多孔橡胶沥青路面的工程应用

　　传统的多孔沥青路面主要是通过空隙吸收噪声。而多孔橡胶沥青路面一方面通过空隙吸声，另一方面通过提高混合料的弹性来增强路面的阻尼减振功能。通过室内试验可知，空隙率、结构厚度和级配等因素均会影响大空隙橡胶沥青路面的降噪特性。但在工程应用中，受限于结构设计要求，已有工程案例重点关注了结构厚度和空隙率对路面降噪特性的影响。

　　结构厚度的影响

　　在不含橡胶颗粒的多孔沥青路面中，路面厚度对降噪能力有一定的影响。但是在吸声特性上的表现大概相近；吸声系数均是随着频率的增加先增大后减小。不同的是，吸声系数峰值所对应的频率逐步向低频移动，说明低频区的吸声系数随着路面厚度的增加而提升。研究表明，上述规律同样适用于大空隙橡胶沥青路面。日本公共建设工程研究协会（ＰＷＲＩ）发明了多孔弹性路面，将橡胶颗粒作为集料掺加到混合料中，使用聚氨脂树脂代替沥青作黏结剂，面层厚度设计为２～５ｃｍ。研究表明，对于小汽车，可降噪１３ｄＢ；对于卡车，可降噪８ｄＢ。

　　空隙率的影响

　　乐兴堃研究了１５．８％空隙率的橡胶路面材料在工程应用中的降噪表现，发现当音频为１０００Ｈｚ时，吸声系数可以达到０．５２；与普通沥青路面相比，降噪量可以达到４．９ｄＢ。高明星发现路面空隙率从９％增加到１７％的过程中，噪声降低值曲线接近平行，都在１．７ｄＢ左右，表明路面空隙率增加到一定程度时，其对路面噪音的吸收能力保持恒定。同济大学与杭州市公路管理处合作在杭－金公路萧山段铺筑了１ｋｍ全幅低噪声排水性沥青路面，空隙率近２２％，并进行了噪声测试，其平均降噪量为５．３～８．７ｄＢ。

　　沥青施工现场级配设计分析

　　1、现场级配设计

　　因本路段路面铣刨全厚度路面旧料大块较多，为有效控制再生料尺寸，需在拌和场内破碎铣刨的RAP材料，且做好筛分工作。为保证铣刨旧路级配合理，需先对不同旧料及粗集料的比例、档位进行调整，保证再生混合料级配基本与最佳配合比相近，根据70%旧沥青混合料掺配比例，进行现场生产级配的确定，可通过外掺法进行水泥掺加，在冷再生沥青混合料内掺加水泥材料后，可实现乳化沥青混合料强度、耐久性的有效提升，且结合水泥强度形成机理等规定，选用32.5级普通硅酸盐水泥进行中，并以1.5%为掺配比例，此时，在级配设计中水泥可忽略不计，具体掺配比例为:10-30mm:5-10mm:0-5mm:新料:矿粉=19:22:29:25:5。

　　2、最佳含水率

　　为确定最佳含水率，可在不改变乳化沥青3.3%的基础上，依次向新料内掺水，测取不同含水率。同时可利用马歇尔重型击实试验，待新料成型后，烘干水分，随后进行新料干密度检测，从而获取不同含水率与干密度检测结果。

　　三、高速公路旧沥青路面铣刨料再生利用施工应用

　　1、试拌施工

　　乳化沥青冷再生混合料可通过3000型沥青拌和楼进行调制，根据需要，可加设一套加水计量系统，并在沥青搅拌楼控制室布设信号源。拌和过程中，原材料运输与预制混合可通过传送带、滚筒完成，随后由拌缸拌和，待混合料均匀，无花白、离析问题，即可进行下道工序施工。

