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【摘 要】 文章结合橡胶沥青在北京市大兴区马朱路路面预防性养护工程中的应用和橡胶沥青的性能要求，从原材料的选择、配合比设计、施工工艺、路面检测等方面进行了探讨。施工实践证明：橡胶沥青罩面养护技术完全能够满足沥青路面设计要求，并能有效地提高行车舒适性，降低噪声污染，减薄路面层厚度，达到降低工程造价的效果。
【关键词】 橡胶沥青;预防性养护;施工工艺;质量控制
引言：
橡胶沥青是首先把废旧轮胎通过常温粉碎的方式制成橡胶粉粒，然后以这种橡胶粉粒为改性剂，在高温条件下（18O℃以上）与基质沥青充分拌合，并且经过充分熔胀后形成的一种新型改性沥青胶结合材料。
预防性养护是一种定期的强制保养、维修措施，是在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下为恢复表面服务功能而采取的一种养护措施。为了让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善道路系统的功能状态的一种养护方式。预防性养护的实质是在适当的时间，将适用的技术措施，应用在适宜的路面上。
1.工程概况及预防性养护方案
马朱路（S226）起于通州区马驹桥工业开发区南端，终于大兴区朱庄。南北走向，路线全长12.29km，设计标准为平原二级公路。路面宽12（14）米，路基宽15（16）米。本次预防性养护起点为大兴通州交界处，桩号K4+070，终点桩号为K10+840，预防性养护长度为6.77公里。现况马朱路（K4+070-K10+840）路面整体状况良好，仅仅出现了裂缝，路面平整度好，为延缓路面病害的发生，维护路面服务功能，延长路面使用寿命。
本次预防性养护路段原沥青砼路面结构层依次为3厘米AC-10I细粒式沥青砼，5厘米AC-20C中粒式沥青砼，32厘米二灰碎石基层，15厘米12%石灰土底基層，总厚55厘米。K10+200-K12+300段于2009年实施雾封层工程。K3+500-K10+950段于2010年进行大修，结构为：5厘米细粒式沥青砼AC-13C面层，10厘米泡沫沥青冷再生，16厘米水泥稳定碎石基层。随着使用年限的增长和交通流量的迅速增加，现场调查发现马朱路（K4+070-K10+840）路况良好，主要病害为横缝，本道路所有裂缝均已灌缝，灌缝饱满，使用效果良好。本试验段最终的施工方案为在原有沥青混凝土面层的基础上铣刨拉毛1cm厚加铺2.5厘米ARAC-10橡胶沥青混合料薄层罩面，其间采用改性乳化沥青粘层加强联接。
2.原材料的选择
2.1.1橡胶沥青粘结料
本预防性养护路段橡胶沥青混合料ARAC-10所使用结合料为大兴沥青厂生产的稳定橡胶改性沥青，性能检测结果见表1，其主要技术指标经测定满足现行规范要求。
表1 基质沥青性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
针入度（25℃，100g，5s） 0.1mm 40～90 59.7
延度（5℃，5cm/min） cm 〉10 10.6
软化点TR&B ℃ 〉58 67.6
布氏旋转粘度180℃ Pa.S ≥180 3.8
弹性恢复25℃ % ≥260 87
2.2集料
2.2.1粗集料
本预防性养护路段粗集料选用河北张家口生产的玄武岩，粗集料粘附性均要求不小于5级，磨光值不小于40。粗集料的破碎面同规范中的技术要求。当粗集料的粉尘含量大于0.5%时，粗集料宜进行水洗。性能检测结果见表2、表3。
表2 粗集料性能试验结果（8-11mm玄武岩）
试验项目 单位 技术要求 测试值
压碎值 % 不大于30% 14.9
洛杉矶磨耗损失 % 不大于35% 18.0
表观相对密度 - 不小于2.45 2.939
吸水率 % 不大于3.0% 1.32
坚固性 % - -
针片状含量 % 不大于20% 1.1
水洗法小于0.075mm颗粒含量 % 不大于1% 0.4
软石含量 % 不大于5% 0.5
表3 粗集料性能试验结果（3-8mm玄武岩）
试验项目 单位 技术要求 测试值
