速強常溫瀝青混合料罩面技術在公路養護中的應用研究

摘 要：【目的】為研究速強常溫瀝青混合料在低等級公路養護中作為結構層混合料的應用效果?！痉椒ā客ㄟ^室內試驗和現場施工相結合的方法，從速強常溫瀝青混合料原材料的制備和優選、配合比設計、性能試驗及工程應用等方面進行研究。【結果】研究結果表明，速強常溫瀝青混合料AC-13的生產配合比1#∶2#∶3#∶細集料∶礦粉=38∶16∶10∶34∶2，油石比為5.7%（復合改性乳化瀝青10%），用水量2.4%，固化劑2.0%。混合料的成型強度、高溫穩定性、低溫抗裂性能及水穩定性能基本達到普通熱拌瀝青混合料的水平，滿足提前開放交通的要求?！窘Y論】提出了速強常溫瀝青混合料罩面施工工藝流程，工后檢測均滿足規范要求。速強常溫瀝青混合料作為一種新型材料在低等級公路養護中具有較好的推廣應用前景。

關鍵詞：速強常溫瀝青混合料；配合比；性能試驗；施工

中圖分類號：U414" " "文獻標志碼：A" " "文章編號：1003-5168（2024）02-0075-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.02.014

Application of Normal Temperature Asphalt Mixture Overlay

Technology in Highway Maintenance

ZHOU Huan

（Jiangsu Provincial Transportation Engineering Group Co.， Ltd.， Zhenjiang 212143， China）

Abstract： [Purposes] This paper aims to study the application effect of normal temperature asphalt mixture as structural layer mixture in low-grade highway maintenance. [Methods] Through the combination of indoor test and on-site construction， the preparation and optimization of raw materials， mix design， performance test and engineering application of the normal temperature asphalt mixture were studied. [Findings] The research results show that the production mix ratio of AC-13， a normal temperature asphalt mixture， is \"1 #∶2 #∶3 #∶fine aggregate： mineral powder=38∶16∶10∶34∶2\"， with an oil stone ratio of 5.7% （composite modified emulsified asphalt 10%）， a water consumption of 2.4%， and a curing agent of 2.0%. The molding strength， high temperature stability， low temperature crack resistance， and water stability of the mixture basically reach the level of ordinary hot mix asphalt mixture， meeting the requirements of early opening of traffic. [Conclusions] The construction process of normal temperature asphalt mixture cover has been proposed， and the post construction inspection meets the standard requirements. As a new type of material， normal temperature asphalt mixture has good prospects for promotion and application in the maintenance of low grade highways.

Keywords： normal temperature asphalt mixture; mix ratio; performance test; construction

0 引言

截至2021年底，我國公路里程為528.07萬km，其中高速公路16.91萬 km，公路建養模式由“建設為主”向“建養并重”轉變［1］。常見熱拌熱鋪工藝需消耗大量能源，瀝青老化嚴重，產生大量CO2和有毒氣體，環境污染嚴重［2］。冷拌冷鋪技術可在常溫下施工，污染少、施工工藝簡單，可作為一種環保型預防性養護技術［3］?；凇半p碳”目標，冷拌冷鋪技術應運而生，目前國內相關學者對該技術進行了研究。王偉明等［4］采用先改性后乳化的方法，制備一種路用性能較好的冷拌冷鋪瀝青混合料。谷娟娟［5］制備了一種以AC-13為設計級配、乳液摻量為8.3%的冷拌冷鋪瀝青混合料。王建森等［6］從冷拌冷鋪瀝青混合料的形成機理、工程應用及工后評估全面分析冷拌冷鋪瀝青混合料在公路養護中的應用。宓旭東等［7］從SBS改性乳化瀝青的乳化機理、乳化工藝、膠乳制備等方面進行了SBS改性乳化瀝青制備并進行了工程應用。孫建宇［8］研究制備的冷拌瀝青混合料具有較好的路用性能。速強常溫瀝青混合料作為冷拌冷鋪混合料中的一種，有必要對其進行研究。因此，本文從原材料選擇與制備、級配優化、性能試驗研制一種速強常溫瀝青混合料，并依托干線公路養護工程進行罩面施工，提出了速強常溫瀝青混合料罩面施工工藝。

1 原材料

1.1 復合改性乳化瀝青

復合改性乳化瀝青于實驗室復合改性而成，其檢測結果見表1。

1.2 固化劑

固化劑選用常州新禾地坪科技有限公司生產的KETCH型固化劑。

1.3 礦料

粗、細集料和礦粉均采用石灰巖。其中粗集料分為9.5～13.2 mm（1＃料）、4.75～9.5 mm（2＃料）和2.36～4.75 mm（3＃料）。

1.4 水

飲用自來水即可。

2 速強常溫瀝青混合料配合比設計

2.1 級配確定

速強常溫瀝青混合料AC-13級配見表2，級配曲線如圖1所示。

初選固化劑和水用量均為3%（占礦料質量），復合改性乳化瀝青油石比9.0%，根據復合改性乳化瀝青殘留物含量62.3%換算得到5.6%（純殘留物含量）作為試級配用油石比，試驗結果見表3。馬歇爾試驗結果表明，級配2的混合料穩定度最大，空隙率最小，故選擇該級配為設計級配。

