溫拌瀝青混凝土在公路工程施工中的應(yīng)用研究

黃智卿

（江西同聯(lián)建設(shè)工程有限公司，江西 撫州 344000）

0 引言

相較于其他公路施工材料，瀝青混凝土在造價(jià)與性能方面均有突出優(yōu)勢(shì)。該材料的防滲性能、耐磨性、強(qiáng)度均較好，即使在低溫環(huán)境中，也能保持良好的承載能力，不易產(chǎn)生裂縫。因此，加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用研究有重要意義。

1 溫拌瀝青技術(shù)

1.1 技術(shù)概述

傳統(tǒng)的瀝青混凝土的制備方法有熱拌技術(shù)和冷拌技術(shù)，相較于冷拌技術(shù)，熱拌技術(shù)能更好地提高公路路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與公路的整體穩(wěn)定性，國(guó)內(nèi)較高級(jí)別的道路施工會(huì)選擇此制備方法。但瀝青在熱拌過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生有害氣體，威脅人體健康、污染環(huán)境。在提倡綠色施工的當(dāng)下，通過(guò)對(duì)瀝青熱拌技術(shù)的改良，產(chǎn)生了溫拌瀝青技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于公路工程路面施工。該技術(shù)是在作業(yè)溫度相對(duì)偏低的條件下進(jìn)行瀝青混凝土拌和，此方式制備出的瀝青混凝土性能優(yōu)于熱拌瀝青混凝土，該工藝的關(guān)鍵是在HMA 基礎(chǔ)性能得到保障的前提下，在較低的溫度條件下控制材料拌和黏度。目前，溫拌瀝青技術(shù)主要是借助外加料控制瀝青混凝土的拌和黏度。

1.2 技術(shù)分類

根據(jù)運(yùn)行機(jī)理，溫拌瀝青工藝大體上可分為四類。

第一類，瀝青-礦物。選擇合成沸石，制備瀝青混凝土?xí)r，添加此類粉末材料后實(shí)現(xiàn)發(fā)泡。

第二類，有機(jī)添加劑。借助降黏劑，使瀝青和集料之間的黏附程度下降，以滿足低溫施工的需要。選用有機(jī)添加劑時(shí)，還要考慮有機(jī)物內(nèi)的蠟含量，部分有機(jī)添加劑中的蠟含量較高，要減少對(duì)這類添加劑的使用，避免影響瀝青公路面層的性能。

第三類，泡沫瀝青。通過(guò)某些處理技術(shù)或溫拌材料，使瀝青呈泡沫狀，達(dá)到控制路用瀝青混凝土作業(yè)溫度的效果，同時(shí)保留材料的應(yīng)用性能。例如，在熱瀝青中添加少量高壓水，通過(guò)水體的氣化作用，讓瀝青發(fā)泡。

第四類，表面活性劑。添加表面活性劑和熱瀝青進(jìn)行拌和，使活性劑留存于瀝青中，產(chǎn)生水膜潤(rùn)滑，以解決材料黏度提高的問(wèn)題，滿足溫拌質(zhì)量要求[1]。

1.3 技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

溫拌瀝青技術(shù)涉及大量復(fù)雜且繁瑣的內(nèi)容，對(duì)施工人員的專業(yè)能力要求較高。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況把握技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，避免人為失誤影響公路工程的施工質(zhì)量和效率，溫拌瀝青技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)包括以下幾方面：

其一，拌和。在拌和環(huán)節(jié)要將工作重點(diǎn)放在原材料的準(zhǔn)備、攪拌機(jī)器的操作上，確保整個(gè)拌和流程科學(xué)合理。

其二，攤鋪。在攤鋪瀝青混凝土的過(guò)程中，需要關(guān)注機(jī)器的操作速度、材料的溫度、用量以及攤鋪均勻性等方。

其三，碾壓。該施工環(huán)節(jié)包括初碾、復(fù)碾和終碾三個(gè)階段。在不同的碾壓階段，碾壓的時(shí)間和溫度存在一定的差異性，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，確保路面的密實(shí)度符合要求。

