溫拌泡沫瀝青混合料技術(shù)的研究與應(yīng)用

王守闖，王士崇

（河南省光大路橋工程有限公司，河南 濮陽 457000）

0 引言

泡沫瀝青混合料技術(shù)可降低瀝青混合料生產(chǎn)的運(yùn)行溫度，實(shí)現(xiàn)了減少資源浪費(fèi)，降低成本。2020 年在濮陽文明路修建中，利用溫拌泡沫瀝青混合料技術(shù)鋪筑的2523.25m 面層，經(jīng)過將近一年的通車，使用效果較好，具有應(yīng)用推廣價(jià)值。

1 工程概況

文明路（濮范高速-S101）新建道路工程位于河南濮陽市清豐縣，呈南北走向，起于濮范高速，終點(diǎn)止于S101，路線全長(zhǎng)2523.25m，道路紅線為50m。道路等級(jí)為城市主干道路；設(shè)計(jì)車速50km/h。車道設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)如表1 所示。

表1 路面結(jié)構(gòu)層

2 溫拌瀝青混合料

熱拌技術(shù)和溫拌技術(shù)與冷拌技術(shù)對(duì)比如表2 所示。

表2 熱拌技術(shù)和溫拌技術(shù)與冷拌技術(shù)對(duì)比

2.1 混合料配合比

AC-13 溫拌瀝青混合料級(jí)配情況如表3 所示。

表3 AC-13 溫拌瀝青混合料級(jí)配

2.2 瀝青材料

根據(jù)對(duì)不同種類瀝青發(fā)泡特性的試驗(yàn)研究，通過試驗(yàn)分析，4.1%的泡沫瀝青用量下，瀝青混合料的技術(shù)性能指標(biāo)滿足要求，且各項(xiàng)指標(biāo)性能最優(yōu)[1]。

2.3 發(fā)泡溫度和用水量的確定

使用瀝青試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行發(fā)泡試驗(yàn)，每次進(jìn)行平行試驗(yàn)4~5 次，然后取其平均值。結(jié)果如表4 所示。

表4 瀝青發(fā)泡溫度和發(fā)泡用水量的確定試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可知，瀝青滿足規(guī)范要求。試驗(yàn)最終確定70#瀝青的發(fā)泡溫度為160℃，發(fā)泡用水量為3%，瀝青發(fā)泡倍數(shù)為10 倍，半衰期為8s。圖1 為瀝青膨脹率和半衰期曲線。

圖1 瀝青膨脹率和半衰期曲線

2.4 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)如表5 所示，馬歇爾空隙率試驗(yàn)如表6 所示。干濕劈裂強(qiáng)度比如表7 所示，動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)如表8 所示。

表5 馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)

表6 馬歇爾空隙率試驗(yàn)

表7 干濕劈裂強(qiáng)度比

表8 動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)

3 施工工藝

3.1 混合料的拌和

集料根據(jù)上述試驗(yàn)確定的級(jí)配添加礦料。瀝青存放在瀝青罐內(nèi)，發(fā)泡瀝青溫度控制在160℃以內(nèi)。必須有穩(wěn)定連續(xù)的干凈水供應(yīng)。

3.2 運(yùn)輸

車輛的運(yùn)輸能力大于現(xiàn)場(chǎng)攤鋪能力，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工的要求，運(yùn)輸過程中采用篷布覆蓋防止散落、防止污染[2]。

3.3 攤鋪

攤鋪時(shí)做到緩慢、勻速、連續(xù)攤鋪，不得隨意停機(jī)、掉頭。

3.4 碾壓

碾壓應(yīng)密實(shí)，壓實(shí)度符合規(guī)范要求。

3.5 試驗(yàn)

（1）混合料性能試驗(yàn)。取樣放入恒溫箱，恒溫1~2h 后進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表9 所示。

表9 瀝青混合料試驗(yàn)

（2）旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果如表10 所示。

表10 混合料旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

由此可見，泡沫瀝青溫拌混合料技術(shù)可實(shí)現(xiàn)較好的壓實(shí)度，在達(dá)到壓實(shí)功后亦可達(dá)到與熱拌混合料相

同的密度和壓實(shí)度。

4 效果和經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 使用效果

2021 年9 月，筆者對(duì)濮陽市清豐縣文明路泡沫瀝青路面進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，結(jié)果表明泡沫瀝青路面具有較好的路面結(jié)構(gòu)承載能力[3]。

4.2 經(jīng)濟(jì)性分析

文明路瀝青面層施工正值10 月中旬，氣候涼爽，生產(chǎn)施工時(shí)環(huán)境溫度10~19℃。瀝青混合料生產(chǎn)所用粗集料平均含水率0.5%，0～5mm 細(xì)集料平均含水率1.7%，集料常規(guī)溫度為7～10℃。通過對(duì)瀝青混合料拌的溫度和天然氣用量的對(duì)比分析，進(jìn)行綜合效益分析，如表11 所示。

表11 節(jié)能及經(jīng)濟(jì)效益分析

采用溫拌混合料技術(shù)可使生產(chǎn)溫度降低20～35℃，節(jié)約能耗25%以上。此外，二氧化碳等其他有害物質(zhì)的排放量明顯減少。

5 結(jié)語

（1）工程實(shí)踐證明，泡沫瀝青溫拌混合料的生產(chǎn)溫度低，其可操作性良好。

（2）節(jié)能降耗25%以上。由于泡沫瀝青混合料材料是在常溫下材料進(jìn)行拌和，節(jié)省了能源和原材料，使得路面總體造價(jià)降低。

（3）溫拌泡沫瀝青混合料能夠提高路面結(jié)構(gòu)承載能力，從而延長(zhǎng)道路的使用壽命。

（4）使用道路工程已通車將近1 年，使用狀況良好，無裂縫、車轍、擁包等病害，但仍需對(duì)已鋪筑的路面進(jìn)行更長(zhǎng)期的跟蹤與評(píng)測(cè)，對(duì)其耐久性做進(jìn)一步研究。