溫度控制在改性瀝青混凝土路面施工中的應(yīng)用分析

郭 剛

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán))

改性瀝青混凝土是一種相對(duì)較新的混凝土施工材料，通常被應(yīng)用于路面施工。這種材料在實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(duì)溫度的要求與普通的瀝青混凝土不同，而且也更加嚴(yán)格，所以其溫度控制技術(shù)對(duì)最終施工質(zhì)量的影響很大，有必要進(jìn)行深入具體的研究。

1 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青

1.1 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青的生產(chǎn)

目前的改性瀝青大多使用SBS 熱塑橡膠作為改性劑。在實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，SBS 需使用高速剪切機(jī)進(jìn)行剪切、研磨，加工成細(xì)小微粒以后才能使用，具體來(lái)說(shuō)，微粒尺寸不得高于5，并且在瀝青中的分布必須均勻。因此改性瀝青的生產(chǎn)拌合溫度取決于改性劑SBS 和基質(zhì)瀝青兩方面，以AH－90型基質(zhì)瀝青為例，這種瀝青與SBS 拌和的理想加工溫度位于165 ～170 ℃的區(qū)間內(nèi)，而且無(wú)論如何不能超過(guò)195 ℃，否則生產(chǎn)的改性瀝青會(huì)產(chǎn)生性能上的變化。

1.2 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青的運(yùn)輸

改性瀝青的生產(chǎn)地點(diǎn)并不一定與混合料的生產(chǎn)地點(diǎn)一致，當(dāng)二者的生產(chǎn)地點(diǎn)不同時(shí)就會(huì)產(chǎn)生改性瀝青的運(yùn)輸問(wèn)題。在運(yùn)輸過(guò)程中，改性瀝青的溫度降低是難以避免的，這令溫度控制顯得尤為重要，具體來(lái)說(shuō)，改性瀝青在運(yùn)輸時(shí)必須要采取一定的保溫措施以控制其降溫幅度，通常情況下，溫度的下降幅度應(yīng)控制在20 ～30 ℃的區(qū)間內(nèi)，更多則會(huì)對(duì)其使用產(chǎn)生較大的影響。

1.3 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青的儲(chǔ)存

改性瀝青在到達(dá)儲(chǔ)存地點(diǎn)后必須先測(cè)量溫度，如果運(yùn)輸期間的溫度控制不出現(xiàn)問(wèn)題，此時(shí)的溫度應(yīng)大約為150 ℃，可以直接進(jìn)行儲(chǔ)存，如果溫度控制出現(xiàn)問(wèn)題，則應(yīng)視具體的溫度區(qū)間進(jìn)行處理。如果溫度在140 ～120 ℃的區(qū)間內(nèi)，在儲(chǔ)存之前必須二次加溫，直到溫度高于150 ℃才能儲(chǔ)存;如果溫度達(dá)到了120 ℃以下，則要先進(jìn)行性能測(cè)試，對(duì)性能已經(jīng)變化到無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)需求的予以清除。儲(chǔ)存設(shè)備需要具有泵送、攪拌、加熱等一系列循環(huán)設(shè)備，以通過(guò)攪拌加熱的循環(huán)令儲(chǔ)存的改性瀝青維持在160 ～170 ℃的溫度區(qū)間內(nèi)。需要注意的是，即使完全滿(mǎn)足溫度控制需求，改性瀝青的儲(chǔ)存時(shí)限也只有3 d。

1.4 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青的使用

改性瀝青通常具有很高的粘度，所以在使用之前必須進(jìn)行前置加熱處理，否則一旦其溫度在155 ℃以下，粘稠程度會(huì)非常高，根本無(wú)法以液態(tài)噴入拌和用機(jī)倉(cāng)。具體來(lái)說(shuō)，改性瀝青在使用前必須加熱到170 ～175 ℃的區(qū)間內(nèi)，以確保使用能效。

