USP溫拌改性瀝青混合料施工技術(shù)研究

蘇 加 強

(云南省公路科學技術(shù)研究院，云南 昆明 650051)

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USP溫拌改性瀝青混合料施工技術(shù)研究

蘇 加 強

(云南省公路科學技術(shù)研究院，云南 昆明 650051)

從原材料選擇和配合比設(shè)計、施工準備、施工工藝等環(huán)節(jié)出發(fā)，分析了USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術(shù)，研究表明:USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)嚴格控制集料含水量和粉塵含量；拌和時間延長10 s左右；壓實后養(yǎng)生24 h，再進行二次碾壓。

USP溫拌改性，施工技術(shù)，拌和，攤鋪，壓實

國家要求公路建設(shè)推廣應(yīng)用溫拌瀝青鋪路技術(shù)、交通建設(shè)材料循環(huán)利用技術(shù)，推進生態(tài)文明建設(shè)和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。USP是一種溫拌改性劑，它以廢舊塑料和廢舊橡膠為母料，與有機助劑混合而成；再按一定比例直接與基質(zhì)瀝青混合，形成USP溫拌改性瀝青。這項技術(shù)應(yīng)用，工藝操作簡單，利于變廢為寶、節(jié)能減排，促進環(huán)境保護。經(jīng)實踐驗證，USP溫拌改性瀝青混合料能夠滿足各項路用性能指標。本文對USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術(shù)進行分析，供工程界參考。

1 USP溫拌改性瀝青混合料

1.1 USP溫拌改性瀝青混合料技術(shù)指標

雖然我國已經(jīng)有部分省市制定了相關(guān)溫拌瀝青混合料施工技術(shù)指南，但在使用不同的溫拌劑時，各項性能差異性很大，無通用性。因此，在進行溫拌瀝青混合料技術(shù)的研究和施工時，仍按JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中熱拌瀝青混合料路面的相關(guān)要求執(zhí)行。應(yīng)用溫拌技術(shù)的工程，要保證溫拌特性，施工和易性增強，溫拌瀝青混合料在路用性能方面甚至超過相同類型及級配的熱拌瀝青混合料。今后在不斷地工程實踐中，歸納總結(jié)出我國溫拌瀝青混合料的各項技術(shù)指標。

1.2 原材料選擇及USP溫拌改性瀝青混凝土

1)瀝青。改性瀝青性質(zhì)是否優(yōu)良與作為母體材料的基質(zhì)瀝青有很大的關(guān)系。本文中基質(zhì)瀝青統(tǒng)一采用殼牌70號瀝青，按JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程的要求對基質(zhì)瀝青的各項性能指標進行了測試檢測結(jié)果,如表1所示。各項指標都符合規(guī)范要求。

2)集料。溫拌瀝青混合料的拌和溫度比熱拌瀝青混合料的拌和溫度要低，因此溫拌瀝青混合料對集料含水量的要求較高，同時要注意防止集料離析。對于溫拌瀝青混合料所使用的集料，除含水量外，還應(yīng)特別注意集料表面潔凈無雜質(zhì)及其與溫拌改性瀝青的粘附性。本文施工的集料為石灰?guī)r，各項性能和施工標準均符合規(guī)范。

3)溫拌改性劑。目前工程中采用的溫拌劑大多是進口的，如Evotherm,Sasobit，Aspha-Min等，價格較貴，經(jīng)濟性欠佳。本文采用

的是國產(chǎn)USP溫拌改性劑，可以使瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性能、抗低溫凍裂性能得以大大提高，同時還使得瀝青混凝土在低溫、常溫下具有滿足施工要求的和易性。USP溫拌改性劑是將橡膠粉、塑料粉、有機助劑，三者按照一定的比例摻配，化學法合成USP改性劑，常溫下呈粘稠液態(tài)，密封存放兩年不離析，質(zhì)量穩(wěn)定；且三者比例可以微調(diào)，以適應(yīng)特定的路用性能和工程實踐的需求。改性劑技術(shù)指標見表2。