压碎值 % 不大于30% 14.1
洛杉矶磨耗损失 % 不大于35% 17.9
表观相对密度 - 不小于2.45 2.933
吸水率 % 不大于3.0% 1.35
坚固性 % - -
针片状含量 % 不大于20% 1.0
水洗法小于0.075mm颗粒含量 % 不大于1% 0.1
软石含量 % 不大于5% 1.1
2.2.2细集料
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质并具有适当的颗粒级配，细集料主要包括天然砂、机制砂和石屑等三种，为了提高混合料的高温稳定性，一般不宜掺加天然砂，如为调整级配确需掺加，掺加量不应大于矿料总量的8%。用于超薄磨耗层的细集料宜分为0-3mm和3-5mm两档，采用石灰岩石料加工而成。本预防性养护路段细集料采用路驰公司生产的机制砂，性能检测结果见表4。
表4 细集料性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
表观相对密度 不小于2.500 2.784
砂当量 % ≮60 85
2.2.3填料
填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩等憎水石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应清除干净。本预防性养护路段填料采用房山矿粉，性能检测结果见表5。 表5 填料性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
表观相对密度 g/cm3 不小于2.500 2.795
含水量 % 不大于1.0 0.2
塑性指数 - <4 3.7
粒度范围<0.6mm%
<0.15mm%
<0.075mm% % 100
90～100
75～100 98.8
92.1
83.6
亲水系数 - <1 0.8
外观 - 无团粒结块 符合要求
3. ARAC-10橡胶沥青混合料配合比设计
3.1目标配合比设计
根据规范中沥青路面使用气候分区指标确定北京市处于1-3-2区，即夏炎热冬冷湿润区。本预防性养护路段在综合考虑预防路面水损害和车辙、裂缝等病害的基础上，结合交通部指南中的配合比设计要求，确定ARAC-10橡胶沥青混合料矿料组成为8-11mm玄武岩：3-8mm玄武岩：机制砂：矿粉=54%：15%：24%：7%，其油石比为6.1%。该配合比体现了较高的粗集料含量，能形成粗集料骨架结构，有利于避免橡胶颗粒干涉压实作用，同时较低的细集料含量，将有利于形成类似于SMA的断级配形式。其级配的掺配结果如表6。
表6 ARAC-10目标配合比掺配结果
级配类型ARAC-10 通过下列筛孔的质量百分数
13.2 9.5 7.2 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配范围 100 90-100 56-68 30-40 23-32 16-24 11-19 8-15 6-12 5-9
目标配比 100 96.8 59.6 32.4 27.8 17.5 13.8 10.0 8.4 6.9
按上述级配要求掺配，橡胶沥青混合料ARAC—10目标配合比的技术指标检测，结果见表7。
表7 ARAC-10目标配合比技术指标检测结果
青混合料目标配合比试验项目 单位 ARAC-10 技术要求
油石比 % 6.1 -
密度 g/cm3 2.474 -
沥青饱和度 % 76.9 -
流值 mm 3mm -
稳定度 kN 9.56 大于7
空隙率 % 4.0 3-5
矿料间隙率 % 17.2 不小于14
車辙试验动稳定度（60℃） 次/mm 5936 -
残留马歇尔稳定度 % 90.0 >85
冻融劈裂残留强度比 % 83.0 >80
低温弯曲试验（-10℃）破坏应变 με 3025 >2800
构造深度 mm 0.73 >0.65
渗水系数 ml/min 26 ≤100
3.2生产配合比设计
