沙漠地区公路橡胶沥青应力吸收层铺装施工工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路铺设技术领域，具体涉及一种沙漠地区公路橡胶沥青应力吸收层 铺装施工工艺。
【背景技术】
[0002] 我国戈壁沙漠地区面积已达到173. 97万平方公里，占国土面积的18. 12%，戈壁 沙漠气候四季鲜明、日照充足、气候干燥、昼夜温差大、风沙及寒潮降温多。作为戈壁沙漠地 区的高速公路，在施工、运营过程中要受到暴晒、严寒、雨雪、大风等自然条件的反复侵蚀及 荷载或人为因素的反复作用，路面会产生不同的病害，其中以反射裂缝、水损害最为严重， 为了减少反射裂缝和水损害问题，提高路面施工质量，延长路面使用性能，橡胶沥青应力吸 收层（路面功能层）应运而生。橡胶沥青应力吸收层是指铺筑于半刚性基层与沥青路面之 间或者水泥混凝土路面与沥青路面之间的，具有高变形能力的橡胶沥青层。它的设置能够 缓解裂缝部位的应力集中，减少沥青路面反射裂缝的产生，同时还能起到粘结层和防水层 的作用。针对沙漠地区高速公路橡胶沥青应力吸收层的施工，由于其特殊的气候条件，橡胶 沥青技术要求及其铺筑工艺较难控制，施工过程中温度损失变化快，温度离析较大。因此， 如何控制沙漠地区公路路面施工所用橡胶沥青的技术指标是技术的关键，如何控制橡胶沥 青应力吸收层施工技术及其工艺是技术的重点，也是戈壁沙漠地区橡胶沥青应力吸收层施 工技术难题之一。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种沙漠地区公路橡胶沥青应力吸收层铺装施工工艺，解决在沙漠气 候条件下，采用传统橡胶沥青应力吸收层施工时，各个结构层间容易被风沙尘土污染，形成 路面层间"夹层"结构的问题。
[0004] 本发明采取如下的技术方案：
[0005] -种沙漠地区公路橡胶沥青应力吸收层铺装施工工艺，该施工工艺为：
[0006]A、生产符合沙漠地区公路性能的橡胶沥青：将基质沥青与橡胶粉按照配合比混合 搅拌，通过加热、搅拌、剪切循环，利用热反应和胶磨剪切原理，使橡胶粉与基质沥青的混合 料在高温条件下溶胀剪切反应，形成橡胶沥青；所述配合比根据所需橡胶沥青的路用性能 参数检测橡胶沥青软化点进行适配的，该橡胶沥青的软化点为62°C~65°C;
[0007]B、反推定量同步施工工艺的制定：
[0008] 所述反推定量同步施工工艺为：以后续施工作业数量决定紧前工序作业数量的施 工方法，通过倒排施工工序及计划，减少各工序间的等待时间；
[0009]C、橡胶沥青应力吸收层的洒布施工工艺：
[0010] 1)根据反推定量同步施工工艺，橡胶沥青应力吸收层的洒布施工量根据下道工序 即下面层的施工工作量确定后，进行：
[0011] 2)橡胶沥青的洒布：橡胶沥青的洒布温度为180 °C~190 °C，洒布量按照 I.8kg±0. 2kg/m2进行洒布；
[0012] 3)碎石的洒布：橡胶沥青洒布后立即铺筑碎石，碎石要经过加热，温度为 170°C±5 °C，碎石铺筑量以满铺、不散失为标准；
[0013] 4)橡胶沥青应力吸收层碾压成型：碎石洒布后，立即采用大吨位胶轮压路机进行 碾压施工；作业时，所有压路机摆成一条直线型紧跟碾压的施工工艺，且胶轮上配置挡风保 温装置，确保轮胎温度损失及其碾压施工温度，确保紧跟橡胶沥青碎石同步洒布车碾压且 胶轮压路机来回碾压若干遍而形成橡胶沥青应力吸收层。
