關(guān)于長(zhǎng)大隧道瀝青路面溫拌施工技術(shù)的探討

王藝　王修平　吳德華

摘 要：在隧道路面施工中，與瀝青熱拌混合料相比，溫拌瀝青混合料由于拌和、施工溫度低，具有寬泛的碾壓溫度區(qū)間范圍，所以被廣泛應(yīng)用。從工藝原理、施工流程、操作要點(diǎn)、材料和設(shè)備、效益等方面，對(duì)長(zhǎng)大隧道瀝青路面溫拌施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：隧道；瀝青；溫拌施工；混合料

中圖分類號(hào)：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0060-02

在以往的隧道路面施工中，特別是長(zhǎng)大隧道施工中，由于高溫瀝青混合料所散發(fā)出的煙霧和氣味無(wú)法排除出密閉隧道（而這種排放是致癌的），這就嚴(yán)重影響了施工人員的身心健康。而溫拌瀝青混合料的拌和、施工溫度比熱拌低30～60 ℃，從而減少了有毒煙霧和刺激性氣味的排放，使施工環(huán)境得到明顯的改善。同時(shí)，瀝青溫拌混合料比瀝青熱拌混合料具有更為寬泛的碾壓溫度區(qū)間范圍，其拌和、攤鋪、碾壓均不受溫度降低影響，可以充分滿足路面的各種技術(shù)規(guī)范要求，促進(jìn)壓實(shí)程度，提高施工質(zhì)量。

1 工藝原理

溫拌劑是基于表面活性平臺(tái)的溫拌技術(shù)。在混合料拌和之前，將溫拌劑加入瀝青罐中充分?jǐn)嚢瑁ＷC溫拌劑均勻分散在瀝青中。在拌和過(guò)程中，在拌和機(jī)拌齒強(qiáng)力攪拌的作用下，石油瀝青和溫拌劑發(fā)生化學(xué)作用，在瀝青分子微觀層面上形成潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)層。該潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)層在混合料生產(chǎn)過(guò)程中，將消除瀝青混合料的聚合能力，能夠明顯提高瀝青溫拌混合料在傳統(tǒng)意義上溫度較低時(shí)攤鋪碾壓能力，有效降低瀝青的拌和溫度和施工溫度。在前臺(tái)攤鋪碾壓過(guò)程中，在雙鋼輪壓路機(jī)的高頻低幅碾壓和膠輪壓路機(jī)的揉搓作用下，瀝青溫拌混合料潤(rùn)滑效果得到發(fā)揮，礦料嵌擠結(jié)構(gòu)的形成能力得到極大提升，使溫拌瀝青混合料密實(shí)度更容易實(shí)現(xiàn)。壓實(shí)完成后，由于溫拌劑為水溶性的材質(zhì)，瀝青混合料微分子間表面活性物質(zhì)逐漸發(fā)生界面上的轉(zhuǎn)移，使礦料和瀝青發(fā)生鎖固，從而提高了瀝青混合料的黏結(jié)能力。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 工藝流程

工藝流程為：溫拌瀝青的制備→溫拌瀝青混凝土的拌和→溫拌瀝青混凝土運(yùn)輸→溫拌瀝青混凝土攤鋪→溫拌瀝青混凝土碾壓。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 溫拌瀝青生產(chǎn)

在溫拌瀝青生產(chǎn)前，要先準(zhǔn)備一個(gè)空的瀝青罐，用來(lái)存貯生產(chǎn)完畢的溫拌瀝青成品。對(duì)于自帶瀝青攪拌裝置的瀝青罐，可以將溫拌劑按比例直接加入裝有瀝青的瀝青罐，打開(kāi)攪拌裝置低速攪拌約5 h后，即可完成溫拌瀝青制備。在連續(xù)生產(chǎn)或者大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，需要配備2個(gè)以上有攪拌能力的瀝青罐。

2.2.2 溫拌瀝青混凝土拌和

在長(zhǎng)大隧道瀝青路面鋪裝時(shí)，較熱拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料的施工溫度有較大程度的降低，例如SBS改性瀝青混合料的出廠溫度，在熱伴時(shí)規(guī)范為170～185 ℃，而溫拌的SBS改性瀝青混合料的出廠溫度只需135～145 ℃，推薦的拌和樓拌和溫度控制范圍如表1所示。需要指出的是，在拌和過(guò)程中，由于礦粉、溫拌添加劑均為常溫添加，會(huì)損失一部分熱料，因此設(shè)定的集料加熱溫度應(yīng)比出料溫度稍高。

