溫拌瀝青路面施工技術(shù)應(yīng)用研究

1 引言

在公路建設(shè)中，瀝青路面因其良好的性能優(yōu)勢且易于維修養(yǎng)護(hù)而被廣泛應(yīng)用， 然而瀝青混合料的拌和過程往往采用熱拌方式，溫度高達(dá)170 ℃，在這個過程中會產(chǎn)生大量的能源消耗，以及有害氣體、煙霧顆粒的排放，不僅造成環(huán)境污染，同時(shí)危害人體健康[1]。溫拌技術(shù)是目前新推出的一項(xiàng)瀝青混合料拌和技術(shù)， 該技術(shù)可有效降低瀝青混合料在施工拌和過程中所需的溫度，從而減少高溫施工環(huán)境帶來的不良影響。 同時(shí)，在一些寒冷地區(qū)進(jìn)行瀝青路面施工時(shí)， 常規(guī)的熱拌施工所需要的溫度較高，實(shí)際施工較為困難，此時(shí)采用溫拌技術(shù)可降低施工難度。 該技術(shù)深得行業(yè)工作者的喜愛。 本文依托實(shí)際工程，探究溫拌技術(shù)在瀝青路面施工中的應(yīng)用。

2 溫拌瀝青技術(shù)的特點(diǎn)

溫拌瀝青混合料的拌和溫度約為120 ℃，壓實(shí)溫度約80 ℃，其性能與熱拌瀝青混合料的性能接近。 相較于熱拌技術(shù)，在降低能源消耗與減少環(huán)境污染方面，溫拌技術(shù)有明顯優(yōu)勢，在緩解瀝青老化方面也要優(yōu)于熱拌技術(shù)。 而且在冬季或寒冷地區(qū)施工，溫拌技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)在低溫環(huán)境下施工，還可降低施工難度，雖然施工成本稍有增加，但所收獲的經(jīng)濟(jì)效益超出甚多[2]。同時(shí)，該技術(shù)在低溫環(huán)境下的壓實(shí)效果較好，有利于降低路面產(chǎn)生水損害的風(fēng)險(xiǎn)，提高路面水穩(wěn)定性。

3 工程概況

某公路正式通車多年，道路使用年限較長，隨著車輛荷載的日益增多及車輪的反復(fù)作用，道路破壞程度較大，路面多處出現(xiàn)裂縫、 車轍等病害。 經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)需要修補(bǔ)的面積范圍較大，預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)成本較高。 相關(guān)單位結(jié)合多方面的考量初步制訂施工方案， 決定對道路上面層進(jìn)行銑刨處理后采用溫拌技術(shù)拌和瀝青混合料并攤鋪至面層。

4 原材料

4.1 瀝青

通過檢測人員現(xiàn)場取芯發(fā)現(xiàn)原路面采用的瀝青材料為70#基質(zhì)瀝青， 考慮到現(xiàn)如今交通量與重載交通的增大，對實(shí)際道路質(zhì)量的要求也相對較高， 采用原來的瀝青材料可能無法滿足實(shí)際需要， 故決定采用SBS 改性瀝青用于新瀝青混合料的拌和。 SBS 改性瀝青相關(guān)性能指標(biāo)檢測結(jié)果見表1、表2。

表1 SBS改性瀝青性能指標(biāo)檢測結(jié)果

表2 TFOT后殘留物檢測結(jié)果

4.2 集料

由于集料用于瀝青上面層的鋪筑，所以，對集料的質(zhì)量要求也相對較高，在集料的選取中應(yīng)選擇抗滑能力、耐磨耗能力及堅(jiān)固性較強(qiáng)的巖石[3]。 這也是影響路面使用壽命的重要因素，同時(shí)良好的抗滑性能可保證車輛行駛過程中的安全。 經(jīng)過綜合比較本工程項(xiàng)目選擇玄武巖碎石作為集料材料。 玄武巖相關(guān)性能指標(biāo)如表3 所示。

表3 玄武巖性能指標(biāo)檢測結(jié)果

4.3 溫拌劑

公路工程中常用的溫拌劑有3 類，分別為聚合物型、表面活性劑型和天然礦粉型。 為實(shí)現(xiàn)溫拌技術(shù)在相對較低施工溫度條件下成功拌制瀝青混合料， 通過在熱瀝青中加入溫拌劑以分散瀝青中所形成的膠團(tuán)從而達(dá)到在此溫度下的拌和目的。 經(jīng)綜合比較多種溫拌劑， 本工程決定選用聚合物型中的Sasobit 溫拌劑。

