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橡胶沥青在哈尔滨市政道路工程中的应用始于2003年,当时市政道路建设工程总量日渐扩大。本文所论述的项目是具有代表性的城市干道工程,项目积累的经验,对橡胶沥青混凝土在北方地区的应用具有重大意义。
一、工程背景及概况
东湖路工程是由哈市机场路附近区域进入环城高速的入口之一,多重载车辆通过,且超载车辆较多,道路载荷过重。目前路面普遍出现网裂、沉陷、翻浆等现象,已呈破坏状态,不能再满足正常的通车要求,应该及时给予补修。哈尔滨开发区市政相关部门经反复认证,最终决定采用中大路桥集团提供的设计施工方案,同时采用由中大路桥集团自主研发的新型筑路材料—橡胶沥青及相关的施工工艺,道路结构图见图1。

二、材料准备
(一)橡胶沥青生产
橡胶沥青生产设备采用全套进口移动式现场改性设备。设备极限生产能力为15t/h。设备主要组成部分为4个原材料入口、基质沥青快速升温装置、高速搅拌罐、反应罐(带底部搅拌)、中央控制和监控室。所有原材料均自动连续计量,输送速度自动控制。生产设备尺寸相当集装箱拖车,自带导热油系统、自带沥青输入输出电机。
(二)沥青与橡胶粉的拌和
橡胶沥青的制作是通过高速搅拌罐,在温度、时间、机械三者的综合作用与协调下,将4种原材料按比例混合,经过吸收、湿润、膨胀等物理和化学变化,使其粘度增加,软化点提高,从而获得高质量的改性沥青材料。橡胶沥青在190℃时的粘度在15—40dPa.s之间,远高于SBS改性沥青。
(三)储存运输
橡胶沥青混合料运输过程温度和保温条件的要求高于一般改性沥青混合料,它在存储、运输和摊铺过程中的稳定性要明显比普通沥青或改性沥青混合料要好。橡胶沥青本身有20%左右的橡胶粉稳定,没有被橡胶粉约束的自由沥青少,因而无论是粗细料离析还是胶结料与矿料的分离都明显少于其他沥青混合料。
(四)质量检测
由于是现场改性,需要对橡胶沥青成品进行质量抽检,主要抽检指标是粘度。要针对不同的生产和储存情况,制定周密的成品抽检预案,确保用在混合料中的橡胶沥青粘度在规定的范围内。
三、橡胶沥青混凝土面層施工过程
(一)施工放样
采用钢钎搭细线法。沥青摊铺机采用国外先进的英格索兰摊铺机,调整摊铺机各项系数,使之达到摊铺沥青面层的技术要求。采取整幅摊铺,摊铺机的摊铺速度调整到与供料压实进度平衡,保证连续不断的摊铺,中间不得停顿等候。
(二)混合料压实
按初压、复压和终压三个阶段进行。初压时用悍马双钢轮振动压路机(关闭振动装置)压两遍,温度在140℃以上。不得产生推移、发裂。复压时先用HAMA13T双钢轮振动压路机碾压两遍,然后用9-16T轮胎压路机碾压两遍。用悍马双钢轮振动压路机关闭振动碾压两遍以消除轮迹,碾压终了温度大于140℃。碾压时压路机应由路边压向路中,每次重叠宜为轮宽1/2。
(三)路面检测
项目完工开放交通前,试验室按照验收评定相关要求,组织了对部分验评项目的现场检测。检测项目包括渗水、构造深度、摩擦系数和压实度,检测的构造深度平均为0.9mm,70%测点渗水率<50ml/min(高速公路标准为<120ml/min)、抗滑系数(摆值)平均为64.4、压实度>98%。
从检测结果可以看出,橡胶沥青混合料摊铺取得了比较理想的结果。一方面,渗水系数和构造深度这对矛盾达到了理想的平衡状态,2个值都处在较高值位,超过了SMA的相关技术要求;另一方面,压实度普遍达到98%,说明在碾压及时的情况下,完全可以达到充分碾压。摆式摩擦的结果则综合体现了构造深度和橡胶粉对摩擦力的效应。
四、项目使用性能评价
(一)抗低温开裂
橡胶沥青低温回弹率高、粘韧性好,可抵抗低温开裂,尤其在北方高寒地区,对于降低路面开裂或维修旧路时的反射裂缝非常有效。
(二)高温稳定性好
可解决高温时路面出现车辙、搓板等流变现象。
(三)抗老化性能好
对阳光中的红外线和紫外线不敏感。
(四)抗疲劳、耐磨损
轮胎的耐疲劳、耐磨损性能转移到橡胶沥青。
(五)橡胶沥青对石料选择宽容度大
对酸碱石料不敏感,以水煮法测量粘附性都能达到5级标准。
五、总结
由于东湖路位于哈尔滨绕城高速公路入口,多重载车辆经过,而重载车辆荷载大都在百吨以上。在这种情况下,经过一个冻融期的使用,路面状况良好,无明显的车辙、坑洞,证明了减薄后的橡胶沥青混凝土路面优越的性能,完全能达到道路使用标准,具有很高的实际应用价值。在东湖路橡胶沥青混凝土的施工中,我们在生产和施工多个工艺环节的对接和磨合,为橡胶沥青在我市的应用积累了宝贵的第一手资料。