總體而言，溫拌瀝青技術(shù)涉及多個(gè)環(huán)節(jié)，從材料的選用、配制到攪拌、運(yùn)輸，再到攤鋪、碾壓，都需要考慮各種內(nèi)外部因素，如自然環(huán)境和氣候條件等。同時(shí)，需要制訂完善、系統(tǒng)的施工方案，對(duì)各個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，規(guī)范性操作溫拌瀝青技術(shù)，以充分發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的作用和價(jià)值，確保公路工程的高質(zhì)、高效竣工。

2 溫拌瀝青施工原料

2.1 瀝青

瀝青和集料要根據(jù)公路工程瀝青路面的施工工藝規(guī)范選擇，此處以AC-16C 為例。

2.2 粗骨料

該類石灰?guī)r原料用在瀝青混凝土攪拌模塊中的二、三、四倉(cāng)，相關(guān)力學(xué)指標(biāo)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為：石料壓碎值不能超過(guò)26%、吸水率在2%以內(nèi)。

2.3 細(xì)集料

細(xì)集料主要用在熱料倉(cāng)的一倉(cāng)，外表干凈且堅(jiān)硬，帶有輕微棱角，此處選擇的細(xì)集料試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 細(xì)集料試驗(yàn)結(jié)果

2.4 粉料

公路工程中通常選擇石灰粉，要求其內(nèi)部不摻雜泥土，整體松散且干燥，無(wú)雜質(zhì)及結(jié)團(tuán)，含水量需在1%以內(nèi)，親水系數(shù)在1 之下。

2.5 添加劑

添加劑溶液的pH 值是2.5，原液用水稀釋，比例為16∶100。該原料的溫度約為70℃，配制好后應(yīng)進(jìn)行保溫處理，添加劑和瀝青的摻入量比值為1∶19。

3 溫拌瀝青混凝土技術(shù)在公路工程中的運(yùn)用

3.1 瀝青拌和站

拌和站內(nèi)的主要機(jī)組設(shè)備為干燥筒、振動(dòng)篩、攪拌鍋。

式（1）中：z指干燥筒筒體旋轉(zhuǎn)一周，內(nèi)部提升骨料的次數(shù)；t指骨料留在干燥筒中的時(shí)長(zhǎng)（min）；h指骨料上升的高度均值（m），其取值按照0.8 倍筒體直徑計(jì)算；α指干燥筒筒體安裝角度；v指轉(zhuǎn)速（r/min）；L 指干燥筒的長(zhǎng)徑(m)。通常情況下，滾筒長(zhǎng)度和直徑、產(chǎn)量有一定關(guān)聯(lián)，實(shí)際設(shè)計(jì)中可參考表2 數(shù)據(jù)。

表2 干燥筒設(shè)計(jì)參數(shù)關(guān)聯(lián)

二是振動(dòng)篩。熱骨料轉(zhuǎn)移到振動(dòng)篩內(nèi)，根據(jù)設(shè)定規(guī)格篩選出合格的熱骨料并傳送到熱料倉(cāng)，經(jīng)過(guò)稱量后轉(zhuǎn)移到最終的攪拌鍋中。在公路項(xiàng)目中，不僅要控制好振幅，還要將篩網(wǎng)和水平面的夾角控制在20°左右。

三是攪拌鍋。熱骨料與瀝青、粉料等按照設(shè)定配比參數(shù)進(jìn)行稱量，并放到攪拌鍋中拌和。攪拌鍋對(duì)產(chǎn)量起決定性作用，相關(guān)計(jì)算如公式（2）所示：

式（2）中：Q指單位時(shí)間的產(chǎn)量（t/h）；t指凈攪拌時(shí)長(zhǎng)，t1代表物料倒入攪拌鍋的時(shí)長(zhǎng)，t2指攪拌放料的時(shí)長(zhǎng)（三者的計(jì)量單位均為s）；m指每鍋產(chǎn)量（t）。

不同型號(hào)攪拌鍋的單位產(chǎn)量存在差異，如3000型，理論上每小時(shí)產(chǎn)量在180～240t 之間（t通常是28s，t1一般為12s，t2一般為6s）。

3.2 瀝青混凝土運(yùn)輸

首先，溫拌瀝青混凝土本質(zhì)上是溫度略低于常規(guī)瀝青混凝土的材料，運(yùn)輸途中也需要做好保溫處理。在溫度不足0℃的施工條件下，材料與環(huán)境會(huì)有較大溫差，易使瀝青混凝土熱量快速釋放，若保溫措施落實(shí)不到位，易發(fā)生結(jié)塊與黏度大、離析等情況。為確保出料溫度，運(yùn)輸車允許裝載量不宜低于30t。并且，需要在車輛周圍與頂部設(shè)置保溫棉，頂部覆蓋防水、防風(fēng)土工布[2]。

