沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層鋪裝施工工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路鋪設(shè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層 鋪裝施工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)戈壁沙漠地區(qū)面積已達(dá)到173. 97萬(wàn)平方公里，占國(guó)土面積的18. 12%，戈壁 沙漠氣候四季鮮明、日照充足、氣候干燥、晝夜溫差大、風(fēng)沙及寒潮降溫多。作為戈壁沙漠地 區(qū)的高速公路，在施工、運(yùn)營(yíng)過(guò)程中要受到暴曬、嚴(yán)寒、雨雪、大風(fēng)等自然條件的反復(fù)侵蝕及 荷載或人為因素的反復(fù)作用，路面會(huì)產(chǎn)生不同的病害，其中以反射裂縫、水損害最為嚴(yán)重， 為了減少反射裂縫和水損害問(wèn)題，提高路面施工質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用性能，橡膠瀝青應(yīng)力吸 收層（路面功能層）應(yīng)運(yùn)而生。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層是指鋪筑于半剛性基層與瀝青路面之 間或者水泥混凝土路面與瀝青路面之間的，具有高變形能力的橡膠瀝青層。它的設(shè)置能夠 緩解裂縫部位的應(yīng)力集中，減少瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生，同時(shí)還能起到粘結(jié)層和防水層 的作用。針對(duì)沙漠地區(qū)高速公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的施工，由于其特殊的氣候條件，橡膠 瀝青技術(shù)要求及其鋪筑工藝較難控制，施工過(guò)程中溫度損失變化快，溫度離析較大。因此， 如何控制沙漠地區(qū)公路路面施工所用橡膠瀝青的技術(shù)指標(biāo)是技術(shù)的關(guān)鍵，如何控制橡膠瀝 青應(yīng)力吸收層施工技術(shù)及其工藝是技術(shù)的重點(diǎn)，也是戈壁沙漠地區(qū)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施 工技術(shù)難題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層鋪裝施工工藝，解決在沙漠氣 候條件下，采用傳統(tǒng)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工時(shí)，各個(gè)結(jié)構(gòu)層間容易被風(fēng)沙塵土污染，形成 路面層間"夾層"結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：
[0005] -種沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層鋪裝施工工藝，該施工工藝為：
[0006]A、生產(chǎn)符合沙漠地區(qū)公路性能的橡膠瀝青：將基質(zhì)瀝青與橡膠粉按照配合比混合 攪拌，通過(guò)加熱、攪拌、剪切循環(huán)，利用熱反應(yīng)和膠磨剪切原理，使橡膠粉與基質(zhì)瀝青的混合 料在高溫條件下溶脹剪切反應(yīng)，形成橡膠瀝青；所述配合比根據(jù)所需橡膠瀝青的路用性能 參數(shù)檢測(cè)橡膠瀝青軟化點(diǎn)進(jìn)行適配的，該橡膠瀝青的軟化點(diǎn)為62°C~65°C;
[0007]B、反推定量同步施工工藝的制定：
[0008] 所述反推定量同步施工工藝為：以后續(xù)施工作業(yè)數(shù)量決定緊前工序作業(yè)數(shù)量的施 工方法，通過(guò)倒排施工工序及計(jì)劃，減少各工序間的等待時(shí)間；
[0009]C、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的灑布施工工藝：
[0010] 1)根據(jù)反推定量同步施工工藝，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層的灑布施工量根據(jù)下道工序 即下面層的施工工作量確定后，進(jìn)行：
[0011] 2)橡膠瀝青的灑布：橡膠瀝青的灑布溫度為180 °C~190 °C，灑布量按照 I.8kg±0. 2kg/m2進(jìn)行灑布；
[0012] 3)碎石的灑布：橡膠瀝青灑布后立即鋪筑碎石，碎石要經(jīng)過(guò)加熱，溫度為 170°C±5 °C，碎石鋪筑量以滿(mǎn)鋪、不散失為標(biāo)準(zhǔn)；
[0013] 4)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層碾壓成型：碎石灑布后，立即采用大噸位膠輪壓路機(jī)進(jìn)行 碾壓施工；作業(yè)時(shí)，所有壓路機(jī)擺成一條直線型緊跟碾壓的施工工藝，且膠輪上配置擋風(fēng)保 溫裝置，確保輪胎溫度損失及其碾壓施工溫度，確保緊跟橡膠瀝青碎石同步灑布車(chē)碾壓且 膠輪壓路機(jī)來(lái)回碾壓若干遍而形成橡膠瀝青應(yīng)力吸收層。
[0014] 所述步驟A中的基質(zhì)瀝青采用90#A級(jí)石油瀝青；橡膠粉采用廢舊輪胎加工而成， 密度為I. 12±0. 05g/cm3、粒徑40目~60目。