按生产配合比设计要求，对各热料仓进行了取样筛分，其矿料组成为矿料组成为8-11mm玄武岩：3-8mm玄武岩：机制砂：矿粉=54%：15%：24%：7%，其油石比为6.1%。通过生产配合比设计，确定了混合料生产矿料组成、沥青用量及施工控制密度。生产配合比级配的掺配结果及混合料ARAC-10的技术指标检测结果分别见表8和表9。
表8 ARAC-10生产配合比掺配结果
级配类型ARAC-10 通过下列筛孔的质量百分数
13.2 9.5 7.2 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配范围 100 90-100 56-68 30-40 23-32 16-24 11-19 8-15 6-12 5-9
目标配比 100 97.3 63.6 34.2 28.7 18.0 14.0 9.8 7.8 6.8
表9 ARAC-10生产配合比技术指标检测结果
青混合料生产配合比试验项目 单位 ARAC-10 技术要求
油石比 % 6.1 -
密度 g/cm3 2.462 -
沥青饱和度 % 75.5 -
流值 mm 3 -
稳定度 kN 9.04 大于7
空隙率 % 4.0 3-5
矿料间隙率 % 16.3 不小于14
车辙试验动稳定度（60℃） 次/mm 5412 -
残留马歇尔稳定度 % 88.9 >85
低温弯曲试验（-10℃）破坏应变 με 83.7 >2800
构造深度 mm 0.88 >0.65
渗水系数 ml/min 31 ≤100
4.橡胶沥青混合料施工工艺
4.1橡胶沥青混合料的拌合
本预防性养护路段橡胶沥青混合料采用拌和楼生产，在正常情况下，每盘的实际拌和时间为70～75S，其生产能力为80T/H，在拌和过程中应根据沥青和各种矿料的用量，严格控制橡胶沥青混合料的拌和温度。为保证施工时的温度，在实际施工中，混合料的出厂温度以高限控制，即控制在185-195℃。
4.2橡胶沥青混合料的摊铺
本次预防性养护路段橡胶沥青混合料采用德国ABG423摊铺机摊铺，摊铺速度缓慢、均匀、连续不间断，中途无停顿，根据拌和楼产量，摊铺速度控制在3m/min。
4.3橡胶沥青混合料的碾压
根据摊铺机控制的摊铺速度、气候及其他沥青路面的施工经验，配备了4台带有高频低幅功能的双钢轮振动式压路机，初压的遍数为3遍，碾压第一遍压实开始就需打开振动，从外侧向中心碾压，碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行，振动压路机的振动频率宜为35-50Hz，振幅宜为0.3-0.8mm。复压遍数为5-6遍，不小于120℃时采用钢轮振动碾压3遍，静压2-3遍。橡胶沥青混合料的终压应紧接在复压后进行，如经复压后已无明显轮迹时可免去终压。终压采用双轮钢压路机静压1-2遍，至无明显轮迹为止。在碾压过程中，需选择合理的碾压方式，并随时检测橡胶沥青混凝土碾压温度，保证橡胶沥青混合料的碾压温度，以达到最佳碾压效果。
5.路面检测
本次预防性养护路段完工开放交通前，实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，检测项目包括孔隙率、宽度、厚度和压实度，具体的评定结果如表10所示。从中可知，橡胶沥青ARAC-10路面完全符合规范要求。
表10 路面检测评定结果
桩号 孔隙率% 宽度m 厚度cm 压实度%
K4+370 3.7 11.98 2.5 98.5
K5+750 5.8 12.01 2.7 99.8
K6+400 4.9 11.98 2.5 98.6
K7+300 4.1 12.02 2.4 98.9
K7+850 2.6 11.98 2.6 99.2
K8+600 3.1 12.02 2.5 99.5
K9+650 1.9 12.0 2.7 98.2
K10+390 4.9 11.99 2.4 99.2
合格率 100 100 100 100
6.结束语
随着交通量尤其是重载车辆断增加，对路面的要求越来越高。但沥青路面的高温稳定性能、低温抗裂及耐久性等路用性能的要求往往相互矛盾和相互制约的，采用ARAC-10矿料缓配加上橡胶沥青拌和而成的沥青混合料感温性小.高温稳定性能、低温抗裂及耐久性都得到显著改善和提高.而且表面有良好的抗滑性能，从而全面的提高了路面使用性能。
