公路施工：掺加橡胶颗粒的抗裂型半柔性路面施工工法

掺加橡胶颗粒的抗裂型半柔性路面掺加橡胶颗粒的抗裂型半柔性路面施工工法施工工法 GGG（（浙浙））B4-2014 罗卫萍 姜荣乾 屈吕君 翟耀华 张天兵 （（临海市交通工程建设临海市交通工程建设有限公司有限公司）） 1 1 前言前言 由于复杂的气候环境和恶劣的交通条件等原因， 许多高等级公路投入使用时 间不长，即出现了不同程度的早期损坏，如沥青混凝土路面易出现车辙、水损坏 和开裂等主要病害，水泥混凝土路面易出现唧泥、错台、开裂、脱空甚至断板等 损坏。 半柔性路面是一种新型的路面结构，采用复合材料制作而成， 兼具柔性路面 和刚性路面的优点。半柔性路面采用开级配大空隙沥青混合料形成结构骨架，矿 料和沥青相互粘结，形成结构的柔性部分；在母体骨架结构的基础上灌入水泥浆 液（或经改性而成的水泥砂浆） ，养生后，水泥凝固形成半柔性路面结构的刚性 部分。 在水泥砂浆中掺入橡胶颗粒与硅烷偶联剂，改善了水泥与沥青之间的结合 界面，提高了半柔性路面的力学强度、抗收缩裂缝能力及耐久性。掺加橡胶颗粒 的半柔性路面既能够提高和改善路面的路用性能， 大规模的应用于道路工程建设 与维修，同时实现废旧轮胎的再生利用，减轻环境污染压力，因此，具有显著的 经济效益、社会效益和环境效益。 临海市交通工程建设有限公司在35省道延伸线临海留闲至大田段和82省道 复线（椒江大桥至马鞍山）临海段路面工程施工中，组织开展了“掺加橡胶颗粒 的抗裂型半柔性路面施工技术”课题研究，总结形成了掺加橡胶颗粒的抗裂型半 柔性路面施工工法，达到了预期的使用效果。 2 2 工法特点工法特点 （1）抗裂型半柔性路面采用空隙率为 20～35沥青混合料为基体，利用 橡胶颗粒拌制水泥砂浆灌入其中，形成兼具沥青路面与水泥混凝土路面优点，高 第 1 页 共 12 页 温稳定性能、抗水损害性能、耐久性及抗滑耐磨性能远高于普通沥青路面的新型 路面。 （2）在水泥砂浆拌和过程中，掺加橡胶颗粒代替等体积的标准砂，不仅能 够显著提高砂浆的流动性，有利于水泥砂浆的顺畅灌入，而且柔性材料橡胶颗粒 的掺入提高了水泥砂浆的变形能力，减少了半柔性路面收缩裂缝的产生。 （3）利用硅烷偶联剂改善有机材料与无机材料的界面粘结，起到加筋加强 作用，能够提高水泥砂浆的早期抗压和抗折强度约 10～15。 （4）将缓凝剂喷洒在灌入水泥砂浆的表面，等到下部水泥砂浆形成一定强 度后，将表面的砂浆用水冲洗，形成较大表面构造深度，配合开级配沥青混合料 的特点，显著增大路面的抗滑能力，避免车辆在雨天行驶时产生打滑、漂移等现 象，并且能够降低行车噪声，提高行车安全性和舒适性。 3 3 适用范围适用范围 适用于各等级公路、城市道路、机场道面、陡坡路段、停车场以及收费站等 新建或养护路段的路面工程。 4 4 工艺原理工艺原理 （1）抗裂型半柔性路面属于刚性路面与柔性路面的结合，如何做到有机材 料沥青、橡胶颗粒等和无机材料水泥、集料等的紧密结合对其路用性能和耐久性 至关重要。硅烷偶联剂 KH560 作为添加剂，能够改善有机材料和无机材料的界 面结合状态，加强粘结作用，防止集料的剥落和剥离，大幅度减少路面病害的发 生。 （2）在水泥砂浆中掺入 15的橡胶颗粒代替标准砂，由于橡胶颗粒的密度 小，吸水率小，能够降低水泥砂浆的稠度，另外橡胶颗粒的弹性和表面的非极性 会导致胶浆中的含气量增加，从而增加水泥砂浆的流动性；橡胶颗粒具有弹性固 体的性质， 随着半柔性路面结构沥青的粘结作用和水泥的凝固，橡胶颗粒与矿料 共同受力， 能够利用本身的特性抵消干缩和温度收缩应力，从而抑制裂缝的产生 和发展，提高半柔性路面的耐久性。 （3）在水泥砂浆灌入后，喷洒露石剂对路表进行化学处理，延缓表面 1～ 2mm 厚水泥砂浆的凝结，但不影响主体的正常凝结硬化，达到一定强度后，刷 第 2 页 共 12 页 洗其表面，将路表薄层水泥砂浆去除，既可以保证下层水泥浆体的强度，又能够 改善路表的构造深度，与大空隙沥青混合料形成的粗糙表面互相配合，提高半柔 性路面的抗滑耐磨性能，保证行车安全的同时，也能够降低行车噪声。 5 5 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 5.1 工艺流程 施工工艺流程见图 1 图 1 施工工艺流程图 5.2 操作要点 5.2.1 施工准备 （1）为了防止灌入的水泥砂浆渗透到大空隙沥青混合料铺装层以下的基层 内，施工前要认真检查下承层的密实情况，必要时可加设隔离层。 橡胶颗粒水泥砂浆 拌制 施工准备 大空隙沥青混合料生产 水泥砂浆灌入 喷洒露石剂 大空隙沥青混合料施工 下承层处理 交通管制 （修复工程） 施工机械、 材料、 人员 准备 冲洗 养生 橡胶颗粒水泥砂浆 配合比设计 质量检测与验收 第 3 页 共 12 页 （2）施工前对下承层进行清扫，并用森林灭火器吹干净，局部污染严重的 部分应用水车进行冲洗，然后喷洒粘层油，必须采用智能型沥青洒布车喷洒乳化 沥青，确保均匀地按规定数量实施喷洒。为防止粘层沥青发生粘轮现象，沥青面 层上的粘层沥青应在面层施工前 1 天洒布。 （3）抗裂型半柔性路面采用间歇式沥青混合料拌和机、自卸卡车、摊铺机、 压路机、砂浆搅拌机、平板振动器以及洒水车等施工机械，施工前必须保证施工 机械处于良好状态。 （4）如果针对正在运营的道路工程进行修复，为了保证施工人员和机具安 全，防止车辆驶入未成型的半柔性路面，影响路面成型，在施工时应封闭交通。 5.2.2 大空隙沥青混合料生产 （1）严格控制沥青和集料的加热温度以及混合料的拌合时间。沥青加热温 度控制在 150～170℃，集料温度应比沥青高 10～20℃；混合料的拌合时间应严 格控制在 30～50s。大空隙基体沥青混合料宜随拌随用。 （2）严格控制大空隙沥青混合料的出厂质量，遇到异常现象及时分析。如 出现混合料花白、冒烟、离析、装车困难等现象，必须对混合料进行质量检测， 如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。 （3）大空隙沥青混合料是一种间断级配沥青混合料，混合料中大部分是粗 集料，细集料甚少，油石比较小，矿粉也相对较少，混合料的性能对油石比非常 敏感，尤其当混合料油石比小于设计值 0.2以上时，碾压后混合料的强度会大 幅度降低，给后续灌浆施工造成很大的困难，甚至无法进行。所以施工中应加强 对油石比的检验频度，同时油石比应严格控制在设计值0.2的范围内。 5.2.3 大空隙沥青混合料施工 （1）大空隙沥青混合料宜采用较大吨位的自卸型运料车运输到摊铺地点， 运料车运输混合料宜用篷布覆盖保温、防雨、防污染。由于基体沥青混合料的空 隙较大，温度散失较快，在运输过程中应做好运料车料斗的密封及保温,避免混 合料温度下降过多。混合料到现场的温度严格控制在 140～160℃，不得低于 140℃。检测大空隙沥青混合料的出厂温度和运到施工现场的温度，不合格的混 合料应作废。 （2）铺筑半柔性路面大空隙沥青混合料时，为防止离析发生，一台摊铺机 第 4 页 共 12 页 的铺筑宽度不宜超过 6m（双车道）～7.5m（3 车道以上） ，通常宜采用两台或更 多台数的摊铺机前后错开 10～20m，呈梯队方式同步进行，两幅之间应有 30～ 60mm 左右宽度