[0015] 所述橡膠瀝青應(yīng)力吸收層灑布施工時(shí)，橡膠瀝青碎石同步灑布車(chē)灑布裝置周?chē)?配置擋風(fēng)保溫裝置，避免大風(fēng)迎吹或側(cè)吹高溫橡膠瀝青和高溫碎石，造成溫度損失。
[0016] 本發(fā)明的有益效果：
[0017] 1、本發(fā)明采用橡膠瀝青軟化點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)控制其生產(chǎn)配比，簡(jiǎn)化了橡膠瀝青生產(chǎn)檢 測(cè)試驗(yàn)，優(yōu)化了橡膠瀝青配合比，節(jié)省了成本。
[0018] 2、采用反推定量組織施工工藝，減少各工序間的等待時(shí)間，避免層間污染，有效地 解決和遏制了路面"夾層"結(jié)構(gòu)的存在，提高層間粘結(jié)性和路面結(jié)構(gòu)整體性。
[0019] 3、采用溫度離析精益控制技術(shù)，如碎石加熱保溫技術(shù)：采用拌合站和橡膠瀝青專(zhuān) 用智能灑布車(chē)兩次加熱；采用橡膠瀝青專(zhuān)用智能灑布車(chē)保溫裝置和灑布裝置周?chē)惭b棉氈 裙帶防止溫度降低和離析；采用在膠輪壓路機(jī)的膠輪周?chē)惭b棉氈裙帶防止溫度降低離析 等方法，增強(qiáng)了碎石與橡膠瀝青的粘結(jié)力和裹附狀態(tài)，提高了橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工質(zhì) 量和層間粘結(jié)接觸狀態(tài)。
[0020] 4、采用了廢舊輪胎橡膠粉作為瀝青改性劑，屬于廢棄物再生利用，節(jié)約了橡膠資 源，保護(hù)了自然環(huán)境。節(jié)約了項(xiàng)目施工成本，大大提高了企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
[0021] 本發(fā)明不僅適用于戈壁沙漠地區(qū)高速公路及其他公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層（功 能層）施工，也適用于氣候干燥、晝夜溫差大、風(fēng)沙多、降雨量集中及環(huán)保型公路的項(xiàng)目施 工。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過(guò)對(duì)營(yíng)雙高速公路路面工程YSLM3合同段的具體施工過(guò)程對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0023] 項(xiàng)目地點(diǎn)位于甘肅省景泰縣境內(nèi)，施工工期為20月（2012年3月一2013年10 月），該合同段主線全長(zhǎng)27. 3km。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：采用雙向四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì) 行車(chē)速度為80km/h，整體式路基寬度24. 5m，分離式路基寬度12. 25m，全封閉、全立交、控制 出入四車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，工程造價(jià)23398. 97萬(wàn)元。
[0024] YSLM3合同段路面結(jié)構(gòu)中封層采用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，其鋪筑面積共計(jì) 625539m2。其施工工藝為：
[0025] 1)原材料選擇：
[0026] (1)基質(zhì)瀝青
[0027] 道路瀝青的選擇受多種因素影響，特別是氣候環(huán)境因素的影響比較大。依據(jù)我國(guó) "八五"國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目《道路瀝青及瀝青混合料路用性能的研究》及本課題依托的項(xiàng)目 所在區(qū)域的沙漠氣候特征（屬于高海拔夏熱冬寒干旱氣候）。基質(zhì)瀝青選用AH2-2 (氣候類(lèi) 型2-2 ;7月最高溫度20~30 ;年極端溫度-37. 5~-21. 5 ;瀝青針入度（80~100)的90# 基質(zhì)瀝青。
[0028] (2)橡膠粉
[0029] 道路橡膠粉一般采用廢舊輪胎加工而成，其各項(xiàng)性能應(yīng)該符合道路橡膠粉路用性 能，達(dá)到公路路面橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工技術(shù)質(zhì)量要求，一般采用密度為I. 12±0. 05g/ cm3、粒徑40目~60目。
[0030] (3)碎石
[0031] 碎石必須采用堅(jiān)硬、清潔、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)的碎石，巖性為石灰?guī)r，按規(guī)格為 9. 5mm~15mm，機(jī)械加工生產(chǎn)。
[0032] 2)施工準(zhǔn)備工作：
[0033]由于沙漠地區(qū)氣候干燥、白天炎熱，地下水位低，水分容易流失或蒸發(fā)等特點(diǎn)，所 以沙漠地區(qū)水泥穩(wěn)定碎石基層的養(yǎng)生尤其重要。水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn) 行七天的基層養(yǎng)生，養(yǎng)生期滿(mǎn)后需經(jīng)檢查驗(yàn)收，在合格的水泥穩(wěn)定碎石基層進(jìn)行透層施工， 然后才可進(jìn)行下封層施工。
