溫拌劑及阻燃劑在公路隧道路面表層橡膠復合改性瀝青混凝土當中的應用

李廣才

摘 要：以河南省濟陽市濟源至陽城高速公路路面施工為背景，從橡膠復合改性瀝青實際應用效果、環境保護、效益價值等貼合項目實際應用的角度來介紹阻燃劑、溫拌劑在公路隧道路面施工當中的應用。

關鍵詞：瀝青施工；工程應用；溫拌劑；阻燃劑

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）01-0109-03

0 引言

隧道在相對封閉、狹小的空間內進行施工，面臨通風性能差、瀝青路面施工時產生的煙霧、粉塵和高溫等問題，嚴重影響施工人員的健康等問題。在瀝青混凝土各項性能指標滿足設計及規范要求的前提下，滿足環保、抑煙、無毒、不造成二次火災等使用要求，需要適當降低瀝青混凝土生產、施工的溫度。在濟陽高速隧道路面施工當中，通過添加溫拌劑及阻燃劑的方式，提高了橡膠復合改性瀝青瀝青混合料的使用性能，進而減少隧道施工的污染，降低能耗，保護環境。

1項目簡介

濟源至陽城高速公路濟源段，項目起點位于山西省與河南省的交界處，王屋鎮牛角洞附近，起點樁號為ZK38+515（YK38+550），向北與山西省陽蟒高速相接，路線向南至終點樁號K56+900濟源市大峪鎮廟前村附近，與長濟高速相接，線路全長19.7 km。主要施工內容為全線19.7 km的瀝青路面攤鋪[1]。其中，隧道長度占比60.7%，總長達11.98 km，中長隧道5座，大于3 000的長隧道1座，隧道路面結構層設計為4 cm細粒式橡膠復合改性（膠粉+SBS）瀝青混凝土WRAC-13上面層（添加阻燃劑，長度大于2 ?km的隧道添加溫拌劑），6 cm中粒式SBS改性瀝青混凝土AC-20C中面層（長度大于2 ?km的隧道添加溫拌劑）。

2 原材料及配合比設計

2.1 原材料

2.1.1 橡膠復合改性瀝青

基質瀝青的選用首先滿足設計及規范的要求，選用AH-70號A 級重交通道路石油瀝青，路用廢胎粉選用常溫粉碎的斜交胎膠粉，其顆粒粒徑大小宜在0.4～0.6 mm之間（30～40目），其他技術指標應符合《路用廢胎橡膠粉》（JT/T797）的相關要求。膠粉的添加量為瀝青質量的20%，技術要求如表1。

2.1.2 集料機礦粉

中粗骨料采用堅硬耐磨的石料，石料的磨光值應大于42。路面使用的碎石骨料采用錘式破碎機生產的機制碎石，以充分保證骨料的技術質量。

瀝青面層所用細集料應采用微風化的石灰巖石料加工而成的機制砂（不得使用采石廠的下腳料），加工后的細集料級配良好，各項檢測指標符合設計及規范要求。

瀝青混合料所用礦粉宜原材料為石灰巖等堿性石料，通過研磨等工藝，磨制成粉狀而成的礦粉，礦粉應干燥、潔凈。礦粉每50 t為一個檢驗批，進行一次質量檢測，具體技術要求如表2。

2.1.3 溫拌劑

溫拌劑選用湖北安捷路橋技術有限公司生產的AJ-W1瀝青溫拌劑。它是一種表面活性劑，使用時直接投入瀝青中進行攪拌均勻即可[2]。在保證瀝青混凝土壓實質量的前提下，還可以實現相對較低的拌和、攤鋪溫度。根據我部的膠結料類型與級配設計，在理想狀態下，AJ-W1型瀝青溫拌劑能降低30～50℃瀝青混凝土的正常施工所需的溫度。

AJ-W1型瀝青溫拌劑為棕黃色液體，密度0.9～0.96 g/cm3，黏度（20℃）為520 MPa·s，使用時添加至拌合站的卸油池中，與熱瀝青一同泵送至瀝青儲罐后使用機械攪拌至均勻，添加劑量通常為瀝青的0.4%～0.5%，約占瀝青混合料的0.25‰。

2.1.4 阻燃劑

阻燃劑選用湖北安捷路橋技術有限公司生產的添加型瀝青專用阻燃劑，其阻燃效果較好，OI指數一般可達25以上，而普通產品OI指數一般為20 左右（試驗方法參考GB/T2406-1993）。摻入后不影響瀝青的其他路用性能，在達到阻燃性能的同時不改變瀝青的技術性能。抑煙、無毒或無腐蝕氣體產生，少粉塵，不造成二次火災，不會對操作人員造成傷害，對環境無污染。技術指標如表3所示。