　　2、运输施工

　　为保证乳化沥青裹覆均匀，在拌和骨料和乳化沥青前期，需先将一定量的水喷入，保证其湿度满足设计要求。拌和过程中，需严格管控冷再生混合料拌和时间，确保混合料水分、温度不会下降过快，这种情况下，就要求合理控制运输距离，一般拌和站与施工现场间距控制在50km以内，保证从拌和到完成压实，时间在6~8小时。向运料车放料过程中，自卸运输车需前后多次移动，分堆装料，避免混合料离析。相比拌和能力、摊铺能力，运输能力应略有富余，保证有3~5辆运输车等在摊铺机前卸料。装料运输前，需彻底清理干净车厢，并将一定量油水混合液涂抹到车厢侧板、底部等位置。

　　3、摊铺施工

　　摊铺再生料前，需将乳化沥青透层油与热沥青下封层洒布到下承层表面，一般每平方米透层油喷洒量为0.4~0.6kg，下封层热沥青洒布量为1.6~2.2kg，并通过0.4%沥青进行碎石预拌。再生混合料摊铺前，需将橡胶碎石封层洒布到大粒径碎石基层表面，且保证洁净、无污染。如有垃圾、杂物存于大粒径碎石基层表面，需及时清理干净，如存有粘土块，需冲水清理，当表面干燥程度满足施工规定，即可进行橡胶沥青碎石封层洒布。

　　根据检测结果可确定松铺系数，为1.28。在整个铺筑阶段，需对铺筑层厚度、路拱、横坡等进行详细检测，如有一些粒径较大的材料存于新料之中，可通过人工的方式提前清除。

　　待拌和完新料之后，即可向摊铺现场运输，为避免运输途中水分蒸发过快，可利用帆布覆盖新料。在摊铺机振捣频率确定之后，可选用6个断面进行新料松铺系数的准确测量，经检查成型后的基层高程，可初步拟定1.28为松铺系数。

　　4、碾压施工

　　碾压施工的主要目的，是提高再生混合料铺设质量，在整个碾压施工过程中，必须保证选择的压路机组合理，碾压遍数等均满足设计要求。

　　5、养生

　　乳化沥青冷再生混合料经碾压施工，内部水分将进一步消散，这个阶段其强度将逐步增强，为保证施工质量，需做好养护施工。要求在常温状态下，进行3~5d养护，待养护结束后，可开放交通。

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　　橡胶沥青路面轮胎／路面噪声的影响因素

　　橡胶沥青路面的降噪效果受到多种因素的综合影响，仅仅从单一因素分析很难有效地评价橡胶沥青的降噪效果，研究者利用多种噪声测试方法定量研究了橡胶沥青的降噪效果，确定了降噪效果的影响因素，如橡胶粉掺量、橡胶粉目数、橡胶沥青混合料级配等。本章综述了相关研究成果，重点讨论了对橡胶沥青路面有显著影响的因素以及各个因素之间的相互作用情况，例如，橡胶粉的目数将影响橡胶沥青混合物的级配，而级配则反过来会影响橡胶沥青路面的粗糙度、嵌锁结构和表面纹理。此外，研究者也指出尽管橡胶沥青路面的组成和结构对降噪效果有影响，其所处的环境温度、车速、车重，特别是服务时间等外部因素对橡胶改性沥青路面也有一定的影响。

　　橡胶粉相关的影响因素

　　橡胶粉是橡胶沥青路面的重要组成部分之一，是一种高分子聚合物。当其在外力作用时，其分子链会产生拉伸、扭曲等变形，造成分子之间的链段也会产生相对的错位和滑移。当外力去掉之后，大部分变形的分子链会恢复到原始位置，分子之间的相对运动也会部分复原。橡胶沥青路面在受到轮胎的振动冲击时，路面因橡胶颗粒的存在会产生较大的变形，而在变形过程中，会将振动的能量储存到橡胶链当中。部分能力会在存储的过程中在沥青分子之间因摩擦而损失，从而削弱了轮胎的振动。研究者们针对橡胶粉的来源、破碎方式、掺量、目数等方面进行了研究。