[0034] (1)清除水泥穩(wěn)定碎石表面浮灰：先用清掃車(chē)全面清掃水泥穩(wěn)定碎石表面，再用 空壓機(jī)沿縱向排成斜線順風(fēng)方向?qū)⒏』掖祪?，盡量使基層頂面集料顆粒能部分外露，消除 基層表面鏡面，確保下承層表面粗糙、干凈、干燥；
[0035] (2)在干凈的下承層上進(jìn)行透層灑布：透層噴灑必須符合施工規(guī)范要求，做到噴 灑均勻，透層油的用量宜為〇. 4-0. 6kg/m2,噴灑時(shí)沿路基縱向勻速?lài)姙?，由中央分隔帶?nèi) 偵牝由內(nèi)向外，逐次噴灑，原則上不重疊或少重疊，但不能漏灑，漏灑處需補(bǔ)灑，多灑部分予 以清除。灑完透層油后，嚴(yán)禁車(chē)輛、行人通過(guò)，確保透層不受污染；
[0036] (3)施工放樣，同步碎石必須加熱至170°C±5°C，機(jī)械施工設(shè)備：橡膠瀝青碎石同 步灑布車(chē)、同步碎石封層車(chē)、膠輪壓路機(jī)性能良好并置放于施工現(xiàn)場(chǎng)，在灑布前要對(duì)全體施 工人員及設(shè)備進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量、安全交底，明確職責(zé)，落實(shí)責(zé)任到人和機(jī)。
[0037] 3)基于軟化點(diǎn)控制的橡膠瀝青配合比設(shè)計(jì)
[0038] 沙漠地區(qū)的夏季公路表面最高溫度達(dá)到60°C以上，冬季公路表面溫度最低在零下 30°C以下，晝夜溫差較大，因此，橡膠瀝青配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該重點(diǎn)考慮其應(yīng)力吸收層的防反射 裂縫和防滲透能力的性能指標(biāo)。
[0039] 根據(jù)橡膠粉和基質(zhì)瀝青的配伍性及沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青的性能指標(biāo)要求，在實(shí) 驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行配合比試驗(yàn)，確定膠粉摻量及比例，調(diào)整和優(yōu)化橡膠瀝青配合比，使橡膠瀝青技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合表1要求。
[0040] 表1沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) [0041 ]
[0042] 試驗(yàn)結(jié)果表明：選取90#A級(jí)石油瀝青，并在其中摻加密度為I. 12±0. 05g/cm3、粒 徑40目、劑量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量20% ±0. 02的橡膠粉，在190°C高溫溶脹剪切60min±5min 條件下，生產(chǎn)的橡膠瀝青軟化點(diǎn)較高，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)符合要求，鋪筑的橡膠瀝青應(yīng)力吸收層抗 高、低溫性能、抗剪切變形及防老化性能較強(qiáng)。
[0043] 4)橡膠瀝青的生產(chǎn)
[0044] 將檢測(cè)合格的基質(zhì)瀝青快速升溫至160°C左右，輸送至橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備，按照橡 膠粉與基質(zhì)瀝青生產(chǎn)配比，把橡膠粉與160 °C的基質(zhì)瀝青同時(shí)送入到高速剪切攪拌系統(tǒng)， 為了橡膠粉可以充分在基質(zhì)瀝青中溶解，在加工過(guò)程中必須保證膠粉添加均勻有序，使膠 粉性能可以完全融入橡膠瀝青之中，橡膠粉與基質(zhì)瀝青在高速剪切攪拌器內(nèi)拌和，經(jīng)過(guò)高 速剪切預(yù)拌的橡膠瀝青混合物輸送到熔脹反應(yīng)系統(tǒng).快速加熱橡膠瀝青混合物到190°C， 保持橡膠瀝青混合物190°C高溫不變剪切反應(yīng)Ih左右，保證瀝青罐的溫度應(yīng)盡量恒溫在 190°C。反應(yīng)罐生產(chǎn)一段時(shí)間后需對(duì)橡膠瀝青混合物軟化點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，若軟化點(diǎn)指標(biāo)低 于要求，則繼續(xù)摻加相應(yīng)數(shù)量的橡膠粉，若軟化點(diǎn)指標(biāo)較高，則適量添加基質(zhì)瀝青保證橡膠 瀝青混合物軟化點(diǎn)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)合格后輸送至橡膠瀝青智能灑布車(chē)內(nèi)，橡膠瀝青生 產(chǎn)加工工藝完成。
[0045] 5)反推定量同步施工工藝：
[0046] 針對(duì)沙漠氣候特點(diǎn)，公路橡膠瀝青應(yīng)力吸收層采用傳統(tǒng)工序施工，各個(gè)工序之間 存在時(shí)間間隔，作業(yè)面容易被沙塵污染，污染的作業(yè)面需要返工，浪費(fèi)了材料、機(jī)械及人工 費(fèi)用，延誤了工期，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如果不返工，在基層與面層之間會(huì)形成"夾層" 結(jié)構(gòu)層，嚴(yán)重影響公路路面結(jié)構(gòu)整體性和層間粘結(jié)性能，因此沙漠地區(qū)公路橡膠瀝青應(yīng)力 吸收層反推