(作者单位:李锁、金玉,黑龙江省中大路桥集团;许钢,龙建路桥股份有限公司第三工程处)
一、工程背景及概况
东湖路工程是由哈市机场路附近区域进入环城高速的入口之一,多重载车辆通过,且超载车辆较多,道路载荷过重。目前路面普遍出现网裂、沉陷、翻浆等现象,已呈破坏状态,不能再满足正常的通车要求,应该及时给予补修。哈尔滨开发区市政相关部门经反复认证,最终决定采用中大路桥集团提供的设计施工方案,同时采用由中大路桥集团自主研发的新型筑路材料—橡胶沥青及相关的施工工艺,道路结构图见图1。

二、材料准备
(一)橡胶沥青生产
橡胶沥青生产设备采用全套进口移动式现场改性设备。设备极限生产能力为15t/h。设备主要组成部分为4个原材料入口、基质沥青快速升温装置、高速搅拌罐、反应罐(带底部搅拌)、中央控制和监控室。所有原材料均自动连续计量,输送速度自动控制。生产设备尺寸相当集装箱拖车,自带导热油系统、自带沥青输入输出电机。
(二)沥青与橡胶粉的拌和
橡胶沥青的制作是通过高速搅拌罐,在温度、时间、机械三者的综合作用与协调下,将4种原材料按比例混合,经过吸收、湿润、膨胀等物理和化学变化,使其粘度增加,软化点提高,从而获得高质量的改性沥青材料。橡胶沥青在190℃时的粘度在15—40dPa.s之间,远高于SBS改性沥青。
(三)储存运输
橡胶沥青混合料运输过程温度和保温条件的要求高于一般改性沥青混合料,它在存储、运输和摊铺过程中的稳定性要明显比普通沥青或改性沥青混合料要好。橡胶沥青本身有20%左右的橡胶粉稳定,没有被橡胶粉约束的自由沥青少,因而无论是粗细料离析还是胶结料与矿料的分离都明显少于其他沥青混合料。
(四)质量检测
由于是现场改性,需要对橡胶沥青成品进行质量抽检,主要抽检指标是粘度。要针对不同的生产和储存情况,制定周密的成品抽检预案,确保用在混合料中的橡胶沥青粘度在规定的范围内。
三、橡胶沥青混凝土面層施工过程
(一)施工放样
采用钢钎搭细线法。沥青摊铺机采用国外先进的英格索兰摊铺机,调整摊铺机各项系数,使之达到摊铺沥青面层的技术要求。采取整幅摊铺,摊铺机的摊铺速度调整到与供料压实进度平衡,保证连续不断的摊铺,中间不得停顿等候。
(二)混合料压实
按初压、复压和终压三个阶段进行。初压时用悍马双钢轮振动压路机(关闭振动装置)压两遍,温度在140℃以上。不得产生推移、发裂。复压时先用HAMA13T双钢轮振动压路机碾压两遍,然后用9-16T轮胎压路机碾压两遍。用悍马双钢轮振动压路机关闭振动碾压两遍以消除轮迹,碾压终了温度大于140℃。碾压时压路机应由路边压向路中,每次重叠宜为轮宽1/2。
(三)路面检测
项目完工开放交通前,试验室按照验收评定相关要求,组织了对部分验评项目的现场检测。检测项目包括渗水、构造深度、摩擦系数和压实度,检测的构造深度平均为0.9mm,70%测点渗水率<50ml/min(高速公路标准为<120ml/min)、抗滑系数(摆值)平均为64.4、压实度>98%。
从检测结果可以看出,橡胶沥青混合料摊铺取得了比较理想的结果。一方面,渗水系数和构造深度这对矛盾达到了理想的平衡状态,2个值都处在较高值位,超过了SMA的相关技术要求;另一方面,压实度普遍达到98%,说明在碾压及时的情况下,完全可以达到充分碾压。摆式摩擦的结果则综合体现了构造深度和橡胶粉对摩擦力的效应。
四、项目使用性能评价
(一)抗低温开裂
橡胶沥青低温回弹率高、粘韧性好,可抵抗低温开裂,尤其在北方高寒地区,对于降低路面开裂或维修旧路时的反射裂缝非常有效。
(二)高温稳定性好
可解决高温时路面出现车辙、搓板等流变现象。
(三)抗老化性能好
对阳光中的红外线和紫外线不敏感。
(四)抗疲劳、耐磨损
轮胎的耐疲劳、耐磨损性能转移到橡胶沥青。
(五)橡胶沥青对石料选择宽容度大
对酸碱石料不敏感,以水煮法测量粘附性都能达到5级标准。
五、总结
由于东湖路位于哈尔滨绕城高速公路入口,多重载车辆经过,而重载车辆荷载大都在百吨以上。在这种情况下,经过一个冻融期的使用,路面状况良好,无明显的车辙、坑洞,证明了减薄后的橡胶沥青混凝土路面优越的性能,完全能达到道路使用标准,具有很高的实际应用价值。在东湖路橡胶沥青混凝土的施工中,我们在生产和施工多个工艺环节的对接和磨合,为橡胶沥青在我市的应用积累了宝贵的第一手资料。
(作者单位:李锁、金玉,黑龙江省中大路桥集团;许钢,龙建路桥股份有限公司第三工程处)