溫拌瀝青混合料施工技術(shù)研究

張曉軍

（中鐵十八局集團(tuán)第五工程有限公司，天津 300459）

1 引言

瀝青混凝土路面是我國(guó)的主要路面形式，施工時(shí)多采用熱拌瀝青混合料，其加熱溫度高，排放廢氣多，煙塵揚(yáng)灰大，污染較為嚴(yán)重。因此，如何減少混合料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪中產(chǎn)生的污染，節(jié)約能源是學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。溫拌瀝青混合料是一種新型、綠色、環(huán)保的路面鋪筑材料，通過(guò)添加特性的外摻劑，在不降低路面使用性能的條件下降低混合料的施工溫度，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的[1]。本文依托某實(shí)際工程，從原材料優(yōu)選角度入手，著重介紹溫拌瀝青混合料施工中關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，以期為類似工程提供借鑒與指導(dǎo)。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

某高速公路為雙向四車道，全長(zhǎng)30.156km，設(shè)計(jì)時(shí)速120km/h，路基寬度為29m，上面層采用AC-13C 級(jí)配，中面層為AC-20C 級(jí)配，該路段在冬季施工，為保證混合料在低溫時(shí)的鋪筑效果，研究決定添加溫拌劑以保證施工質(zhì)量。

2.2 原材料

（1）瀝青

采用溫拌技術(shù)可降低施工中瀝青溫度及黏度，減少瀝青老化，利于混合料拌和。故實(shí)際工程中應(yīng)選用黏度較大的瀝青。本文選用東海牌SBS 改性瀝青，其技術(shù)指標(biāo)如表1 所示。

表1 SBS 改性瀝青技術(shù)指標(biāo)

（2）集料

選用新鄉(xiāng)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r，其技術(shù)指標(biāo)如表2 所示。

表2 集料技術(shù)指標(biāo)

（3）級(jí)配

上面層設(shè)計(jì)采用AC-13C 級(jí)配，通過(guò)篩孔百分率如表3 所示。

表3 上面層級(jí)配設(shè)計(jì)

（4）溫拌劑

采用上海龍孚材料技術(shù)有限公司提供的E 性溫拌施工添加劑，其技術(shù)指標(biāo)如表4 所示。

表4 溫拌劑技術(shù)指標(biāo)

2.3 溫拌混合料路用性能

參考類似工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選取油石比為4.4%為該AC-13C 瀝青混合料初試油石比，溫拌劑摻量為3%。采用輪碾儀成型試件測(cè)定車轍動(dòng)穩(wěn)定度與滲水系數(shù)，采旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀SGC 成型試件測(cè)定馬歇爾穩(wěn)定度等性能，其結(jié)果如表5 所示。

表5 溫拌混合料路用性能檢測(cè)

由上表可知，選用油石比為4.4%和溫拌劑摻量為3%的AC-13C 溫拌瀝青混合料高低溫性能、滲水性能、抵御變形性能良好，上述摻量指標(biāo)等可用于指導(dǎo)實(shí)際施工。

2.4 施工工藝

（1）混合料拌和

采用人工投放方式，將溫拌劑與改性瀝青同步加入，為使溫拌劑均勻分布在瀝青中，干拌時(shí)間應(yīng)大于10 秒，拌和周期應(yīng)大于45s，濕拌時(shí)間應(yīng)大于30s，拌和周期應(yīng)大于55s。該方法不需要傳統(tǒng)的高速剪切，可減少耗能。溫拌改性瀝青制備完畢后，將其與集料同時(shí)置于拌和設(shè)備內(nèi)，并適當(dāng)延長(zhǎng)拌和時(shí)間確保拌和均勻，集料表面充分裹覆瀝青，避免出現(xiàn)混合料花白、有結(jié)塊等離析現(xiàn)象[2]。

（2）混合料運(yùn)輸

參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004），由于溫拌瀝青混合料溫度下降速度較慢，可在熱拌混合料的施工經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上適當(dāng)增加運(yùn)輸距離與運(yùn)輸時(shí)間。采用自卸式汽車運(yùn)輸，裝車前應(yīng)確保車輛潔凈避免混合料污染。車輛數(shù)量應(yīng)與攤鋪機(jī)數(shù)量、攤鋪能力、運(yùn)輸距離相適應(yīng)確保連續(xù)施工[3]。

