市政路面中彩色瀝青混凝土的生產(chǎn)與控制

崔 勇 陳俊奪 樊 亮

(1.山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250021; 2.山東省交通科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

市政路面中彩色瀝青混凝土的生產(chǎn)與控制

崔 勇1陳俊奪1樊 亮2*

(1.山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250021; 2.山東省交通科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250031)

基于內(nèi)蒙古包頭巴彥塔拉大街改造工程，使用脫色瀝青加無(wú)機(jī)顏料的方式進(jìn)行了瀝青路面的彩色鋪裝，從材料檢測(cè)、目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比與攤鋪碾壓各流程環(huán)節(jié)，對(duì)材料使用和生產(chǎn)控制進(jìn)行了總結(jié)，為市政道路中彩色瀝青的應(yīng)用提供了參考。

市政道路，彩色瀝青，目標(biāo)配合比，生產(chǎn)配合比

0 引言

近年來(lái)，路面的彩色鋪裝應(yīng)用日漸增多，不同類(lèi)型的彩色實(shí)現(xiàn)技術(shù)也不斷出現(xiàn)，如結(jié)合料著色技術(shù)、骨料著色技術(shù)、表面處理技術(shù)等。其中，結(jié)合料著色技術(shù)是一種主流技術(shù)，它主要采用樹(shù)脂基材料(如石油樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂)添加一些不同的顏料來(lái)實(shí)現(xiàn)彩色的功能，相對(duì)其他方案，對(duì)現(xiàn)有瀝青拌合技術(shù)的改造不多，使用性?xún)r(jià)比較高。從現(xiàn)有的一些工程案例來(lái)看，無(wú)機(jī)顏料使用較多，如氧化鐵紅、氧化鐵黃等，其化學(xué)穩(wěn)定性好、耐候性、著色力強(qiáng)，在石油樹(shù)脂(脫色瀝青)中能夠呈現(xiàn)更好的顏色飽和度?；谶@種現(xiàn)狀，本文結(jié)合內(nèi)蒙古包頭巴彥塔拉大街改造工程，使用脫色瀝青加無(wú)機(jī)顏料的方式進(jìn)行瀝青路面的彩色鋪裝，并對(duì)其中材料和生產(chǎn)過(guò)程中的現(xiàn)象和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，希望為彩色瀝青的應(yīng)用拓展提供一些借鑒。

1 原材料與檢測(cè)

彩色瀝青鋪裝工程依托巴彥塔拉大街道路改造工程，其設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)為兩層，下面層為6 cm厚的AC-20瀝青混凝土，上面層為3 cm厚的AC-10彩色瀝青混凝土。AC-10型混凝土集料為石灰?guī)r質(zhì)，分0 mm～3 mm，3 mm～5 mm和5 mm～10 mm三檔，技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足JTG F40—2004中規(guī)定的集料要求，礦粉為拌合站自磨的石灰?guī)r礦粉，其粒度范圍、親水系數(shù)和塑性指數(shù)均滿(mǎn)足現(xiàn)有技術(shù)要求。

在脫色瀝青的選擇方面，結(jié)合包頭的2—2氣候分區(qū)，選擇其針入度在80 dmm～100 dmm范圍內(nèi)，最終確定采用上海群康公司生產(chǎn)的脫色瀝青。其技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)文件技術(shù)要求見(jiàn)表1。從表1中可以看出，脫色瀝青與基質(zhì)90號(hào)瀝青有著明顯的不同，主要是熱老化性能較差，135 ℃老化質(zhì)量損失較大，殘留針入度比也較小。在后期攤鋪施工過(guò)程中要注意施工溫度的控制。

表1 脫色瀝青的技術(shù)指標(biāo)

所采用的無(wú)機(jī)顏料主體成分為氧化鐵紅(Fe2O3)，粒度為200目，0.075 mm篩孔通過(guò)率為100%。由于其密度5.24 g/cm3，遠(yuǎn)高于脫色瀝青的密度1.037 g/cm3，為避免它在脫色瀝青中的離析沉降，工程選擇干法工藝進(jìn)行顏料的使用，即在拌合鍋內(nèi)與礦粉同時(shí)加入，而后與脫色瀝青、集料拌合，形成彩色瀝青(棕紅色)混凝土。參考廠(chǎng)家推薦方案，按照瀝青混凝土質(zhì)量的2.5%進(jìn)行使用。