2.2.3 溫拌瀝青混凝土的運(yùn)輸

在溫拌瀝青混凝土的運(yùn)輸中，需要注意以下幾點(diǎn)：①運(yùn)輸溫拌瀝青混凝土的車(chē)量應(yīng)按規(guī)范要求保溫，特別是露出車(chē)的部分混合料應(yīng)加強(qiáng)覆蓋。在條件允許的情況下，還應(yīng)該在車(chē)側(cè)面加裝泡沫隔板等保溫裝置，減少瀝青混合料在運(yùn)輸和等待過(guò)程中的降溫幅度。在前車(chē)倒料完成前，不要扯開(kāi)油布、棉被等覆蓋物。②用數(shù)顯插入式溫度計(jì)，檢測(cè)瀝青溫拌混合料的出場(chǎng)溫度和現(xiàn)場(chǎng)的攤鋪、碾壓溫度。③在從拌和樓儲(chǔ)料倉(cāng)往運(yùn)輸車(chē)輛放料時(shí)，運(yùn)輸車(chē)輛要移動(dòng)接料，按前后中或分堆接料，從而使混合料的離析降到最少。④瀝青拌和樓的生產(chǎn)能力和運(yùn)輸能力應(yīng)比攤鋪機(jī)的攤鋪能力有一定的富裕，以避免攤鋪機(jī)停車(chē)待料。⑤運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)根據(jù)前車(chē)卸料的進(jìn)度，掌握好時(shí)機(jī)來(lái)撤除保溫覆蓋物——不可過(guò)早，也不可過(guò)晚。⑥車(chē)輛在攤鋪機(jī)前20 cm 左右處停住，避免沖撞攤鋪機(jī)。卸時(shí)應(yīng)空檔，依靠攤鋪機(jī)的頂推前行。

2.2.4 溫拌瀝青混合料的攤鋪

在進(jìn)行瀝青面層攤鋪時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行透層油、粘層油的撒布，保證粘層油灑布后有1 h的蒸發(fā)時(shí)間。此外，還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：①對(duì)正常攤鋪部分，一般不用人工整修；對(duì)于邊緣和伸縮縫位置有人工（過(guò)度）鑿除的部分，跨縫作業(yè)和攤鋪邊緣不能避免人工作業(yè)時(shí)，要求人工適當(dāng)多預(yù)留松鋪厚度。②布料器內(nèi)的瀝青混合料應(yīng)高于螺旋的2/3. ③在攤鋪過(guò)程中，隨時(shí)檢測(cè)松鋪厚度，攤鋪前熨平板應(yīng)預(yù)熱。攤鋪機(jī)熨平板拼接要緊密，不允許留有縫隙，防止卡入粒料將鋪面拉出條痕，保證攤鋪機(jī)夯錘工作正常有效進(jìn)行。

2.2.5 溫拌瀝青混合料的碾壓

保證壓路機(jī)臺(tái)數(shù)充足，對(duì)于一次性攤鋪約7 m的隧道寬度，推薦壓路機(jī)至少準(zhǔn)備3臺(tái)鋼輪壓路機(jī)（12～16 t）和1臺(tái)膠輪壓路機(jī)（26～30 t），2臺(tái)光輪壓路機(jī)（12～16 t）用于初壓和復(fù)壓前端，1～2臺(tái)臺(tái)膠輪（或光輪）用于復(fù)壓后端，1臺(tái)光輪壓路機(jī)收光。根據(jù)混合料級(jí)配類型，參照施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定和正常熱拌瀝青混合料的碾壓，選擇合理的碾壓組合方式和碾壓工藝，但應(yīng)強(qiáng)調(diào)鋼輪振動(dòng)壓實(shí)和膠輪壓實(shí)。鋼輪壓路機(jī)的振動(dòng)作用和膠輪壓路機(jī)的搓揉作用，可以使其溫拌潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)得到最大程度的發(fā)揮，集料位置調(diào)整和骨架結(jié)構(gòu)形成更加容易。在無(wú)實(shí)際工程應(yīng)用時(shí)，應(yīng)向溫拌技術(shù)工程師咨詢，確定相關(guān)碾壓工藝和碾壓組合安排。

鋼輪壓路機(jī)的灑水以達(dá)到濕潤(rùn)為準(zhǔn)，不可產(chǎn)生過(guò)多的流暢水，膠輪壓路機(jī)輪胎采用菜油用掃把涂刷。

3 材料與設(shè)備

3.1 材料

3.1.1 粗集料

粗集料應(yīng)該潔凈、干燥、表面粗糙，質(zhì)量應(yīng)符合規(guī)定。當(dāng)單一規(guī)格集料的質(zhì)量指標(biāo)達(dá)不到要求，而按照集料配比計(jì)算的質(zhì)量指標(biāo)符合要求時(shí)，工程上允許使用。高速公路和一級(jí)公路不得使用篩選礫石和礦渣。采石場(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中，必須徹底清除覆蓋層和泥土夾層。生產(chǎn)碎石用的原石不得含有土塊和雜物，集料成品不得堆放在泥土地上。

3.1.2 細(xì)集料

瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂和石屑。細(xì)集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場(chǎng)、采砂場(chǎng)生產(chǎn)。細(xì)集料應(yīng)保持潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，熱拌密級(jí)配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過(guò)集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。礦粉應(yīng)保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉(cāng)流出。