5 施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)制定的施工方案要求， 該項(xiàng)目道路上面層需進(jìn)行銑刨處理，銑刨后的舊料及時(shí)運(yùn)出現(xiàn)場，并將路表面層殘余垃圾雜質(zhì)清理干凈，避免影響后續(xù)攤鋪新瀝青混合料的性能。 由于該項(xiàng)目施工線路較長，為保證項(xiàng)目的順利推進(jìn)，應(yīng)先確定1 km的試驗(yàn)路段進(jìn)行施工， 待試驗(yàn)路段施工完畢后且各項(xiàng)性能驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行全線施工。本項(xiàng)目選取K1+100～K2+100 作為試驗(yàn)路段。

5.2 混合料的拌和與運(yùn)輸

溫拌瀝青混合料的拌和過程為先將SBS 改性瀝青加熱至一定溫度，一般在110～130 ℃均可，此時(shí)加入溫拌劑以達(dá)到降低拌和溫度的目的，然后將其與加熱好的集料一同拌和，并在混合料拌和過程中添加一定摻量的抗剝落劑。 待拌和一定時(shí)間后即可出料，一般為60 s，拌和時(shí)間不宜過長。

拌和完畢的瀝青混合料需及時(shí)運(yùn)往施工現(xiàn)場， 在將混合料裝車的過程中要求分3 次進(jìn)行， 以防止出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。 一輛運(yùn)輸車不宜裝料過滿，避免在運(yùn)輸途中顛簸震蕩造成混合料撒漏嚴(yán)重。 同時(shí)因溫拌混合料本身溫度不高，在冷卻之前需盡快送至現(xiàn)場攤鋪，在這個過程中需做好保溫措施，可在車廂頂部鋪蓋帆布層，以延緩混合料溫度的冷卻時(shí)間。

5.3 混合料的攤鋪與碾壓

待溫拌混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場后， 先對混合料進(jìn)行溫度檢測，對于滿足溫度要求的混合料及時(shí)進(jìn)行攤鋪[4]；對于一些已冷卻且固結(jié)的混合料，因其無法進(jìn)行攤鋪及碾壓，所以需要及時(shí)處理掉。 攤鋪設(shè)備在施工過程中應(yīng)盡可能平穩(wěn)且均勻攤鋪，對于邊角等特殊處難以攤鋪到位的區(qū)域，可安排人工協(xié)助處理。

碾壓方式及碾壓設(shè)備的選擇直接影響著壓實(shí)質(zhì)量。 本項(xiàng)目采用鋼輪壓路機(jī)+膠輪壓路機(jī)的組合方式進(jìn)行碾壓，以提高施工效率及施工質(zhì)量水平，碾壓過程嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。

6 試驗(yàn)路段性能檢測

6.1 壓實(shí)度檢測

道路的壓實(shí)效果對其鋪筑質(zhì)量有直接影響。 若壓實(shí)度不滿足要求，經(jīng)車輛荷載作用后路面很容易產(chǎn)生裂縫、剝落等其他病害， 進(jìn)而水分很容易進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部， 產(chǎn)生更大的破壞。 本項(xiàng)目隨機(jī)選取5 個測試點(diǎn)， 對試驗(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)度檢測，其檢測見表4。

表4 壓實(shí)度檢測結(jié)果

由表4 檢測結(jié)果可知，試驗(yàn)路段壓實(shí)度均達(dá)標(biāo)，各樁號測點(diǎn)壓實(shí)度均不低于98%，道路驗(yàn)收合格。

6.2 防水性能

防止水分深入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部也是道路檢測中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 水損害對路面結(jié)構(gòu)破壞性強(qiáng)，擁有良好的防水性能對路用性能而言有積極的作用。 為保證試驗(yàn)結(jié)果的客觀性，本項(xiàng)目從試驗(yàn)路段中隨機(jī)選取5 個測點(diǎn)分別進(jìn)行5 次檢測， 得到滲水系數(shù)檢測結(jié)果見表5。

表5 滲水系數(shù)檢測結(jié)果

由滲水系數(shù)結(jié)果可看出， 因施工前期道路破壞較大，裂縫、網(wǎng)裂病害較多，因此，該階段路面滲水系數(shù)均較大，最大滲水系數(shù)達(dá)到105 mL/min，此時(shí)路面防水性能較差。經(jīng)溫拌技術(shù)拌和混合料重新鋪筑后，滲水系數(shù)整體下降幅度較大，最大滲水系數(shù)為71 mL/min。由此說明溫拌瀝青混合料具有較好的防水性能。

7 結(jié)語