2 目標(biāo)配合比與性能驗(yàn)證

參照美國(guó)Sup-9.5混合料設(shè)計(jì)要求和我國(guó)JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)室得到的混合料目標(biāo)配合比如圖1和表2所示，其中2.36 mm關(guān)鍵性篩孔通過(guò)率小于45%，級(jí)配為粗型密級(jí)配。試驗(yàn)室按照油石比5.0%，5.3%，5.6%，5.9%，6.2%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，其中擊實(shí)溫度為120 ℃～130 ℃；得到表3中不同油石比瀝青混合料體積指標(biāo)，根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，確定最佳油石比為5.7%。

表2 AC-10各礦料比例

表3 AC-10瀝青混合料最佳油石比的確定

表4中的性能驗(yàn)證表明，5.7的油石比時(shí)，瀝青混合料空隙率為3.9，殘留穩(wěn)定度為86%，高溫車(chē)轍動(dòng)穩(wěn)定度為1 800，混合料性能指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)文件要求。

3 生產(chǎn)配合比調(diào)試

瀝青混合料采用間歇式拌合站進(jìn)行生產(chǎn)，生產(chǎn)配合比調(diào)試主要控制各種原材料的比例及混合料的穩(wěn)定性。采用德基4000型強(qiáng)制性間歇式拌合站，拌合站可實(shí)現(xiàn)骨料及瀝青膠結(jié)料的自動(dòng)計(jì)量。生產(chǎn)配合比的調(diào)試首先要根據(jù)目標(biāo)確定比例進(jìn)行冷料上料，經(jīng)過(guò)拌合站二次篩分后骨料進(jìn)到熱倉(cāng)中，對(duì)各熱倉(cāng)骨料進(jìn)行篩分后進(jìn)行級(jí)配合成，使生產(chǎn)配合比的合成級(jí)配盡量與目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配接近。經(jīng)過(guò)熱料倉(cāng)二次篩分，確定生產(chǎn)配比如表5所示。

表4 AC-10彩色瀝青混合料的性能指標(biāo)

表5 AC-10生產(chǎn)配比與目標(biāo)配比 %

根據(jù)拌合站調(diào)試結(jié)果，設(shè)計(jì)的生產(chǎn)配合比混合料的各項(xiàng)體積指標(biāo)均能與目標(biāo)配合比吻合，且室內(nèi)抽提篩分結(jié)果與目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)比較接近(見(jiàn)圖2)，說(shuō)明設(shè)計(jì)的生產(chǎn)配合比比較理想，且拌合站的計(jì)量系統(tǒng)偏差在可控范圍之內(nèi)。至此，生產(chǎn)配比調(diào)試工作完成。

4 生產(chǎn)與攤鋪、碾壓

生產(chǎn)配比確定后，進(jìn)入混合料生產(chǎn)與攤鋪環(huán)節(jié)。根據(jù)試驗(yàn)室和拌合站調(diào)試結(jié)果，脫色瀝青拌合溫度為140 ℃，集料加熱溫度為160 ℃，出料溫度控制在140 ℃～150 ℃。確定混合料拌合時(shí)間時(shí)，以混合料拌合均勻，所有礦料顆粒全部裹覆彩色瀝青為度，每盤(pán)的生產(chǎn)周期不少于40 s(其中干拌時(shí)間不少于5 s，濕拌不少于30 s～35 s)。開(kāi)工的頭幾盤(pán)混合料，適當(dāng)延長(zhǎng)拌合時(shí)間，提高拌合溫度。出廠(chǎng)的混合料均勻一致，無(wú)白花料，無(wú)粗細(xì)料離析和結(jié)塊現(xiàn)象。