表1 殼牌70號基質(zhì)瀝青檢驗指標

表2 USP改性劑技術(shù)指標

4)溫拌改性瀝青混凝土。USP溫拌改性瀝青則是將一定比例的基質(zhì)瀝青和USP溫拌改性劑在規(guī)定溫度下拌和均勻的均質(zhì)體。USP溫拌改性瀝青混凝土的生產(chǎn)工藝則與熱拌瀝青混凝土相似，可采用大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)。本文中研究的USP溫拌改性瀝青混凝土礦料級配采用AC-13型，鋪筑面層6 cm厚，配合比、油石比、改性劑摻配比例(改性瀝青重量內(nèi)摻)見表3。

表3 瀝青混合料配合比設(shè)計 %

2 施工前期準備

2.1 設(shè)備機械準備

目前大多數(shù)溫拌技術(shù)都需要添置新設(shè)備或者對原有設(shè)備進行改造，而USP溫拌劑的添加工藝非常簡單容易操作，只需與基質(zhì)瀝青混合均勻即可，因此對現(xiàn)有的熱拌瀝青混合料設(shè)備無需改造。但回收的粉塵不能直接用作礦粉，原因主要有以下幾點：

1)礦粉的細度要求通過0.075 mm含量大于75%，回收的礦粉很難達到且不穩(wěn)定；

2)礦粉要求用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石磨細的純礦粉，而回收的礦粉含有一定土等雜質(zhì)；

3)礦粉的密度要求不小于2.5 t/m3，而回收的礦粉達不到；

4)礦粉的含水量要求不大于1%，而回收的礦粉含水量大，還有固塊。

因此要特別注意的是粉塵回收再利用裝置，設(shè)置成只回收不利用。運輸、攤鋪和壓實機械根據(jù)試驗段鋪筑確定施工機械類型、數(shù)量及組合方式，確定松鋪系數(shù)和生產(chǎn)工藝流程。

2.2 基層準備

進行攤鋪溫拌瀝青混合料之前，應(yīng)使基層材料的密實度、結(jié)構(gòu)強度、平整度、含水量等滿足規(guī)范要求，還要對基層進行清掃除塵，必要時要噴灑透層油、粘層油或者做封層，確保層間粘結(jié)力和防水。本文中采用的是在水泥穩(wěn)定碎石基層上加一層乳化瀝青碎石封層。

3 USP溫拌改性瀝青混合料施工工藝

3.1 USP溫拌改性瀝青混合料拌和

USP溫拌改性瀝青混合料在拌和前，已經(jīng)將USP溫拌改性劑與基質(zhì)瀝青按照13%的比例拌和，改性瀝青的溫度控制在100 ℃。集料的加熱溫度控制在120 ℃。集料的溫度可根據(jù)集料的含水量調(diào)整，以干燥為準?；旌狭系陌韬蜁r間要比普通瀝青混合料的拌和時間延長10 s，以保證瀝青與集料之間的充分裹附，避免出現(xiàn)花白料。拌和設(shè)備采用三一重工的熱拌瀝青拌和設(shè)備，見圖1。

3.2 USP溫拌改性瀝青混合料運輸

USP溫拌改性瀝青混合料出料溫度在110 ℃左右，考慮運輸距離導致的溫度散失，仍需采取保溫措施，使用瀝青混合料轉(zhuǎn)運車或者對混合料采取覆蓋保溫。經(jīng)實踐證明，USP溫拌改性瀝青混合料生產(chǎn)后6 h內(nèi)攤鋪壓實，均能滿足施工要求。運輸車廂內(nèi)要保證潔凈，并在車廂表面涂抹隔離劑。裝料時要按照前、后、中的次序進行裝料，以減少混合料的離析。