2 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混合料

2.1 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混合料的配比

改性瀝青混合料在正式配制之前需要進(jìn)行配合比度的試驗(yàn)，由于改性瀝青的儲(chǔ)存區(qū)域與試驗(yàn)區(qū)域通常是分離的，所以送入試驗(yàn)室的改性瀝青也要進(jìn)行溫度控制，控制標(biāo)準(zhǔn)等同于其運(yùn)輸儲(chǔ)存期間的控制標(biāo)準(zhǔn)，即溫度不得低于150 ℃，放置時(shí)間不得超過(guò)3 d。需要注意的是，改性瀝青混合料所必須的馬歇爾試驗(yàn)在溫度控制方面有特殊需求，具體來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)溫度要高于普通瀝青混合料10 ～20 ℃，同時(shí)流值應(yīng)控制在2 ～5 mm 的區(qū)間內(nèi)。

2.2 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混合料的生產(chǎn)

改性瀝青混合料的生產(chǎn)包括拌合與出料兩個(gè)部分，其溫度控制應(yīng)分別進(jìn)行:拌合期間的溫度應(yīng)控制在180 ～190 ℃的區(qū)間內(nèi);出料期間的溫度應(yīng)控制在165 ～175 ℃的區(qū)間內(nèi)，這樣可以令改性瀝青混合料的質(zhì)量保持在最佳。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)時(shí)，每斗料都會(huì)有一定的溫度差異，所以需要具體而細(xì)致的溫度監(jiān)控系統(tǒng)和溫度調(diào)整系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)溫度的動(dòng)態(tài)控制。不過(guò)，一旦有斗的出料溫度達(dá)到了200 ℃以上，可視為生產(chǎn)失敗，混合料不能使用，只能廢棄。

2.3 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混合料的儲(chǔ)存

改性瀝青混合料不適宜長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，即使使用具有二次拌和功能的儲(chǔ)存?zhèn)}均勻混合，配合完善的溫度控制，也只能保持30 min 左右的完全保溫。通常情況下，改性瀝青混合料的儲(chǔ)存時(shí)間最多只有24 h，在這期間內(nèi)的溫度降幅不得高于10 ℃，而且在實(shí)際使用之前需要進(jìn)行二次加溫，否則會(huì)出現(xiàn)離析、滴漏、老化等混合料質(zhì)量降低的現(xiàn)象。

2.4 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混合料的取樣

拌和完成的改性瀝青混合料也需要進(jìn)行取樣試驗(yàn)以保證混合料質(zhì)量，該樣本必須是最初拌和完畢的混合料，因此取樣時(shí)應(yīng)直接在拌和機(jī)的出口進(jìn)行，記錄和成型也要同步進(jìn)行。否則改性瀝青混合料會(huì)在儲(chǔ)存過(guò)程中進(jìn)行二次加熱，試驗(yàn)結(jié)果必然會(huì)受到影響而導(dǎo)致精度降低。

3 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混凝土路面的現(xiàn)場(chǎng)施工

3.1 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸

路面施工對(duì)改性瀝青混凝土的需求量很大，因此在運(yùn)輸時(shí)需要使用大噸位的自卸車(chē)。而且因?yàn)楦男詾r青混凝土對(duì)溫度控制的要求非常高——混凝土自身的溫度降幅不能高于10 ℃，外層的溫度也要保持在130 ℃以上，所以運(yùn)輸過(guò)程中必須用具有保溫、防水能效的篷布覆蓋住整個(gè)運(yùn)輸料車(chē)。需要注意的是，如果運(yùn)輸過(guò)程中瀝青混合料的外層出現(xiàn)了硬殼現(xiàn)象，則硬殼部分必須予以廢棄。

3.2 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)攤鋪

改性瀝青混凝土的現(xiàn)場(chǎng)攤鋪需要使用大型的攤鋪機(jī)，這種攤鋪機(jī)具有熨平板振動(dòng)裝置，能通過(guò)不停振動(dòng)產(chǎn)生一定的保溫能效。但是由于路面施工所攤鋪的改性瀝青層非常薄，降溫速度極快，以4 cm 厚的改性瀝青層為例，即使戶(hù)外溫度高達(dá)30 ℃，只要攤鋪進(jìn)行15 ～20 m 左右，降溫幅度就可以達(dá)到5 ℃。而攤鋪混合料溫度要控制在150 ℃以上才能保證攤鋪質(zhì)量，所以往往需要將混合料加熱到一個(gè)較高的溫度再開(kāi)始進(jìn)行攤鋪。

