混合料路面对施工温度要求较高，若遇到降雨或施工当天气温在15℃以下，则需快速碾压混合料，若无法保证碾压质量，则不得进行混合料摊铺。

（四）碾压

摊铺施工后，需及时进行路面碾压，碾压一般分为3 个阶段，应严格按照相关原则合理确定压实设备、碾压速度、遍数等参数。初压时采用振动压路机进行2～3 遍碾压，碾压速度为2～4km/h。复压时先通过振动压路机进行2～3 遍碾压施工，再通过胶轮压路机进行2～3 遍碾压，碾压速度为3～5km/h。终压是为了消除明显轮迹，因此，碾压遍数为3～4 遍，碾压速度控制在3～4km/h 即可。

五、结束语

综上所述，随着科学技术的不断进步，废旧橡胶制品越来越多，将橡胶粉掺加到沥青混合料内，可以改善普通改性沥青路面力学性能，减少沥青材料用量，将其铺筑于路面，还能起到降噪的效果。因此，路面维修施工中合理应用橡胶粉改性沥青混凝土材料，可有效提升工程质量，实现公路事业持续、健康发展。