从本次预防性养护路段通车运营后的情况看，路况始终保持良好的营运状态，其路面无坑洞、无橡胶沥青玛蹄脂上浮的现象，无车辙、无裂缝病害的出现，其路面抗滑性能、构造深度基本无衰减，完全体现了橡胶沥青所具有的优点。
【关键词】 橡胶沥青;预防性养护;施工工艺;质量控制
引言：
橡胶沥青是首先把废旧轮胎通过常温粉碎的方式制成橡胶粉粒，然后以这种橡胶粉粒为改性剂，在高温条件下（18O℃以上）与基质沥青充分拌合，并且经过充分熔胀后形成的一种新型改性沥青胶结合材料。
预防性养护是一种定期的强制保养、维修措施，是在路面结构强度充足，仅表面功能衰减的情况下为恢复表面服务功能而采取的一种养护措施。为了让状态良好的道路系统保持更长时间，延缓未来的破坏，在不增加结构承载能力的前提下改善道路系统的功能状态的一种养护方式。预防性养护的实质是在适当的时间，将适用的技术措施，应用在适宜的路面上。
1.工程概况及预防性养护方案
马朱路（S226）起于通州区马驹桥工业开发区南端，终于大兴区朱庄。南北走向，路线全长12.29km，设计标准为平原二级公路。路面宽12（14）米，路基宽15（16）米。本次预防性养护起点为大兴通州交界处，桩号K4+070，终点桩号为K10+840，预防性养护长度为6.77公里。现况马朱路（K4+070-K10+840）路面整体状况良好，仅仅出现了裂缝，路面平整度好，为延缓路面病害的发生，维护路面服务功能，延长路面使用寿命。
本次预防性养护路段原沥青砼路面结构层依次为3厘米AC-10I细粒式沥青砼，5厘米AC-20C中粒式沥青砼，32厘米二灰碎石基层，15厘米12%石灰土底基層，总厚55厘米。K10+200-K12+300段于2009年实施雾封层工程。K3+500-K10+950段于2010年进行大修，结构为：5厘米细粒式沥青砼AC-13C面层，10厘米泡沫沥青冷再生，16厘米水泥稳定碎石基层。随着使用年限的增长和交通流量的迅速增加，现场调查发现马朱路（K4+070-K10+840）路况良好，主要病害为横缝，本道路所有裂缝均已灌缝，灌缝饱满，使用效果良好。本试验段最终的施工方案为在原有沥青混凝土面层的基础上铣刨拉毛1cm厚加铺2.5厘米ARAC-10橡胶沥青混合料薄层罩面，其间采用改性乳化沥青粘层加强联接。
2.原材料的选择
2.1.1橡胶沥青粘结料
本预防性养护路段橡胶沥青混合料ARAC-10所使用结合料为大兴沥青厂生产的稳定橡胶改性沥青，性能检测结果见表1，其主要技术指标经测定满足现行规范要求。
表1 基质沥青性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
针入度（25℃，100g，5s） 0.1mm 40～90 59.7
延度（5℃，5cm/min） cm 〉10 10.6
软化点TR&B ℃ 〉58 67.6
布氏旋转粘度180℃ Pa.S ≥180 3.8
弹性恢复25℃ % ≥260 87
2.2集料
2.2.1粗集料
本预防性养护路段粗集料选用河北张家口生产的玄武岩，粗集料粘附性均要求不小于5级，磨光值不小于40。粗集料的破碎面同规范中的技术要求。当粗集料的粉尘含量大于0.5%时，粗集料宜进行水洗。性能检测结果见表2、表3。
表2 粗集料性能试验结果（8-11mm玄武岩）
试验项目 单位 技术要求 测试值
压碎值 % 不大于30% 14.9
洛杉矶磨耗损失 % 不大于35% 18.0
表观相对密度 - 不小于2.45 2.939
吸水率 % 不大于3.0% 1.32
坚固性 % - -
针片状含量 % 不大于20% 1.1
水洗法小于0.075mm颗粒含量 % 不大于1% 0.4
软石含量 % 不大于5% 0.5
表3 粗集料性能试验结果（3-8mm玄武岩）
试验项目 单位 技术要求 测试值
压碎值 % 不大于30% 14.1
洛杉矶磨耗损失 % 不大于35% 17.9
表观相对密度 - 不小于2.45 2.933
吸水率 % 不大于3.0% 1.35
坚固性 % - -
针片状含量 % 不大于20% 1.0