3.1.4 瀝青

選用A級(jí)瀝青及在其基礎(chǔ)上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時(shí)間保存或運(yùn)送到附近的工地時(shí)，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設(shè)攪拌設(shè)備并進(jìn)行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過(guò)程中，應(yīng)定期取樣，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)離析等質(zhì)量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應(yīng)選用新型無(wú)水型溫拌添加劑，在溫拌工程項(xiàng)目實(shí)施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機(jī)械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質(zhì)量要求如表2所示。

3.2 設(shè)備

施工設(shè)備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)、自卸車(chē)和水車(chē)等。此外，還要確定施工機(jī)械的數(shù)量、型號(hào)根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術(shù)可以使瀝青混合料達(dá)到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時(shí)還具有較低的拌和溫度和壓實(shí)溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：①降低了拌和機(jī)的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內(nèi)的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來(lái)有較大幅度的下降。經(jīng)計(jì)算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤(rùn)滑作用，使得拌和機(jī)的拌和負(fù)荷和機(jī)械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長(zhǎng)了使用壽命，從而降低了后期道路維護(hù)的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場(chǎng)工作條件顯著改善，對(duì)施工人員的健康損害降到最低。④延長(zhǎng)了瀝青混合料拌和設(shè)備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋼鐵制的生產(chǎn)設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，可以延長(zhǎng)設(shè)備使用期。

〔編輯：李玨〕

3.1.2 細(xì)集料

瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂和石屑。細(xì)集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場(chǎng)、采砂場(chǎng)生產(chǎn)。細(xì)集料應(yīng)保持潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，熱拌密級(jí)配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過(guò)集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。礦粉應(yīng)保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉(cāng)流出。

3.1.4 瀝青

選用A級(jí)瀝青及在其基礎(chǔ)上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時(shí)間保存或運(yùn)送到附近的工地時(shí)，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設(shè)攪拌設(shè)備并進(jìn)行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過(guò)程中，應(yīng)定期取樣，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)離析等質(zhì)量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應(yīng)選用新型無(wú)水型溫拌添加劑，在溫拌工程項(xiàng)目實(shí)施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機(jī)械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質(zhì)量要求如表2所示。

3.2 設(shè)備

施工設(shè)備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)、自卸車(chē)和水車(chē)等。此外，還要確定施工機(jī)械的數(shù)量、型號(hào)根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術(shù)可以使瀝青混合料達(dá)到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時(shí)還具有較低的拌和溫度和壓實(shí)溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：①降低了拌和機(jī)的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內(nèi)的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來(lái)有較大幅度的下降。經(jīng)計(jì)算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤(rùn)滑作用，使得拌和機(jī)的拌和負(fù)荷和機(jī)械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長(zhǎng)了使用壽命，從而降低了后期道路維護(hù)的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場(chǎng)工作條件顯著改善，對(duì)施工人員的健康損害降到最低。④延長(zhǎng)了瀝青混合料拌和設(shè)備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋼鐵制的生產(chǎn)設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，可以延長(zhǎng)設(shè)備使用期。

〔編輯：李玨〕

3.1.2 細(xì)集料

瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂和石屑。細(xì)集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場(chǎng)、采砂場(chǎng)生產(chǎn)。細(xì)集料應(yīng)保持潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，熱拌密級(jí)配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過(guò)集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。礦粉應(yīng)保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉(cāng)流出。

3.1.4 瀝青

選用A級(jí)瀝青及在其基礎(chǔ)上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時(shí)間保存或運(yùn)送到附近的工地時(shí)，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設(shè)攪拌設(shè)備并進(jìn)行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過(guò)程中，應(yīng)定期取樣，檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)離析等質(zhì)量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應(yīng)選用新型無(wú)水型溫拌添加劑，在溫拌工程項(xiàng)目實(shí)施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機(jī)械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質(zhì)量要求如表2所示。

3.2 設(shè)備

施工設(shè)備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)、自卸車(chē)和水車(chē)等。此外，還要確定施工機(jī)械的數(shù)量、型號(hào)根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術(shù)可以使瀝青混合料達(dá)到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時(shí)還具有較低的拌和溫度和壓實(shí)溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：①降低了拌和機(jī)的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內(nèi)的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來(lái)有較大幅度的下降。經(jīng)計(jì)算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤(rùn)滑作用，使得拌和機(jī)的拌和負(fù)荷和機(jī)械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長(zhǎng)了使用壽命，從而降低了后期道路維護(hù)的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對(duì)環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場(chǎng)工作條件顯著改善，對(duì)施工人員的健康損害降到最低。④延長(zhǎng)了瀝青混合料拌和設(shè)備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)鋼鐵制的生產(chǎn)設(shè)備的損耗也相應(yīng)降低，可以延長(zhǎng)設(shè)備使用期。

〔編輯：李玨〕