【摘要】结合工程实例对废胶粉改性沥青施工技术进行了研究，详细介绍了橡胶沥青施工工艺和质量控制方法。通过试验路段进行高低温性能试验，得出以下结论：在车辙试验中，橡胶沥青动稳定度平均值为2042次/mm，基质沥青动稳定度平均值为983次/mm，说明橡胶沥青高温条件下更为稳定，且在低温条件下橡胶沥青混合料的抗弯拉强度和弯曲应变更好。
【关键词】废旧胶粉；车辙试验；低温弯曲试验；施工工艺
1引言
废旧轮胎属于聚合物材料，其主要处理方式是通过填埋降解或焚烧处理，但该2项方法不可避免会对环境产生损害，不符合我国当前绿色发展的理念。因此，为了解决数以万计的废旧轮胎，采用合适的方法进行回收显得十分必要[1]。橡胶沥青是通过将废旧胎粉掺入沥青中改性后得到的一种新型沥青，该沥青用于路面后不仅提高了道路的各方面性能，而且由于采用废旧胎粉的原因使得价格较为低廉，十分适用于道路工程中。
2工程概况
某高速公路全线长186km，道路路面结构类型以沥青混凝土路面为主，合同标段K21+000~K24+260由于当地气候条件要求，对路面的低温性能、高温性能具有一定要求，考虑到工程成本与各改性沥青性能后，决定采用橡胶改性沥青作为该路段路面表面层材料。
3施工原材料
3.1废旧胶粉
对于我国早期道路橡胶沥青路面常采用天然橡胶作为基质沥青掺入材料，采用天然橡胶的主要原因是其天然橡胶含量高，掺入后能够充分提升基质沥青各方面的性能，由于天然橡胶产量短缺和考虑回收废旧轮胎的原因，目前常以废旧胶粉作为掺入材料，因此，在进行基质沥青改性前，需要对废旧胶粉的天然橡胶、炭黑和橡胶烃含量进行相关检测，满足要求的废旧胶粉方可用于工程。同时在对废旧胎粉进行掺入时，需要控制其粒径在350μm左右。
3.2沥青
根据DG/TJ08-2109—2012《橡胶沥青路面技术规范》要求，掺加胶粉的基质沥青应选用70#沥青作为原材料，同时对于基质沥青的三大指标（针入度、软化点、延度）、60℃动力黏度等指标进行相关要求，项目所选用的橡胶沥青技术指标见表1。
3.3集料
本项目工程在粗集料的选择上考虑到当地玄武岩矿石丰富，以玄武岩碎石作为混合料主要材料，以石灰岩作为细集料。同时在集料的拌和时需要对集料的粒径进行控制，粒径过大的碎石应当及时剔除。项目选用粗集料性能见表2。
4施工工艺
4.1橡胶沥青混合料的制备
橡胶沥青的制备工艺主要有干法生产和湿法生产2种制备方式。采用干法工艺时，是通过在搅拌锅中按比例依次加入废旧胶粉、热骨料和热沥青直接进行搅拌。该方法操作简单，但其改性效果较差。湿法工艺是先将废旧胶粉加入热沥青中对热沥青进行改性得到橡胶沥青，在通过拌和站的拌和设备对改性后的沥青与热骨料进行拌和，制备得到橡胶沥青混合料。由于该项目工程量较大，应当采用拌和站间歇式拌和机拌和，保证出料量能够满足施工要求。当天生产的橡胶沥青混合料应当及时使用，若需要进行存储，需要将混合料的温度降至150℃左右[2]。
4.2混合料的运输
混合料的运输应当采用大吨位自卸卡车进行运料，运料车应当保证数量能够与施工现场作业速度相适应，确保摊铺机作业时有至少2台卡车在等待卸料，同时对等待卸料的混合料逐车进行温度检验。此外，在卸料时运料车应当停在摊铺机前等候，由摊铺机顶住后方可缓慢卸料，若出现混合料黏结车厢，现场施工人员应当及时处理，防止影响下一车混合料性能。
4.3混合料的铺筑
根据橡胶沥青路面技术规范要求，本项目路面铺筑所采用的摊铺机为履带式，摊铺时控制混合料温度在165℃以上。为了防止混合料的离析，考虑到路幅宽度超过7m，采用多台摊铺机梯队联合摊铺。摊铺时，控制摊铺机速度、松铺系数一致。此外，摊铺过程中需要安排固定的施工员对已经铺筑完毕的路段进行厚度、拱度、横坡的检测，若有不满足要求部位需要及时返工处理。
4.4混合料的整形与碾压
为了避免温度下降过快导致混合料难以压实，需要在对相关指标进行检验合格后及时对已铺筑完毕的路段进行碾压。初压前需要保证混合料温度在160℃，终压完成需要保证混合料在90℃以上，方可确保橡胶沥青混合料的压实度。由于与常规沥青混合料不同，该混合料中橡胶含量高，在使用胶轮压路机时会产生混合料被压路机轮胎带走的情况，因此，在碾压时采用钢轮压路机碾压[3]。
5试验路段性能检验
5.1高温稳定性
沥青路面车辙病害产生的主要原因有混合料中沥青含量过高导致混合料中自由沥青偏多；沥青混合料在高温条件下较为容易产生流动变形。此外，沥青材料本身黏度小，对集料的约束能力差同样会造成车辙病害。研究表明，当采用橡胶沥青混合料作为路面层材料时，由于橡胶沥青本身黏度大，在良好的施工条件下能够充分维持路面高温稳定。为了验证试验路段的高温稳定性，通过实验室制备车辙试件进行动稳定度试验，试验结果见表3。根据基质沥青与橡胶沥青混合料车辙试验结果可知，2种沥青混合料动稳定度的平均值结果分别为2042次/mm和983次/mm，均满足规范对于高温稳定性的要求。此外，橡胶沥青混合料动稳定度结果为基质沥青动稳定度结果的2倍，在相同行走时间下，橡胶沥青变形量均小于基质沥青，说明橡胶沥青混合料高温性能优于基质沥青混合料。
5.2低温抗裂性
低温抗裂性表征道路在低温环境或温度持续下降环境中维持材料本身稳定的能力。为了验证橡胶沥青混合料低温性能，项目通过低温弯曲应变试验对橡胶沥青混合料进行评价。对比2种混合料低温弯曲试验结果可知，2种混合料低温性能均满足规范要求，但橡胶沥青混合料在抗弯拉强度与弯曲应变均优于基质沥青混合料。
6结语
结合某高速公路实际工程对废胶粉改性沥青技术进行了研究，详细介绍了橡胶沥青混合料的施工工艺，通过对试验路段进行高低温试验得出以下结论：1）在相同行走时间下，橡胶沥青变形量均小于基质沥青变形量。同时，橡胶沥青混合料动稳定度结果为基质沥青动稳定度结果的2倍，说明橡胶沥青混合料高温性能优于基质沥青混合料高温性能。2）2种沥青混合料低温性能均满足规范要求，但橡胶沥青混合料在抗弯拉强度与弯曲应变均优于基质沥青混合料。
作者：甄建平 单位：张家口市公路工程管理处