水洗法小于0.075mm颗粒含量 % 不大于1% 0.1
软石含量 % 不大于5% 1.1
2.2.2细集料
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质并具有适当的颗粒级配，细集料主要包括天然砂、机制砂和石屑等三种，为了提高混合料的高温稳定性，一般不宜掺加天然砂，如为调整级配确需掺加，掺加量不应大于矿料总量的8%。用于超薄磨耗层的细集料宜分为0-3mm和3-5mm两档，采用石灰岩石料加工而成。本预防性养护路段细集料采用路驰公司生产的机制砂，性能检测结果见表4。
表4 细集料性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
表观相对密度 不小于2.500 2.784
砂当量 % ≮60 85
2.2.3填料
填料应采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩等憎水石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应清除干净。本预防性养护路段填料采用房山矿粉，性能检测结果见表5。 表5 填料性能试验结果
试验项目 单位 技术要求 测试值
表观相对密度 g/cm3 不小于2.500 2.795
含水量 % 不大于1.0 0.2
塑性指数 - <4 3.7
粒度范围<0.6mm%
<0.15mm%
<0.075mm% % 100
90～100
75～100 98.8
92.1
83.6
亲水系数 - <1 0.8
外观 - 无团粒结块 符合要求
3. ARAC-10橡胶沥青混合料配合比设计
3.1目标配合比设计
根据规范中沥青路面使用气候分区指标确定北京市处于1-3-2区，即夏炎热冬冷湿润区。本预防性养护路段在综合考虑预防路面水损害和车辙、裂缝等病害的基础上，结合交通部指南中的配合比设计要求，确定ARAC-10橡胶沥青混合料矿料组成为8-11mm玄武岩：3-8mm玄武岩：机制砂：矿粉=54%：15%：24%：7%，其油石比为6.1%。该配合比体现了较高的粗集料含量，能形成粗集料骨架结构，有利于避免橡胶颗粒干涉压实作用，同时较低的细集料含量，将有利于形成类似于SMA的断级配形式。其级配的掺配结果如表6。
表6 ARAC-10目标配合比掺配结果
级配类型ARAC-10 通过下列筛孔的质量百分数
13.2 9.5 7.2 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配范围 100 90-100 56-68 30-40 23-32 16-24 11-19 8-15 6-12 5-9
目标配比 100 96.8 59.6 32.4 27.8 17.5 13.8 10.0 8.4 6.9
按上述级配要求掺配，橡胶沥青混合料ARAC—10目标配合比的技术指标检测，结果见表7。
表7 ARAC-10目标配合比技术指标检测结果
青混合料目标配合比试验项目 单位 ARAC-10 技术要求
油石比 % 6.1 -
密度 g/cm3 2.474 -
沥青饱和度 % 76.9 -
流值 mm 3mm -
稳定度 kN 9.56 大于7
空隙率 % 4.0 3-5
矿料间隙率 % 17.2 不小于14
車辙试验动稳定度（60℃） 次/mm 5936 -
残留马歇尔稳定度 % 90.0 >85
冻融劈裂残留强度比 % 83.0 >80
低温弯曲试验（-10℃）破坏应变 με 3025 >2800
构造深度 mm 0.73 >0.65
渗水系数 ml/min 26 ≤100
3.2生产配合比设计
按生产配合比设计要求，对各热料仓进行了取样筛分，其矿料组成为矿料组成为8-11mm玄武岩：3-8mm玄武岩：机制砂：矿粉=54%：15%：24%：7%，其油石比为6.1%。通过生产配合比设计，确定了混合料生产矿料组成、沥青用量及施工控制密度。生产配合比级配的掺配结果及混合料ARAC-10的技术指标检测结果分别见表8和表9。
表8 ARAC-10生产配合比掺配结果