3.3 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)碾壓

碾壓對(duì)溫度的要求比較嚴(yán)格，想要保證碾壓質(zhì)量，攤鋪后的改性瀝青層溫度不能低于110 ℃，如果瀝青層溫度達(dá)到了100 ℃以下，碾壓會(huì)直接造成路面裂紋，導(dǎo)致這一區(qū)域的路面施工失敗。而上文已經(jīng)說(shuō)明，攤鋪后的瀝青層溫度下降極快，所以瀝青層的碾壓必須緊隨攤鋪工作進(jìn)行，避免時(shí)間相隔過(guò)久導(dǎo)致的路面溫度下降。

3.4 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于接縫處理

接縫處理是路面現(xiàn)場(chǎng)施工的必要工作，因?yàn)榻涌p有可能因熱脹冷縮和推移產(chǎn)生變形，所以溫度控制同樣要做好。具體來(lái)說(shuō)，橫接縫位置在施工開(kāi)始之前就要涂抹上粘層油并以熨平板進(jìn)行預(yù)熱，攤鋪機(jī)攤鋪2 m 后，接縫位置就要加以橫向碾壓并通過(guò)曬水令其冷卻降溫，溫度要控制在50 ℃以下，直到確保不會(huì)產(chǎn)生推移變形才能進(jìn)行縱向的碾壓工作。

3.5 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于低溫施工

由于路面施工基本都是露天作業(yè)，所以受室外溫度的影響比較大，這為溫度控制帶來(lái)了一定的困難，尤其是室外溫度較低時(shí)，改性瀝青混凝土的降溫速度非?？?，此時(shí)必須采取一定的措施保證碾壓溫度。具體來(lái)說(shuō)，要結(jié)合室外溫度實(shí)際計(jì)算瀝青混合料的降溫速度，在必要的情況下將碾壓作業(yè)的實(shí)際溫度控制在120 ℃以上，避免因意外因素拖慢施工速度進(jìn)而引發(fā)碾壓溫度過(guò)低。如果室外溫度達(dá)到10 ℃以下，改性瀝青混凝土的路面施工作業(yè)不可進(jìn)行。

4 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于改性瀝青混凝土路面的施工修復(fù)

4.1 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于離析修補(bǔ)

離析現(xiàn)象必須使用熱混合料進(jìn)行修補(bǔ)，所以其修補(bǔ)作業(yè)必須在進(jìn)行碾壓之前完成。因此，離析修補(bǔ)的溫度控制要求和攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的溫度控制要求一致，均要以可以正常進(jìn)行碾壓為基準(zhǔn)控制作業(yè)的溫度區(qū)間。

4.2 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于坑洼修補(bǔ)

坑洼現(xiàn)象的問(wèn)題根源往往來(lái)自于下面層部分，其形成時(shí)間則是攤鋪碾壓工作初步完成之后，因此其處理時(shí)機(jī)是初步碾壓之后，終壓之前。為了保證后續(xù)碾壓工作正常進(jìn)行，修補(bǔ)作業(yè)的溫度區(qū)間要控制在120 ℃以上，通過(guò)人工灑料與再碾壓完成修復(fù)。

4.3 溫度控制技術(shù)應(yīng)用于橫棱修補(bǔ)

橫棱是因?yàn)橄旅鎸硬黄交驍備仚C(jī)械停頓所造成的路面施工缺陷，只有當(dāng)溫度不低于120 ℃時(shí)才能通過(guò)振動(dòng)碾壓予以除去。

綜上可知，瀝青混凝土路面施工缺陷基本都是在攤鋪、碾壓階段修補(bǔ)的，所以其作業(yè)溫度區(qū)間通常要控制在120 ℃以上。

5 結(jié) 語(yǔ)

目前來(lái)看，改性瀝青混凝土在我國(guó)北方的應(yīng)用推廣相對(duì)較慢，這與北方地區(qū)戶(hù)外溫度較低，溫度控制相對(duì)困難有一定的關(guān)系。因此，除了要加強(qiáng)溫度控制技術(shù)以外，北方地區(qū)在使用改性瀝青混凝土進(jìn)行路面施工時(shí)還要留意施工時(shí)期，盡可能在溫度控制較為簡(jiǎn)單的夏季進(jìn)行施工。

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