溫拌瀝青混合料的應(yīng)用與研究

摘 要：通過對(duì)Aspha-Min溫拌劑的工作機(jī)理分析和室外、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究來驗(yàn)證溫拌瀝青各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)定；以及施工后成型瀝青混合料水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂穩(wěn)定性，從而對(duì)本施工技術(shù)起到指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：溫拌瀝青 溫拌劑 指標(biāo) 穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0028-04

1 溫拌瀝青混合料的應(yīng)用背景

為了確保嘉興至紹興跨江公路通道2013年春運(yùn)時(shí)的行車安全，沽渚樞紐（H、C匝道）瀝青混合料必須要在2012年12月中旬～2013年元月中旬實(shí)施攤鋪。而這個(gè)季節(jié)的氣溫很低，不適宜常規(guī)的瀝青混合料施工。公司計(jì)劃在瀝青混合料中擬外摻0.3%的Aspha-Min溫拌劑，來改善瀝青混合料的和易性，從而降低瀝青混合料的拌合、碾壓溫度，同時(shí)不影響瀝青混合料的路用性能。

2 Aspha-Min溫拌劑的工作機(jī)理及優(yōu)勢(shì)

本工程擬采用的溫拌劑為Aspha-Min，該技術(shù)不必改變現(xiàn)有熱拌廠的設(shè)備，在混合料里用了總量的0.3%的Aspha-min，就能潛在地降低約30 ℃的生產(chǎn)和施工溫度；由于Aspha-min特殊的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，水分能在長達(dá)6～7小時(shí)的時(shí)間內(nèi)逐漸釋放，保持混合料的施工長久性。溫拌瀝青混合料的優(yōu)點(diǎn)：（1）降低生產(chǎn)成本；（2）減少瀝青老化，改善路用性能；（3）減少氣體以及粉塵的排放量，降低環(huán)境污染、改善工人工作環(huán)境。

3 溫拌瀝青混合料的室內(nèi)試驗(yàn)

本次低溫施工的瀝青混合料的類型有SUP-25道路瀝青混合料、SUP-20改性瀝青混合料和SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石三類。選后兩類進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)試驗(yàn)。

3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）給定的溫拌劑和實(shí)際使用的礦料、改性瀝青拌制的溫拌瀝青混合料進(jìn)行不同溫度下成型，回歸分析得出對(duì)應(yīng)的有效壓實(shí)溫度范圍。

（2）試驗(yàn)分析溫拌瀝青混合料的性能變化。

通過旋轉(zhuǎn)壓實(shí)體積指標(biāo)、馬歇爾的物理和力學(xué)指標(biāo)指標(biāo)、高溫穩(wěn)定性（車轍）、低溫抗裂性、抗水損害等比對(duì)試驗(yàn)分析溫拌瀝青混合料的性能變化。

（3）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推薦溫拌瀝青混合料的拌和、出料和碾壓溫度。

3.2 試驗(yàn)方案

Aspha-Min溫拌劑摻加劑量按瀝青混合料的0.3%控制。

（1）按比例配制好的礦料放入烘箱，保溫和加溫控制溫度（成型溫度≥145 ℃時(shí)，按170 ℃～175 ℃；其他按155 ℃。）。

（2）改性瀝青加熱溫度為155 ℃～165 ℃。

（3）將預(yù)熱礦料與Aspha-Min溫拌劑同時(shí)加入拌和鍋內(nèi)進(jìn)行干拌，干拌控制時(shí)間設(shè)為不少于2 min；若是SMA-13，再加纖維干拌。

（4）將加熱好的改性瀝青加入拌和鍋內(nèi)，濕拌控制時(shí)間為2.5～3 min。

（5）加入礦粉，拌和控制時(shí)間在1～ 1.5 min之間。

（0iLc10zMWEbNjM1jt1B9qQ==6）拌和完成后，稱量按規(guī)定成型溫度保溫；SUP-20混合料的成型溫度分別為165 ℃、155 ℃、145 ℃、135 ℃、125 ℃、115 ℃、105 ℃、95 ℃和85 ℃。SMA-13混合料成型溫度分別為：165 ℃、155 ℃、145 ℃、135 ℃、125 ℃、115 ℃和105 ℃。

（7）成型試件：SUP-20混合料按旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型；SMA-13按馬歇爾雙面各擊75次成型。

（8）檢測試件的毛體積相對(duì)密度計(jì)算孔隙率，尋找各類瀝青混合料的碾壓溫度范圍。

（9）溫拌瀝青混合料的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)、馬歇爾的體積指標(biāo)驗(yàn)證。

（10）溫拌瀝青混合料的穩(wěn)定度驗(yàn)證。

（11）溫拌瀝青混合料的水穩(wěn)定驗(yàn)證（殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗(yàn)）。

（12）溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度驗(yàn)證（車轍試驗(yàn)）。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