其次，出料與攤鋪前都要測(cè)量瀝青混凝土溫度，若是溫度低于規(guī)范要求，需要棄料重新拌和。

最后，做好現(xiàn)場(chǎng)指揮與場(chǎng)內(nèi)協(xié)調(diào)，合理安排運(yùn)輸車輛數(shù)量，以免攤鋪施工中斷。

3.3 瀝青混凝土攤鋪

溫拌瀝青混凝土的攤鋪溫度需把控在140～160℃之間。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，應(yīng)提前預(yù)熱機(jī)械，尤其是在低溫條件下，這項(xiàng)操作對(duì)攤鋪質(zhì)量有重要作用。在瀝青混凝土攤鋪施工中，相關(guān)操作流程與規(guī)范如下：

ABL沉默對(duì)DOX和TRAIL誘導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞HT29凋亡的影響······························李雨雨 金由辛 徐中娟 張書(shū)忙 索廣力 (1,134)

首先，測(cè)量與放樣。進(jìn)行攤鋪前，測(cè)量人員需現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核基層標(biāo)高，并標(biāo)記出機(jī)械前行基線與標(biāo)線。施工基礎(chǔ)兩側(cè)邊界處需布置鋼釬，用鋼絲連接，用于控制標(biāo)高。其中，鋼釬插入深度一般在0.2m 左右，相鄰插入點(diǎn)的距離是10m。

其次，攤鋪施工。在公路攤鋪施工中，選擇單幅雙機(jī)、分層攤鋪的施工方法，單幅由兩輛攤鋪機(jī)一同施工，二者前后距離保持在9m 左右。正式開(kāi)工前，攤鋪機(jī)準(zhǔn)確就位，所有安全防護(hù)設(shè)施需配備齊全。調(diào)整熨平板高度，在其下墊木塊，提升到松鋪高度，并注意調(diào)整其與行進(jìn)方向之間的仰角。上述要求主要通過(guò)兩項(xiàng)操作實(shí)現(xiàn)：第一，攤鋪前一日將熨平板標(biāo)尺數(shù)據(jù)調(diào)整為設(shè)計(jì)刻度；第二，使熨平板前沿和成型路面縱向距離約保持在5～8m。此外，為提高攤鋪過(guò)程的流暢性，應(yīng)當(dāng)做好預(yù)熱處理。在攤鋪施工期間應(yīng)當(dāng)安排專人協(xié)調(diào)運(yùn)料車，運(yùn)料車后輪與攤鋪機(jī)的料斗保持0.2～0.5m 間距。在該過(guò)程中運(yùn)料車應(yīng)保持卸料狀態(tài)，依靠攤鋪機(jī)推動(dòng)緩慢前進(jìn)，并由專人指揮卸料車進(jìn)行卸料。

再次，平整度。瀝青混凝土路面施工對(duì)攤鋪溫度、速度等有一定的要求，所以在攤鋪施工中應(yīng)做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備，防止發(fā)生各類異常事故。每層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)都應(yīng)根據(jù)規(guī)程開(kāi)展，避免下層施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)影響上層施工質(zhì)量，從而產(chǎn)生無(wú)法糾正的誤差。

最后，材料離析方面的管控。原料管控、操作能力、工藝水平等問(wèn)題，容易導(dǎo)致瀝青無(wú)法充分包裹骨料、材料離析，設(shè)備自身故障也造成材料離析。對(duì)此，一般選擇大功率、支持一次成型、作業(yè)厚度偏大的攤鋪機(jī)，以優(yōu)化熱接縫，進(jìn)一步控制材料離析。