（3）混合料攤鋪

采用履帶式攤鋪機(jī)，攤鋪寬度不宜超過(guò)6m，施工前提前將熨平板加熱0.5-1 小時(shí)，溫度加熱至100℃以上，攤鋪機(jī)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)選用適宜的振動(dòng)頻率及振幅以提高路面初始?jí)簩?shí)度，攤鋪機(jī)2-4m/min 勻速前進(jìn)，避免出現(xiàn)停頓倒車等操作。攤鋪過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)檢查攤鋪層厚度、路拱橫坡，攤鋪機(jī)螺旋布料器兩側(cè)應(yīng)確保有大于送料器三分之二高度混合料以減少攤鋪過(guò)程中的離析現(xiàn)象。

（4）混合料碾壓

采用鋼輪壓路機(jī)與輪胎壓路機(jī)聯(lián)合碾壓，溫拌瀝青混合料的碾壓溫度較熱拌瀝青混合料適當(dāng)降低，初壓時(shí)溫度一般為110-115℃，終壓時(shí)溫度應(yīng)大于65℃。碾壓過(guò)程中，碾壓機(jī)具盡可能緊跟攤鋪機(jī)，避免混合料溫度驟降對(duì)碾壓造成困難。碾壓組合技術(shù)要求如表6 所示。

表6 碾壓組合技術(shù)要求

3 工程質(zhì)量檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)

3.1 施工質(zhì)量檢驗(yàn)

為嚴(yán)格控制溫拌瀝青混合料施工質(zhì)量，本文在施工過(guò)程中檢測(cè)相關(guān)施工工藝時(shí)混合料溫度，并對(duì)施工后的外觀、壓實(shí)效果、滲水性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（1）施工溫度監(jiān)測(cè)

溫拌瀝青混合料各項(xiàng)施工工序溫度關(guān)系到路面壓實(shí)后使用性能，為此，本文對(duì)溫拌瀝青混合料從拌和到碾壓各項(xiàng)關(guān)鍵施工工藝進(jìn)行溫度監(jiān)控，其結(jié)果如表7 所示。

表7 溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果

由上表可知溫拌瀝青混合料各項(xiàng)施工工序溫度滿足相應(yīng)建議值，保證施工質(zhì)量。

（2）外觀質(zhì)量

該路段溫拌瀝青混合料施工后路面如圖1 所示。經(jīng)目測(cè)檢測(cè)，其表面平整，無(wú)明顯輪跡，未出現(xiàn)泛油、離析等現(xiàn)象，外觀質(zhì)量滿足《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)法》（JTG F40-2004）要求。

圖1 路面外觀質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果

（3）壓實(shí)質(zhì)量

為對(duì)該路段壓實(shí)效果進(jìn)行評(píng)定，對(duì)施工后鋪筑的AC-13C 型路面結(jié)構(gòu)層選取5 個(gè)代表性點(diǎn)進(jìn)行鉆芯取樣并檢測(cè)其壓實(shí)度與空隙率等指標(biāo)，其結(jié)果如表8 所示。

表8 壓實(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果

由上表可知：該路面上面層AC-13C 結(jié)構(gòu)在低溫環(huán)境下施工按照理論密度計(jì)算的壓實(shí)度與馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度計(jì)算的壓實(shí)度均＞99%，滿足《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004），壓實(shí)質(zhì)量良好。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

為對(duì)溫拌瀝青混合料節(jié)能減排效果進(jìn)行分析，本文在施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)相關(guān)氣體排放物含量并與熱拌瀝青混合料進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表9 所示。

表9 廢氣煙霧排放檢測(cè)結(jié)果

由上表可知：采用溫拌瀝青混合料節(jié)能減排效果顯著。其中苯可溶物含量較熱拌瀝青混合料減少約97%，二氧化碳、氮氧化物等有害氣體排放量均減少50%以上。在實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的同時(shí)改善施工環(huán)境，保障施工人員身體健康。

4 結(jié)語(yǔ)

溫拌瀝青混合料技術(shù)在不影響路面使用性能的條件下降低施工溫度，減少有害氣體排放，是現(xiàn)階段值得推廣的道路施工技術(shù)之一。本文依托某實(shí)際工程，從原材料優(yōu)選角度入手，著重介紹總結(jié)溫拌瀝青混合料施工關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)施工后路面進(jìn)行外觀及壓實(shí)度等檢測(cè)并分析溫拌技術(shù)節(jié)能減排效果。結(jié)果表明：

（1）采用溫拌技術(shù)鋪筑的路面結(jié)構(gòu)在外觀、壓實(shí)度、路用性能等方面均滿足相應(yīng)技術(shù)規(guī)范；

（2）采用溫拌技術(shù)能有效減少二氧化碳、氮氧化物等有害氣體排放，節(jié)能減排效果顯著。