3.3 USP溫拌改性瀝青混合料攤鋪

USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪溫度范圍90 ℃±10 ℃，這是根據(jù)瀝青的粘溫曲線和變溫擊實試驗結(jié)果所得。攤鋪設(shè)備采用螺旋布料器和熨平板，將攤鋪寬度設(shè)置到適宜的寬度，兩幅之間應(yīng)有50 mm～100 mm左右的搭接。在攤鋪過程中搭接處瀝青混合料易離析，安排了專門的技術(shù)操作人員，人工及時去除離析料，補回正常料。

3.4 USP溫拌改性瀝青混合料壓實

壓實設(shè)備主要有：鋼輪振動壓路機、膠輪壓路機。壓實過程分為：初壓、復壓、終壓和二次碾壓。USP溫拌改性瀝青混合料的壓實溫度較低，但是初壓、復壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行，壓實溫度控制在60 ℃以上。初壓用鋼輪壓路機靜壓4遍，復壓先用鋼輪振動壓實2遍，再用膠輪壓路機壓實6遍～8遍，終壓用鋼輪壓路機靜壓至少2遍。由于USP溫拌改性劑的特性，USP溫拌改性瀝青混合料壓實后，混合料中的有機助劑還沒有完全揮發(fā)，延長了瀝青混合料的固化時間，因此在施工24 h后對路面再進行二次碾壓，保證其壓實度。只要攤鋪壓實工作能夠及時，USP溫拌改性瀝青混合料可實現(xiàn)在0 ℃以下施工。施工現(xiàn)場壓實過程見圖2。

3.5 USP溫拌改性瀝青混合料檢測與開放交通

施工過程中，不需要封路，車輛可以有序行駛，對路面壓實沒有影響。溫拌改性瀝青混合料施工結(jié)束后，技術(shù)人員要對路面進行鉆芯取樣，測定路面密度，同時檢測其他路用性能，待路面混合料冷卻至50 ℃后即可完全開放交通。USP溫拌改性瀝青混合料，雖然車輛的行駛不影響其性能，但是固化時間較長，檢測工作安排在二次碾壓之后。

4 結(jié)語

USP溫拌改性瀝青混合料施工和易性和路用性能都能達到規(guī)范要求，表明USP溫拌改性瀝青混合料可廣泛用于干線公路瀝青面層的鋪筑，特別適用于超薄面層和長大隧道面層的鋪筑。應(yīng)加強對溫拌瀝青混合料施工技術(shù)的研究，積累施工經(jīng)驗，以實現(xiàn)在更低溫度下的施工應(yīng)用。USP溫拌改性瀝青混合料為解決“黑色污染”和“白色污染”找到了一條有效路徑，使它們變廢為寶，節(jié)約了寶貴的石油資源，符合國家關(guān)于資源重復利用、提倡循環(huán)經(jīng)濟的大政方針，應(yīng)該得到大力的推廣和應(yīng)用。

[1]JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.

[2]王立久，劉 慧.骨架密度型瀝青混合料集料級配設(shè)計方法.中國公路學報，2008，21(5):6-9.

[3]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程.

[4]裴建中，邢向陽.溫拌瀝青混合料施工技術(shù)研究.筑路機械與施工機械化，2010(3):41- 44.

Study on construction technology of USP warm mix modified asphalt

Su Jiaqiang

(ResearchInstituteofHighwayScienceandTechnologyofYunnanProvince，Kunming650051，China)

Construction technology about USP warm mix modified asphalt is studied by analyzing raw material, the mix proportion design, construction preparation and technology. The research indicates that: the water and dust content of USP warm mix modified asphalt should be controlled, the mixing time is ten seconds longer, it needs 24 h for asphalt solidification after compaction, and then secondary compacting.

USP warm modified, construction technology, mix, paving, compact

1009-6825(2015)01-0103-02

2014-10-23

蘇加強(1973- )，男，高級工程師

TU535

A