马房北江大桥橡胶沥青技术的应用与研发
2017-11-13
前言
橡胶沥青路面施工技术目前在国内得到迅速发展，橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合。
橡胶沥青路面由于多采用高沥青含量的断级配橡胶沥青混合料，从而具有优越的抗车辙、抗裂、抗水损害、抗疲劳等性能。
1 工程简介
马房北江大桥位于广东省肇庆四会市，为一座公路铁路两用桥。公路双车道宽9m，公路桥全长919.6m。
2 改造设计方案
2.1 原桥面铺装结构
马房北江大桥原桥面铺装原结构形式：
4cm（SAC13上面层+玻璃纤维格栅+粘层）+4cm（SAC10下面层+防水粘结层+环氧富锌底漆）。
本次大修主桥采用如下铺装结构：
4cm改性沥青SAC-13型沥青混凝土+改性沥青防水粘结层Ⅰ+4cm改性沥青 SAC-10型沥青混凝土+改性沥青防水粘结层Ⅱ+环氧富锌底漆+正交异性钢板。
铺装结构说明：
（1）本桥面铺装结构采用双层改性橡胶沥青混凝土。总铺装平均厚度为8cm。
（2）上面层采用4cm公称最大粒径为13.2mm的细粒式沥青混凝土，采用粗集料断级配的混合料骨架结构。
2.2 原路面状况
马房大桥（钢桥）建成通车至今，期间共进行过三次全桥面铺装层大修。最近一次全桥铺装维修在2001年，由交通运输部公路科学研究院负责桥面铺装结构和材料的设计。自2009年初开始，桥面沥青铺装层开始出现较为明显的病害，普遍出现坑洼不平，整个桥面铺装体系均出现不同程度的坏烂。全桥行车道普遍出现了裂缝、车辙、推移及坑槽。
2.3 改造设计方案
针对马房桥钢桥桥面板柔性偏大，加剧正交异性钢板局部刚度不均的现状，本项目的沥青混凝土性能设计要求明显高于普通沥青混凝土：（1）由于钢板的热传递作用及钢板与沥青铺装的模量差异明显，铺筑与钢桥面上的沥青混凝土高温稳定性要求更高；（2）对铺装与其上的沥青混凝土疲劳耐久性和变形追从性要求明显高于铺装路面铺装；（3）正交异型钢板纵向加劲肋部位存在负弯矩，铺筑其上的沥青混凝土应具有较高的弯拉韧性。
3 橡胶沥青路面技术指标
3.1 橡胶沥青技术指标
本工程橡胶粉采用80目废旧斜交胎粉，基质沥青采用SBS改性沥青，SAC-13混合料时橡胶粉的掺量为18%。
3.2 橡胶沥青混合料技术指标
SAC13 橡胶沥青混合料性能指标见表1。
表1 SAC13橡胶沥青混合料级配范围
4 橡胶沥青加工
橡胶沥青采用专用橡胶沥青生产设备生产，产量为25～30t/h，每批次检测合格（以粘度指标为主）方可投入使用。
先将改性沥青加热到180℃左右，再将改性沥青和橡胶粉按确定的比例（外掺18%）同时加入橡胶沥青混融罐中，通过快速升温罐将混合料升温至200℃左右，再泵入反应釜中溶胀45min～60min。橡胶沥青的出料温度控制在190℃左右。
将合格的橡胶沥青直接输送到沥青拌和楼使用，或泵入沥青洒布车中用于橡胶沥青防水粘结层施工。
5 SAC13橡胶沥青混合料施工
5.1 SAC13混合料配合比设计
5.1.1 原材料
SAC13橡胶沥青混合料采用的原材料有辉绿岩石料（分0～3mm、5～10mm、10～15mm三种规格）、矿粉、橡胶沥青和德兰尼特纤维，配合比设计时对上述原材料指标进行了检测和试验，质量均符合设计要求。
5.1.2 目标配合比设计
（1）根据集料的筛分结果进行矿料级配设计，根据实际情况选择油石比，分别制作马歇尔试件，并进行相关检验。经适配得出SAC13矿料合成级配见表2。
表2 SAC13矿料合成级配
（2）按《公路沥青路面施工技术规范》中热拌沥青混合料配合比设计方法进行设计，并按规程进行了不同沥青含量的马歇尔试验，初步确定SAC13最佳沥青用量为6.6%。
5.1.3 生产配合比设计
（1）通过拌和楼的二次筛分和目标配合比的设计结果，进行生产配合比级配组合设计。
（2）按目标配合比设计确定的最佳油石比。
（3）按确定的最佳油石比制件，浸水48小时测定残留稳定度，结果符合规范要求。
（4）车辙试验温度为70℃，轮压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型沥青拌和楼拌和，纤维材料由人工按矿料的4.0‰投放干拌时间15s，湿拌时间不少于40s，橡胶沥青加热温度190℃，沥青混合料出料温度180～190℃。
5.2.2 SAC13混合料摊铺
采用1台ABG7820B摊铺机摊铺，铺宽度为9.0m，摊铺整幅桥面。摊铺机行走速度控制在2m/min。
5.2.3 SAC13混合料碾压
采用双钢轮压路机和轮胎压路机碾压。压路机共4台，其中双钢轮振动压路机2台，轮胎压路机2台。
初压紧跟摊铺机碾压，采用两台双钢轮压路机静压1遍；复压采用两台双钢轮压路机振动碾压3遍，两台轮胎压路机碾压3遍：终压采用一台双钢轮压路机以静压方式碾压2遍。初压速度控制在1.5～2km/h，复压速度控制在2.5～3.5km/h（振动），3.5～4.5km/h：终压速度控制在2.5～3.5km/h。
5.3 SAC13路面评价
通过对混合料的级配及施工工艺优化，铺筑的SAC13混合料整体质量较好，无泛油和离析现象。
6 结束语
马房北江大桥桥面铺装工程的橡胶沥青桥面实施基本顺利，各项技术指标符合设计要求。
参考文献
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