（1）SUP-20溫拌改性瀝青混合料的拌和物外觀及碾壓溫度范圍。

在不同溫度下拌和的混合料和易性好，成型的孔隙率結(jié)果見表1。

按壓實(shí)空隙率<7%控制，有效壓實(shí)溫度在100 ℃～155 ℃。

（2）SMA-13溫拌改性瀝青混合料的拌和物外觀及碾壓溫度范圍見表2。

拌和的混合料和易性好并未發(fā)現(xiàn)瀝青流淌的現(xiàn)象，壓實(shí)度按最大理論相對(duì)密度的94%～96.5%控制，有效壓實(shí)溫度為110 ℃～165 ℃。

（3）瀝青混合料水穩(wěn)定性驗(yàn)證。

瀝青混合料水穩(wěn)定性驗(yàn)證按殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比兩個(gè)指標(biāo)驗(yàn)證。

①SUP-20改性瀝青混合料水穩(wěn)定性驗(yàn)證。

殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果見表3，凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)結(jié)果見表4。

②SMA-13改性瀝青混合料水穩(wěn)定性驗(yàn)證。

殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果見表5，凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)結(jié)果見表6。

（4）瀝青混合料高溫穩(wěn)定性驗(yàn)證見表7。

（5）瀝青混合料低溫抗裂性能驗(yàn)證結(jié)果。

4 溫拌瀝青路面使用效果階段性檢測評(píng)估

經(jīng)過四個(gè)月交通運(yùn)營，于2013年5底指揮部組織有關(guān)單位及施工單位等相關(guān)人員成立檢查評(píng)估小組，對(duì)通車路面的使用效果進(jìn)行一次階段性檢測評(píng)估。

4.1 路面外觀情況

檢測小組對(duì)溫拌瀝青路面進(jìn)行徒步檢查，檢查路面表面平整、密實(shí)。無松散、坑洞、泛油、擁包等現(xiàn)象。粗細(xì)料分布均勻，接縫處緊密、平順。（如圖3）

4.2 路面滲水情況

檢測小組人員對(duì)檢查路段進(jìn)行隨機(jī)定點(diǎn)，利用改進(jìn)型滲水儀進(jìn)行定量測定，檢測結(jié)果詳見表9，滿足《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的技術(shù)要求。（如表8）

4.3 路面芯樣分析

檢測小組為了驗(yàn)證路面的施工質(zhì)量，隨機(jī)在H匝道上定位兩點(diǎn)、在C匝道上定位一點(diǎn)，進(jìn)行取芯。從三個(gè)芯樣看（如圖4），芯樣表面光滑、密實(shí)，層層粘結(jié)牢固，每層混合料的骨料分布均勻、細(xì)礦料緊密地填充在粗骨料的間隙中，混合料處于嵌擠狀態(tài)，同時(shí)未發(fā)現(xiàn)明顯的層位移動(dòng)及顆粒破碎現(xiàn)象。

對(duì)芯樣進(jìn)行檢查壓實(shí)度檢測，檢測結(jié)果見表9，滿足《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的技術(shù)要求。

4.4 路面抗滑情況

檢測小組對(duì)運(yùn)營的溫拌瀝青路面抗滑性能指標(biāo)的了解，采用擺式儀測路面的擺值（圖5）和路面的構(gòu)造深度（圖6），經(jīng)過檢測，結(jié)果滿足現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范要求。檢測結(jié)果見表9和表10。

4.5 路面車轍情況

檢測小組為了了解運(yùn)營4個(gè)月的溫拌瀝青路面的車轍情況，運(yùn)用簡易的3 m直尺測最大間隙的方法（圖7），檢測輪跡帶車轍深度。檢測結(jié)果見表6，最大車轍深度為3.0 mm，按車轍的定義目前未發(fā)展到路面車轍的范疇。

5 階段性評(píng)價(jià)結(jié)論

檢測評(píng)估小組通過檢查溫拌瀝青混合料專題試驗(yàn)報(bào)告、施工拌合樓檢測數(shù)據(jù)、現(xiàn)場施工控制記錄、成型實(shí)體質(zhì)量檢測和運(yùn)營過程的實(shí)體質(zhì)量檢測結(jié)果，經(jīng)過反復(fù)討論及研究通過如下結(jié)論。

（1）溫拌瀝青混合料在特定的溫度環(huán)境下成型的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)（中、下面層）、馬歇爾試驗(yàn)、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定度及低溫彎拉應(yīng)變等技術(shù)指標(biāo)均滿足現(xiàn)行的規(guī)范—《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40-2004和紹興跨江公路通道南岸接線第6合同段兩階段施工圖設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。

（2）三層溫拌瀝青混合料拌合質(zhì)量均勻、穩(wěn)定，為確保施工質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）溫拌瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪、碾壓科學(xué)得當(dāng)，保證了施工質(zhì)量在過程中控制。

（4）溫拌瀝青混合料成型實(shí)體質(zhì)量，經(jīng)過施工自檢、交工驗(yàn)收檢測和運(yùn)營中檢測，技術(shù)指標(biāo)均滿足《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG F80/1-2004的技術(shù)要求。

（5）溫拌瀝青混凝土路面經(jīng)過4個(gè)月的運(yùn)營，路面表面仍然平整、密實(shí)，未出現(xiàn)松散、坑洞、泛油、擁包等現(xiàn)象，粗細(xì)料分布均勻，接縫處緊密、平順。