3.4 瀝青混凝土碾壓

攤鋪溫拌瀝青混凝土后，應(yīng)進(jìn)行碾壓處理[3]。由于溫拌瀝青混凝土與常規(guī)熱拌形式材料的路用性能接近，所以碾壓施工可參考熱拌瀝青混凝土的相關(guān)要求。碾壓作業(yè)是借助重力與振動(dòng)，夯實(shí)瀝青混凝土路面，以此保障公路面層的平整度與結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。此處用到的設(shè)備一般有三類，即單鋼輪、雙鋼輪、膠輪壓路機(jī)。其中，單鋼輪壓路機(jī)由前鋼輪與后膠輪組合而成，一般用在復(fù)壓環(huán)節(jié)；雙鋼輪壓路機(jī)前后均是鋼輪，自重與振幅均較高，通常在初壓環(huán)節(jié)使用；膠輪壓路機(jī)的前后輪均為輪胎狀，可模擬公路通車后汽車荷載，主要在終壓環(huán)節(jié)使用。

在常溫環(huán)境下，通過(guò)雙鋼輪壓路機(jī)、單鋼輪壓路機(jī)完成初壓與復(fù)壓后，利用膠輪壓路機(jī)，在清理車轍的同時(shí)進(jìn)一步碾壓。在低溫環(huán)境下，建議選擇2～4輛鋼輪壓路機(jī)與2 輛膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工。考慮到低溫施工條件與常溫狀態(tài)下，溫拌瀝青混凝土?xí)嬖诿黠@差異，低溫條件下溫拌瀝青混凝土面層降溫速度快，導(dǎo)致碾壓時(shí)間縮短，會(huì)給碾壓施工帶來(lái)一些制約。所以，施工單位應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工條件，合理調(diào)整作業(yè)流程。

其一，針對(duì)降溫速度快的問(wèn)題，應(yīng)合理縮短各道工序的作業(yè)時(shí)間，以碾壓環(huán)節(jié)為例，可以通過(guò)增加壓路機(jī)數(shù)量、錯(cuò)開(kāi)分布的方式提高碾壓效率。必要時(shí)，施工單位可以不對(duì)初壓、復(fù)壓及終壓進(jìn)行明確劃分。

其二，在面層平整度方面，可提前開(kāi)振壓路機(jī)。如果在碾壓施工期間發(fā)生鋼輪回彈嚴(yán)重的情況，壓路機(jī)應(yīng)繼續(xù)前行，由后面的膠輪壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)位碾壓。

其三，在常溫條件下，一般是鋼輪壓路機(jī)主要負(fù)責(zé)壓實(shí)，壓路機(jī)主要負(fù)責(zé)消除車轍，在碾壓施工機(jī)械列隊(duì)里，一般是重型壓路機(jī)及新機(jī)在前，如果是低溫作業(yè)環(huán)境，可將膠輪壓路機(jī)前置。

其四，在低溫環(huán)境中，自然降溫速度過(guò)快會(huì)影響碾壓作業(yè)質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)減少壓路機(jī)的噴水量，且應(yīng)結(jié)合實(shí)際溫度與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，建議按照常溫的50%噴水。同時(shí)，改用進(jìn)開(kāi)退關(guān)的作業(yè)模式，此舉也可以取得較好的優(yōu)化效果。加侖隔離劑可以選擇植物油，用于弱化降溫造成的不便。

其五，應(yīng)合理安排施工時(shí)間，切忌無(wú)故停車，即便攤鋪機(jī)中斷，壓路機(jī)也要保持繼續(xù)前行，并在作業(yè)面上低速行駛，防止胎面溫度下降。

其六，為保證公路各層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在碾壓施工中，還要將碾壓次數(shù)控制在合理范圍內(nèi)。在初次碾壓中，為確保路面的平整度合格，要將碾壓溫度控制在135℃以上，碾壓速度≤3km/h；在復(fù)壓施工中，要結(jié)合初壓的實(shí)際情況確定復(fù)壓次數(shù)，一般不少于2 次，最低碾壓溫度＞110℃；在終壓施工中，要將溫度控制在60℃以上，常規(guī)情況下要碾壓2～3 次。

4 結(jié)語(yǔ)

在公路工程施工中采用溫拌瀝青混凝土可以控制施工成本，避免釋放有害氣體，提高作業(yè)效率，也有利于保障公路服役年限。為更好地發(fā)揮該材料的作用，需要施工單位注意現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械調(diào)度與技術(shù)操作規(guī)范，尤其要加強(qiáng)對(duì)材料拌和、運(yùn)輸、攤鋪與碾壓施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，以切實(shí)保證公路工程施工質(zhì)量。