[0014] 所述步骤A中的基质沥青采用90#A级石油沥青；橡胶粉采用废旧轮胎加工而成， 密度为I. 12±0. 05g/cm3、粒径40目~60目。
[0015] 所述橡胶沥青应力吸收层洒布施工时，橡胶沥青碎石同步洒布车洒布装置周围要 配置挡风保温装置，避免大风迎吹或侧吹高温橡胶沥青和高温碎石，造成温度损失。
[0016] 本发明的有益效果：
[0017] 1、本发明采用橡胶沥青软化点检测技术控制其生产配比，简化了橡胶沥青生产检 测试验，优化了橡胶沥青配合比，节省了成本。
[0018] 2、采用反推定量组织施工工艺，减少各工序间的等待时间，避免层间污染，有效地 解决和遏制了路面"夹层"结构的存在，提高层间粘结性和路面结构整体性。
[0019] 3、采用温度离析精益控制技术，如碎石加热保温技术：采用拌合站和橡胶沥青专 用智能洒布车两次加热；采用橡胶沥青专用智能洒布车保温装置和洒布装置周围安装棉毡 裙带防止温度降低和离析；采用在胶轮压路机的胶轮周围安装棉毡裙带防止温度降低离析 等方法，增强了碎石与橡胶沥青的粘结力和裹附状态，提高了橡胶沥青应力吸收层施工质 量和层间粘结接触状态。
[0020] 4、采用了废旧轮胎橡胶粉作为沥青改性剂，属于废弃物再生利用，节约了橡胶资 源，保护了自然环境。节约了项目施工成本，大大提高了企业的社会经济效益。
[0021] 本发明不仅适用于戈壁沙漠地区高速公路及其他公路橡胶沥青应力吸收层（功 能层）施工，也适用于气候干燥、昼夜温差大、风沙多、降雨量集中及环保型公路的项目施 工。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过对营双高速公路路面工程YSLM3合同段的具体施工过程对本发明作进 一步详细的说明。
[0023] 项目地点位于甘肃省景泰县境内，施工工期为20月（2012年3月一2013年10 月），该合同段主线全长27. 3km。主要技术标准：采用双向四车道高速公路标准建设，设计 行车速度为80km/h，整体式路基宽度24. 5m，分离式路基宽度12. 25m，全封闭、全立交、控制 出入四车道高速公路标准，工程造价23398. 97万元。
[0024] YSLM3合同段路面结构中封层采用橡胶沥青应力吸收层，其铺筑面积共计 625539m2。其施工工艺为：
[0025] 1)原材料选择：
[0026] (1)基质沥青
[0027] 道路沥青的选择受多种因素影响，特别是气候环境因素的影响比较大。依据我国 "八五"国家科技攻关项目《道路沥青及沥青混合料路用性能的研究》及本课题依托的项目 所在区域的沙漠气候特征（属于高海拔夏热冬寒干旱气候）。基质沥青选用AH2-2 (气候类 型2-2 ;7月最高温度20~30 ;年极端温度-37. 5~-21. 5 ;沥青针入度（80~100)的90# 基质沥青。
[0028] (2)橡胶粉
[0029] 道路橡胶粉一般采用废旧轮胎加工而成，其各项性能应该符合道路橡胶粉路用性 能，达到公路路面橡胶沥青应力吸收层施工技术质量要求，一般采用密度为I. 12±0. 05g/ cm3、粒径40目~60目。
[0030] (3)碎石
[0031] 碎石必须采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质的碎石，岩性为石灰岩，按规格为 9. 5mm~15mm，机械加工生产。
[0032] 2)施工准备工作：
