馬房北江大橋橡膠瀝青技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)
2017-11-13
前言
橡膠瀝青路面施工技術(shù)目前在國內(nèi)得到迅速發(fā)展，橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級(jí)配比例進(jìn)行組合。
橡膠瀝青路面由于多采用高瀝青含量的斷級(jí)配橡膠瀝青混合料，從而具有優(yōu)越的抗車轍、抗裂、抗水損害、抗疲勞等性能。
1 工程簡介
馬房北江大橋位于廣東省肇慶四會(huì)市，為一座公路鐵路兩用橋。公路雙車道寬9m，公路橋全長919.6m。
2 改造設(shè)計(jì)方案
2.1 原橋面鋪裝結(jié)構(gòu)
馬房北江大橋原橋面鋪裝原結(jié)構(gòu)形式：
4cm（SAC13上面層+玻璃纖維格柵+粘層）+4cm（SAC10下面層+防水粘結(jié)層+環(huán)氧富鋅底漆）。
本次大修主橋采用如下鋪裝結(jié)構(gòu)：
4cm改性瀝青SAC-13型瀝青混凝土+改性瀝青防水粘結(jié)層Ⅰ+4cm改性瀝青 SAC-10型瀝青混凝土+改性瀝青防水粘結(jié)層Ⅱ+環(huán)氧富鋅底漆+正交異性鋼板。
鋪裝結(jié)構(gòu)說明：
（1）本橋面鋪裝結(jié)構(gòu)采用雙層改性橡膠瀝青混凝土?？備佈b平均厚度為8cm。
（2）上面層采用4cm公稱最大粒徑為13.2mm的細(xì)粒式瀝青混凝土，采用粗集料斷級(jí)配的混合料骨架結(jié)構(gòu)。
2.2 原路面狀況
馬房大橋（鋼橋）建成通車至今，期間共進(jìn)行過三次全橋面鋪裝層大修。最近一次全橋鋪裝維修在2001年，由交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院負(fù)責(zé)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)和材料的設(shè)計(jì)。自2009年初開始，橋面瀝青鋪裝層開始出現(xiàn)較為明顯的病害，普遍出現(xiàn)坑洼不平，整個(gè)橋面鋪裝體系均出現(xiàn)不同程度的壞爛。全橋行車道普遍出現(xiàn)了裂縫、車轍、推移及坑槽。
2.3 改造設(shè)計(jì)方案
針對(duì)馬房橋鋼橋橋面板柔性偏大，加劇正交異性鋼板局部剛度不均的現(xiàn)狀，本項(xiàng)目的瀝青混凝土性能設(shè)計(jì)要求明顯高于普通瀝青混凝土：（1）由于鋼板的熱傳遞作用及鋼板與瀝青鋪裝的模量差異明顯，鋪筑與鋼橋面上的瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性要求更高；（2）對(duì)鋪裝與其上的瀝青混凝土疲勞耐久性和變形追從性要求明顯高于鋪裝路面鋪裝；（3）正交異型鋼板縱向加勁肋部位存在負(fù)彎矩，鋪筑其上的瀝青混凝土應(yīng)具有較高的彎拉韌性。
3 橡膠瀝青路面技術(shù)指標(biāo)
3.1 橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)
本工程橡膠粉采用80目廢舊斜交胎粉，基質(zhì)瀝青采用SBS改性瀝青，SAC-13混合料時(shí)橡膠粉的摻量為18%。
3.2 橡膠瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)
SAC13 橡膠瀝青混合料性能指標(biāo)見表1。
表1 SAC13橡膠瀝青混合料級(jí)配范圍
4 橡膠瀝青加工
橡膠瀝青采用專用橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)，產(chǎn)量為25～30t/h，每批次檢測(cè)合格（以粘度指標(biāo)為主）方可投入使用。
先將改性瀝青加熱到180℃左右，再將改性瀝青和橡膠粉按確定的比例（外摻18%）同時(shí)加入橡膠瀝青混融罐中，通過快速升溫罐將混合料升溫至200℃左右，再泵入反應(yīng)釜中溶脹45min～60min。橡膠瀝青的出料溫度控制在190℃左右。
將合格的橡膠瀝青直接輸送到瀝青拌和樓使用，或泵入瀝青灑布車中用于橡膠瀝青防水粘結(jié)層施工。
5 SAC13橡膠瀝青混合料施工
5.1 SAC13混合料配合比設(shè)計(jì)
5.1.1 原材料
SAC13橡膠瀝青混合料采用的原材料有輝綠巖石料（分0～3mm、5～10mm、10～15mm三種規(guī)格）、礦粉、橡膠瀝青和德蘭尼特纖維，配合比設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)上述原材料指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)和試驗(yàn)，質(zhì)量均符合設(shè)計(jì)要求。
5.1.2 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)
（1）根據(jù)集料的篩分結(jié)果進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際情況選擇油石比，分別制作馬歇爾試件，并進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)。經(jīng)適配得出SAC13礦料合成級(jí)配見表2。
表2 SAC13礦料合成級(jí)配
?。?）按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并按規(guī)程進(jìn)行了不同瀝青含量的馬歇爾試驗(yàn)，初步確定SAC13最佳瀝青用量為6.6%。
5.1.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)
?。?）通過拌和樓的二次篩分和目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)結(jié)果，進(jìn)行生產(chǎn)配合比級(jí)配組合設(shè)計(jì)。
?。?）按目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)確定的最佳油石比。
（3）按確定的最佳油石比制件，浸水48小時(shí)測(cè)定殘留穩(wěn)定度，結(jié)果符合規(guī)范要求。
（4）車轍試驗(yàn)溫度為70℃，輪壓0.7MPa。
5.2 SAC13混合料施工
5.2.1 SAC13混合料拌和
SAC13混合料采用4000型瀝青拌和樓拌和，纖維材料由人工按礦料的4.0‰投放干拌時(shí)間15s，濕拌時(shí)間不少于40s，橡膠瀝青加熱溫度190℃，瀝青混合料出料溫度180～190℃。
5.2.2 SAC13混合料攤鋪
采用1臺(tái)ABG7820B攤鋪機(jī)攤鋪，鋪寬度為9.0m，攤鋪整幅橋面。攤鋪機(jī)行走速度控制在2m/min。
5.2.3 SAC13混合料碾壓
采用雙鋼輪壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)碾壓。壓路機(jī)共4臺(tái)，其中雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)2臺(tái)，輪胎壓路機(jī)2臺(tái)。
初壓緊跟攤鋪機(jī)碾壓，采用兩臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍；復(fù)壓采用兩臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓3遍，兩臺(tái)輪胎壓路機(jī)碾壓3遍：終壓采用一臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)以靜壓方式碾壓2遍。初壓速度控制在1.5～2km/h，復(fù)壓速度控制在2.5～3.5km/h（振動(dòng)），3.5～4.5km/h：終壓速度控制在2.5～3.5km/h。
5.3 SAC13路面評(píng)價(jià)
通過對(duì)混合料的級(jí)配及施工工藝優(yōu)化，鋪筑的SAC13混合料整體質(zhì)量較好，無泛油和離析現(xiàn)象。
6 結(jié)束語
馬房北江大橋橋面鋪裝工程的橡膠瀝青橋面實(shí)施基本順利，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。
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