2.2 生產配合比調試

在實驗室對采用的礦料進行配合比驗證，最終確定礦料的生產配合比1#∶2#∶3#∶細集料∶礦粉=38∶16∶10∶34∶2，油石比為5.7%（復合改性乳化瀝青10%），用水量2.5%，固化劑2.0%。礦料合成級配通過率見表4，生產配合比設計結果見表5，級配曲線如圖2所示。

3 速強常溫瀝青混合料性能試驗

3.1 強度

速強常溫瀝青混合料成型后的強度見表6。

由表6可知，一定范圍內常溫瀝青混合料的馬歇爾穩定度隨著空隙率的減小而增大，制備的常溫瀝青混合料空隙率均值為6.9%，空隙率較大，混合料馬歇爾穩定度均值為7.99 kN，但滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）［9］的要求。

3.2 水穩定性

速強常溫瀝青混合料AC-13的水穩定性試驗結果見表7、表8。

從表7、表8可知，混合料的浸水馬歇爾試驗殘留穩定度MS0為82.5%、凍融劈裂強度比TSR為1.2%，均滿足技術指標的要求。

3.3 高溫穩定性能

速強常溫瀝青混合料車轍試驗結果見表9。

由表9可知，速強常溫瀝青混合料動穩定度遠超過規范對于普通熱拌混合料的要求不低于1 000次/mm，說明其具有很好的抗車轍能力。

3.4 低溫抗裂性能

速強常溫瀝青混合料AC-13低溫彎曲小梁試驗結果見表10。由表10可知，速強常溫瀝青混合料的破壞應變值達到2 479.7 με，具有較好的低溫抗裂性能。

4 工程應用

4.1 施工工藝流程

4.1.1 施工工藝流程。速強常溫瀝青混合料AC-13罩面施工主要包括：原路面清掃、黏層油灑布、常溫瀝青混合料拌和、混合料攤鋪、碾壓、養生等，具體施工工藝流程如圖3所示。

4.1.2 拌和。與熱拌瀝青混合料拌和相比，速強常溫瀝青混合拌和采用改裝過的稀漿封層車現場拌和。拌和外加水量應按照生產配合比并根據氣溫和環境狀況進行適當調整（±1%）?；旌狭习韬蛻鶆?、無花白料、無乳液流淌，由于設備拌和時間限制，混合料只能拌和15 s，但拌和出的混合料整體均勻，未出現花白料。改裝過的稀漿封層車如圖4所示。改裝型稀漿封層車現場拌和的工作流程如圖5所示。

4.1.3 攤鋪。采用履帶型攤鋪機對常溫瀝青混合料進行攤鋪成型，如圖6所示。攤鋪施工要求如下：①攤鋪前不需要對攤鋪機熨平板進行預熱；②采用浮動平衡梁控制攤鋪高程；③攤鋪速度控制在2.0～3.0 m/min；④攤鋪過程中，動態調整混合料的攤鋪寬度、厚度和平整度。

4.1.4 碾壓。速強常溫瀝青混合料攤鋪完成即進行碾壓，碾壓分為初壓、復壓和終壓三個階段，碾壓過程嚴格控制壓路機的速度和功率，如圖7所示。

4.1.5 養生。碾壓完成后，應對路面進行養護，在自然條件下養護4～5 h即可開放交通。養護期間需要封閉交通。

4.2 現場檢測

為驗證速強常溫瀝青混合料罩面的施工質量，對罩面段進行現場檢測，主要包括壓實度和滲水試驗，如圖8、圖9所示，檢測結果見表11和表12。

由表11可知，速強常溫瀝青混合料罩面段的壓實度滿足≥95%的技術指標要求，芯樣空隙率為7.4%，與室內試驗結果偏差較小。罩面段壓實度控制較好，施工穩定性好，避免了常溫瀝青混合料碾壓質量差的問題。速強常溫瀝青混合料罩面作為最為新型的結構層，在低等級公路大中修養護工程中具有較好的應用場景。

由表12可知，速強常溫瀝青混合料罩面段的整體滲水系數較小，不透水性較好，能滿足密級配瀝青混合料滲水系數的要求，綜合可知速強常溫瀝青混合料罩面性能較好。

5 結論

本研究通過速強常溫瀝青混合料配合比設計、性能試驗以及該工藝在干線公路養護工程中的應用進行研究，主要結論如下。

①基于室內配合比設計和生產配合比調試，確定了速強常溫瀝青混合料AC-13的生產配合比1#∶2#∶3#∶細集料∶礦粉=38∶16∶10∶34∶2，油石比為5.7%（復合改性乳化瀝青10%），用水量2.4%，固化劑2.0%。

②基于速強常溫瀝青混合料AC-13性能試驗，制備的瀝青混合料具有較好的路用性能。

③提出了速強常溫瀝青混合料施工工藝流程，強調了施工過程中的控制要求，罩面段現場檢測均滿足技術規范指標要求，具有較好的應用前景。

參考文獻：

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