[0033]由于沙漠地区气候干燥、白天炎热，地下水位低，水分容易流失或蒸发等特点，所 以沙漠地区水泥稳定碎石基层的养生尤其重要。水泥稳定碎石基层铺筑施工结束后，应进 行七天的基层养生，养生期满后需经检查验收，在合格的水泥稳定碎石基层进行透层施工， 然后才可进行下封层施工。
[0034] (1)清除水泥稳定碎石表面浮灰：先用清扫车全面清扫水泥稳定碎石表面，再用 空压机沿纵向排成斜线顺风方向将浮灰吹净，尽量使基层顶面集料颗粒能部分外露，消除 基层表面镜面，确保下承层表面粗糙、干净、干燥；
[0035] (2)在干净的下承层上进行透层洒布：透层喷洒必须符合施工规范要求，做到喷 洒均匀，透层油的用量宜为〇. 4-0. 6kg/m2,喷洒时沿路基纵向匀速喷洒，由中央分隔带内 侦牝由内向外，逐次喷洒，原则上不重叠或少重叠，但不能漏洒，漏洒处需补洒，多洒部分予 以清除。洒完透层油后，严禁车辆、行人通过，确保透层不受污染；
[0036] (3)施工放样，同步碎石必须加热至170°C±5°C，机械施工设备：橡胶沥青碎石同 步洒布车、同步碎石封层车、胶轮压路机性能良好并置放于施工现场，在洒布前要对全体施 工人员及设备进行技术、质量、安全交底，明确职责，落实责任到人和机。
[0037] 3)基于软化点控制的橡胶沥青配合比设计
[0038] 沙漠地区的夏季公路表面最高温度达到60°C以上，冬季公路表面温度最低在零下 30°C以下，昼夜温差较大，因此，橡胶沥青配合比设计应该重点考虑其应力吸收层的防反射 裂缝和防渗透能力的性能指标。
[0039] 根据橡胶粉和基质沥青的配伍性及沙漠地区公路橡胶沥青的性能指标要求，在实 验室内进行配合比试验，确定胶粉掺量及比例，调整和优化橡胶沥青配合比，使橡胶沥青技 术标准符合表1要求。
[0040] 表1沙漠地区公路橡胶沥青技术标准 [0041 ]
[0042] 试验结果表明：选取90#A级石油沥青，并在其中掺加密度为I. 12±0. 05g/cm3、粒 径40目、剂量为基质沥青质量20% ±0. 02的橡胶粉，在190°C高温溶胀剪切60min±5min 条件下，生产的橡胶沥青软化点较高，其技术标准符合要求，铺筑的橡胶沥青应力吸收层抗 高、低温性能、抗剪切变形及防老化性能较强。
[0043] 4)橡胶沥青的生产
[0044] 将检测合格的基质沥青快速升温至160°C左右，输送至橡胶沥青生产设备，按照橡 胶粉与基质沥青生产配比，把橡胶粉与160 °C的基质沥青同时送入到高速剪切搅拌系统， 为了橡胶粉可以充分在基质沥青中溶解，在加工过程中必须保证胶粉添加均匀有序，使胶 粉性能可以完全融入橡胶沥青之中，橡胶粉与基质沥青在高速剪切搅拌器内拌和，经过高 速剪切预拌的橡胶沥青混合物输送到熔胀反应系统.快速加热橡胶沥青混合物到190°C， 保持橡胶沥青混合物190°C高温不变剪切反应Ih左右，保证沥青罐的温度应尽量恒温在 190°C。反应罐生产一段时间后需对橡胶沥青混合物软化点指标进行检测，若软化点指标低 于要求，则继续掺加相应数量的橡胶粉，若软化点指标较高，则适量添加基质沥青保证橡胶 沥青混合物软化点指标符合标准。检验合格后输送至橡胶沥青智能洒布车内，橡胶沥青生 产加工工艺完成。
[0045] 5)反推定量同步施工工艺：
[0046] 针对沙漠气候特点，公路橡胶沥青应力吸收层采用传统工序施工，各个工序之间 存在时间间隔，作业面容易被沙尘污染，污染的作业面需要返工，浪费了材料、机械及人工 费用，延误了工期，造成了巨大的经济损失。如果不返工，在基层与面层之间会形成"夹层" 结构层，严重影响公路路面结构整体性和层间粘结性能，因此沙漠地区公路橡胶沥青应力 吸收层反推