溫拌劑在西商高速公路試驗路段的應用

張 軍

(中鐵十局集團西北工程有限公司，陜西西安 710065)

1 HH-X溫拌劑簡介

1)HH-X型溫拌劑是一種表面活性類添加劑，在瀝青混合料拌合時添加，具有微乳化、抗剝落、降粘等多種功能，達到顯著降低瀝青混合料的生產、施工溫度。并且整個過程不影響混合料的材質和性能。西安公路研究院經過兩年多的試驗研究，已經形成性能穩定的溫拌劑產品。通過反復室內試驗表明:該產品性能已經達到甚至部分性能優于國外同類先進產品。

2)技術原理。a.溫拌添加劑具有微乳化作用，可以和瀝青形成油包水(W/O)狀態，使水分相對穩定的存在于瀝青之中。b.瀝青中由于存在水分，而水即使在常溫下也具有流動性，在高溫情況下可以汽化膨脹發泡，在瀝青內部形成泡沫結構。因此，當瀝青在較低施工溫度下粘度較大，受到外力作用時，由于其中的水分和泡沫具有較大的變形能力，使瀝青整體也具有較大變形能力，利于壓實。也就是說:溫拌混合料，通過水膜的潤滑作用，極大地弱化了混合料的工作溫度與瀝青粘度的相關性，從而達到瀝青混合料各施工環節溫度可以降低的效果。c.在瀝青混合料拌和過程中，在表面活性類添加劑和水的共同作用下，瀝青內部形成的泡沫便形成水膜潤滑結構，該水膜結構能夠顯著增加混合料的工作性。在壓實前，水膜的存在將避免混合料的團聚，增加混合料的攤鋪工作性;壓實過程中，在振動和輪碾的揉搓作用下，水膜潤滑作用得到最大的體現，粗集料位置調整和骨架結構形成更加容易。混合料碾壓成型后，在長期的使用環境中，水分逐漸完全揮發，使溫拌瀝青混合料具有與熱拌瀝青混合料相同的性能。d.溫拌混合料性能的核心是施工各環節溫度降低了，因此其優勢表現在兩方面:常溫季節施工可以降低拌合溫度實現溫拌;低溫季節，與熱拌混合料同溫拌和，增加施工各環節的溫度容許范圍，從而延長施工各環節容許操作時間，達到低溫季節可以施工，延長施工季節。

2 試驗路工程概況

1)實驗段路面情況:西安至商州高速公路(第二通道)第36合同段為乳化型溫拌瀝青混合料試驗段。起止里程為:K69+450～K97+381，路線長總計27.931 km。路段路面結構為:水泥穩定碎石基層+12 cm ATB-30+6 cm AC-16+4 cm SMA瀝青混合料面層。2)施工環境:夜間鋪筑段落:2011年11月13日，21:00～23:00，夜間，氣溫0℃ ～5℃，微風(三級);溫拌試驗路K75+280～K75+120。白天鋪筑段落:2011年11月13日10:00～12:00，晴，氣溫5℃ ～10℃，溫拌樁號:K15+280～K15+780，對比段熱拌混合料樁號為:K75+780～K76+520。3)試驗路混合料級配為AC-16型，油石比為4.7%;瀝青為70號基質瀝青，溫拌劑為西安公路研究院研制的HH-X溫拌劑，與瀝青質量比為5∶95。AC-16級配曲線見圖1。

圖1 AC-16級配曲線

3 施工情況

1)溫拌劑添加情況。根據設計配合比，現場瀝青混合料拌和時，采用瀝青噴灑完后加礦粉的工藝，干拌2 s后進行瀝青噴灑。溫拌濃縮液與瀝青質量比為5∶95，溫拌濃縮液在瀝青開始噴灑后延時2 s開始噴入，根據噴灑量，調整噴灑設備的壓力，使得噴入時間控制在6 s～8 s以內，同時確保在瀝青噴灑完畢前完成溫拌濃縮液的噴灑。在噴灑瀝青結束后6 s添加礦粉，實踐證明后添加礦粉基本不影響溫拌料的裹附性及質量。

2)在拌合的過程中，溫拌劑的噴灑由拌合樓噴灑瀝青信號控制，無需手工操作，噴灑計量準確，拌合效果較好。在溫拌劑噴入瞬間有大量的水蒸氣出現;混合料拌和均勻后，出料時基本沒有煙氣產生。11月13日進行溫拌混合料夜間施工，夜間施工時環境溫度為0℃ ～5℃，風力3級，溫拌混合料出料溫度控制在145℃左右，比熱拌混合料在正常氣候環境下的施工溫度降低大約15℃，攤鋪及碾壓過程中并未出現異常現象，壓實度及平整度均比較好。

3)11月13日由于環境溫度較高，因此控制混合料出料溫度在130℃左右，碾壓過程試驗了以鋼輪振動碾壓和以膠輪揉壓為主兩種壓實方式，試驗結果顯示兩種方式的碾壓均保證了路面使用功能，由于以揉壓為主的壓實方式經實踐檢驗對石料的破壞較小，因此建議對于溫拌混合料采用傳統的壓實方式即可。

4)攤鋪過程中溫度控制基本達到預期效果，在不同的環境溫度下，溫拌混合料表現出較長的碾壓溫度區間，比熱拌混合料對應溫度最高可降低30℃以上。

4 檢測結果

1)試驗路段碾壓結果表見表1。

試驗路段碾壓結果表明:

a.壓實過程中，終壓時當溫度降低到50℃，路面出現微小橫向裂紋，表明50℃為終壓極限溫度，如果低于該溫度繼續碾壓會造成路面結構性損害。

b.為保證壓實度和平整度，初壓應在混合料不產生推移、開裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進行。

2)試驗路段碾壓結果分析。

a.在正常施工段落，溫拌混合料的壓實度均滿足規范要求。

b.溫拌混合料壓實度和熱拌混合料的相當;如果用溫拌混合料的馬歇爾試件密度控制溫拌混合料的壓實度，則結果偏大，因此建議在以后的壓實度控制中，溫拌混合料應采用理論密度來控制壓實度。

表1 壓實度檢測結果表

3)試驗結論。

a.溫拌瀝青混合料在正常的施工環境溫度下可降低混合料出料溫度30℃以上;當環境溫度較低(不適合熱拌混合料攤鋪)，通過不降低或較少降低混合料溫度(與熱拌比較)，采用溫拌工藝可以爭取更長的施工攤鋪溫度區間，延長施工季節。

b.攤鋪過程中，施工機械應及時跟進，盡量在較高溫度下完成混合料壓實。

c.溫拌混合料碾壓工藝同熱拌傳統工藝即可保證路面的壓實度。

d.通過此次試驗路的攤鋪，對于溫拌混合料的各階段的碾壓溫度推薦如下:

初壓溫度不低于100℃;復壓溫度不低于90℃;終壓溫度不低于55℃，且溫度越高，越有利于壓實。

［1］JTJ 052-2000，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程［S］.

［2］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.

［3］秦光春，黃昌頌.溫拌瀝青混合料技術及最新研究［J］.石油瀝青，2006(4):94-96.

［4］王 維.瀝青混合料溫拌技術的應用研究［D］.南京:東南大學碩士學位論文，2007.