在攤鋪過(guò)程中，攤鋪溫度宜在135 ℃以上。為避免攤鋪的混合料出現(xiàn)劃痕，攤鋪機(jī)開(kāi)工前提前1 h預(yù)熱熨平板，使其溫度達(dá)到100 ℃以上。攤鋪過(guò)程中，使熨平板的振動(dòng)和夯錘振搗有適宜的頻率，以保證混合料初始?jí)簩?shí)度達(dá)到85%以上。攤鋪速度為2 m/min，做到緩慢、均勻、不間斷的攤鋪。布料器中混合料的位置略高于螺旋布料器2/3，同時(shí)螺旋布料器的轉(zhuǎn)速不宜太快，避免攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象。為避免攤鋪機(jī)收斗造成混合料的離析，施工期間攤鋪機(jī)料斗始終處于敞開(kāi)狀態(tài)，做到連續(xù)供料避免粗集料集中，試驗(yàn)段施工結(jié)束后將兩翼混合料清除廢棄。

具體碾壓中，初壓溫度130 ℃以上，終壓溫度控制在90 ℃以上。初壓采用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)前進(jìn)靜壓，后退振動(dòng)，速度為1.5 km/h～2 km/h。復(fù)壓時(shí)視情況(如機(jī)動(dòng)車(chē)道面)，可采用膠輪壓路機(jī)各壓1遍，速度為2 km/h～2.5 km/h，對(duì)非機(jī)動(dòng)車(chē)道可不采用膠輪壓路機(jī)碾壓。在終壓時(shí)采用雙鋼輪壓路機(jī)趕光靜壓，速度控制在3 km/h～4 km/h，以無(wú)輪痕為原則。碾壓遵循由低到高、先慢后快的原則，特別加強(qiáng)路緣石邊部等碾壓難度較大地方的壓實(shí)，可以靈活采用小型壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)，以完善路面的壓實(shí)效果。攤鋪與碾壓過(guò)程見(jiàn)圖3。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合內(nèi)蒙古包頭市巴彥塔拉大街道路改造工程，采用脫色瀝青和無(wú)機(jī)顏料對(duì)非機(jī)動(dòng)街道和機(jī)動(dòng)車(chē)道進(jìn)行了彩色路面鋪裝。經(jīng)過(guò)建設(shè)單位、監(jiān)理單位和質(zhì)檢站的驗(yàn)收，路面各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)技術(shù)要求，同時(shí)這條彩色道路受到了沿路人們的歡迎，在為包頭市政路面的美化、環(huán)境改善和提升風(fēng)格方面做出了貢獻(xiàn)。

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

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

[3] 陸劍卿.彩色瀝青路面性能及施工工藝研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2010(222)：170-172.

[4] 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2009.

[5] 薛鵬濤,袁萬(wàn)杰,王 釗,等.添加PE抗車(chē)轍劑瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)研究[J].新型建筑材料,2007(6):54-56.

[6] 李小松.用于薄層罩面的AC-10瀝青混凝土級(jí)配組成及路用性能的研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué),2009.

[7] 吳艷紅.加強(qiáng)拌合站瀝青混凝土質(zhì)量控制的思考[J].山西建筑,2015，41(1):210-211.

Production and control of colored asphalt concrete in municipal road pavement

Cui Yong1Chen Junduo1Fan Liang2*

(1.ShandongProvinceLuqiaoGroupCo.,Ltd,Jinan250021,China; 2.ShandongTransportationInstitute,Jinan250031,China)

Based on Bayan Tara street reconstruction project in Baotou city of Inner Mongolia, colored asphalt concrete plus inorganic pigments were used in colored pavement construction. And material use and production control were summarized following material test, target proportioning, and production proportioning and paving rolling sequence, which aimed at providing reference for the use of colored asphalt in municipal road.

municipal road, colored asphalt, target proportioning， production proportioning

2015-06-04

崔 勇(1973- )，男，工程師； 陳俊奪(1985- )，男，工程師

樊 亮(1981- )，男，高級(jí)工程師

1009-6825(2015)23-0104-02

TU528

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