2.2 配合比設計

2.2.1 礦料組成設計

材料配合比為10～20 mm集料：5～10 mm集料：3～5 mm集料：機制砂：礦粉=24：40：10：21：5，油石比為5.7%。

2.2.2 瀝青混合料的性能評價

經試驗檢測，加入溫拌劑、阻燃劑后，瀝青混合料穩定度、強度、滲水系數等各項性能指標參數符合設計及規范要求具體內容見表3。

3施工工藝

3.1 瀝青混合料拌和

環保節能型改性劑的投放應采用風送設備，保證每盤混合料所需要的改性劑的用量。膠粉與SBS復合改性瀝青應配備快速升溫的高溫儲存罐，瀝青泵送配備15 kW的三螺桿泵或高粘度齒輪泵保證瀝青的順利泵送[3]。拌合站選用間歇式攪拌機。摻溫拌劑（環保節能型改性劑）的改性瀝青混合料各狀態下的加熱溫度如表4所示。

3.2 瀝青混合料運輸

運輸采用40輛15 t以上自卸汽車。裝料時，移動汽車，將混合料分別均勻裝于車斗前后及中間位置，防止混合料骨料扎堆從而預防或降低混合料出現離析等現象。完成混合料裝車以后，要將瀝青混凝土及時運輸至施工現場，避免長時間放置。攤鋪前應對混合料進行檢查，對不符合設計及規范要求的混合料禁止進行使用。

3.3 瀝青混合料攤鋪

瀝青混合料攤鋪采用兩臺履帶式瀝青混凝土攤鋪機進行攤鋪。兩臺攤鋪機之間相距10 m，分兩組進行攤鋪作業施工。兩臺攤鋪機攤鋪寬度范圍內重疊15 cm，并且重疊部分需壓路機整體進行壓實。通過兩側調整好標高的鋼絲線進行路面標高控制，攤鋪機傳感器放置于鋼絲線上。攤鋪機攤鋪作業速度控制在攤鋪3 m/min左右，設置專人處理不合格的攤鋪地點，采取人工鏟除換填合格填料在壓實的措施處理。

3.4 瀝青混合料壓實

攤鋪機攤鋪約30 m左右長度后開始碾壓。碾壓程序及工藝：先穩壓—后振壓—后靜壓—最后靜壓收光。具體碾壓組合方式如表6所示。壓路機的碾壓方向根據路面標高動態調整，按照由低向高的原則進行碾壓，逐遍碾壓，碾壓時壓路機錯輪一半。嚴格碾壓時間，提高碾壓工作效率，確保瀝青混凝土在高溫下完成初壓、復壓、終壓。

4 溫拌阻燃瀝青混合料與傳統瀝青混合料對比分析

4.1 疲勞特性

為了分析瀝青混合料的剪切疲勞性能，自制雙面剪切專用夾具。取0.3、0.4、0.5三個應力水平，按應力控制加載模式進行試驗，根據試驗結果，溫拌劑有利于提高混合料抗剪切疲勞能力。

4.2 黏度

加入溫拌劑后，瀝青可以實現在較低的溫度下達到高溫下的瀝青粘度。經過試驗檢測及現場實際應用，通過合理添加溫拌劑和阻燃劑的方式，使瀝青拌和、攤鋪等溫度降低20℃左右。

4.3 水穩定性能

通過進行浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗等試驗得知，溫拌劑、阻燃劑的添加，對水穩定性有輕微影響，但在規范允許之內，其各項性能完全滿足隧道內交通和環境的要求。

5 結語

溫拌阻燃瀝青混凝土與普通熱拌瀝青混凝土的高溫穩定性、水穩定性、低溫抗裂性能差別不大，但在隧道等通風條件較差的特定施工環境下，有較好的應用前景。適當添加溫拌劑、阻燃劑后，能有效降低熱拌瀝青的拌和及施工溫度，節約能源資源，同時可以減少較高溫度條件下作業和瀝青混凝土生產時產生的濃煙對作業人員健康的影響，實現能約節約、降低排放、保護環境、降低污染目標。

參考文獻

[1] 沈揚.對瀝青路面施工工藝技術的幾點探討[J].江西建材，2016 （6）：215+221.

[2] 劉鑫.溫拌阻燃橡膠復合改性瀝青混合料性能及工程應用[J].廣東公路交通，2020（46）：29-33.

[3] 李達.阻燃溫拌改性劑對瀝青混合料路用性能的影響研究[J].筑路機械與施工機械化，2014（4）：84-87.