级配类型ARAC-10 通过下列筛孔的质量百分数
13.2 9.5 7.2 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配范围 100 90-100 56-68 30-40 23-32 16-24 11-19 8-15 6-12 5-9
目标配比 100 97.3 63.6 34.2 28.7 18.0 14.0 9.8 7.8 6.8
表9 ARAC-10生产配合比技术指标检测结果
青混合料生产配合比试验项目 单位 ARAC-10 技术要求
油石比 % 6.1 -
密度 g/cm3 2.462 -
沥青饱和度 % 75.5 -
流值 mm 3 -
稳定度 kN 9.04 大于7
空隙率 % 4.0 3-5
矿料间隙率 % 16.3 不小于14
车辙试验动稳定度（60℃） 次/mm 5412 -
残留马歇尔稳定度 % 88.9 >85
低温弯曲试验（-10℃）破坏应变 με 83.7 >2800
构造深度 mm 0.88 >0.65
渗水系数 ml/min 31 ≤100
4.橡胶沥青混合料施工工艺
4.1橡胶沥青混合料的拌合
本预防性养护路段橡胶沥青混合料采用拌和楼生产，在正常情况下，每盘的实际拌和时间为70～75S，其生产能力为80T/H，在拌和过程中应根据沥青和各种矿料的用量，严格控制橡胶沥青混合料的拌和温度。为保证施工时的温度，在实际施工中，混合料的出厂温度以高限控制，即控制在185-195℃。
4.2橡胶沥青混合料的摊铺
本次预防性养护路段橡胶沥青混合料采用德国ABG423摊铺机摊铺，摊铺速度缓慢、均匀、连续不间断，中途无停顿，根据拌和楼产量，摊铺速度控制在3m/min。
4.3橡胶沥青混合料的碾压
根据摊铺机控制的摊铺速度、气候及其他沥青路面的施工经验，配备了4台带有高频低幅功能的双钢轮振动式压路机，初压的遍数为3遍，碾压第一遍压实开始就需打开振动，从外侧向中心碾压，碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行，振动压路机的振动频率宜为35-50Hz，振幅宜为0.3-0.8mm。复压遍数为5-6遍，不小于120℃时采用钢轮振动碾压3遍，静压2-3遍。橡胶沥青混合料的终压应紧接在复压后进行，如经复压后已无明显轮迹时可免去终压。终压采用双轮钢压路机静压1-2遍，至无明显轮迹为止。在碾压过程中，需选择合理的碾压方式，并随时检测橡胶沥青混凝土碾压温度，保证橡胶沥青混合料的碾压温度，以达到最佳碾压效果。
5.路面检测
本次预防性养护路段完工开放交通前，实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，检测项目包括孔隙率、宽度、厚度和压实度，具体的评定结果如表10所示。从中可知，橡胶沥青ARAC-10路面完全符合规范要求。
表10 路面检测评定结果
桩号 孔隙率% 宽度m 厚度cm 压实度%
K4+370 3.7 11.98 2.5 98.5
K5+750 5.8 12.01 2.7 99.8
K6+400 4.9 11.98 2.5 98.6
K7+300 4.1 12.02 2.4 98.9
K7+850 2.6 11.98 2.6 99.2
K8+600 3.1 12.02 2.5 99.5
K9+650 1.9 12.0 2.7 98.2
K10+390 4.9 11.99 2.4 99.2
合格率 100 100 100 100
6.结束语
随着交通量尤其是重载车辆断增加，对路面的要求越来越高。但沥青路面的高温稳定性能、低温抗裂及耐久性等路用性能的要求往往相互矛盾和相互制约的，采用ARAC-10矿料缓配加上橡胶沥青拌和而成的沥青混合料感温性小.高温稳定性能、低温抗裂及耐久性都得到显著改善和提高.而且表面有良好的抗滑性能，从而全面的提高了路面使用性能。
从本次预防性养护路段通车运营后的情况看，路况始终保持良好的营运状态，其路面无坑洞、无橡胶沥青玛蹄脂上浮的现象，无车辙、无裂缝病害的出现，其路面抗滑性能、构造深度基本无衰减，完全体现了橡胶沥青所具有的优点。