溫拌瀝青混凝土施工技術(shù)探討

文/張志庚 鞍山市公路瀝青拌合站 遼寧鞍山 114016

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溫拌瀝青混凝土施工技術(shù)探討

文/張志庚 鞍山市公路瀝青拌合站 遼寧鞍山 114016

【摘要】溫拌瀝青混凝土技術(shù)是節(jié)能減排的新技術(shù)，總結(jié)出海通道工程溫拌瀝青混凝土的施工過程，對拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)探討。

【關(guān)鍵詞】溫拌瀝青混凝土；拌和；運(yùn)輸；攤鋪；壓實(shí)

近幾年持續(xù)出現(xiàn)的霧霾污染再次引發(fā)了人們對于環(huán)境問題的關(guān)注，嚴(yán)峻的環(huán)境形勢迫使我們必須刻不容緩地采取有效措施保護(hù)環(huán)境。防止由工程建設(shè)對環(huán)境造成的污染和破壞，推廣節(jié)能減排技術(shù)，是公路行業(yè)面臨的緊迫課題。目前我國公路和城市道路普遍使用熱拌瀝青混凝土路面，路面平整、密實(shí)、抗滑，并且施工方便、行車舒適，但材料性質(zhì)要求施工溫度高，拌和升溫需大量燃料且產(chǎn)生較多溫室氣體，排放的有毒煙霧對施工人員健康構(gòu)成極大威脅。近年的研究和工程實(shí)踐表明，溫拌瀝青混凝土技術(shù)可減少燃料消耗，節(jié)約能源，減少污染氣體排放，防止污染，是節(jié)能減排的有效環(huán)保技術(shù)。

一、溫拌瀝青混凝土技術(shù)簡介

溫拌瀝青混合料（WMA）是一類拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150℃-180℃）和冷拌（常溫）瀝青混合料之間，性能達(dá)到(或接近)熱拌瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)的新型瀝青混合料。溫拌瀝青混凝土材料具有很多優(yōu)點(diǎn)：①減少拌和過程燃料消耗：拌合與壓實(shí)溫度較低，一般比熱拌瀝青混凝土節(jié)省燃料約20%～30%；②減少溫室氣體、有毒氣體的排放：國家環(huán)境保護(hù)部的檢測數(shù)據(jù)表明，溫拌瀝青混凝土技術(shù)可減少56%的CO2排放，而攤鋪時(shí)可減少80%的含有大量致癌物質(zhì)的“瀝青煙”，降低了瀝青混凝土施工過程對環(huán)境的破壞和對施工人員的健康危害；③延長施工季節(jié)：可在較低氣溫的環(huán)境鋪設(shè)，適當(dāng)延長作業(yè)時(shí)間；④延長運(yùn)輸距離：延伸拌和廠的工作覆蓋半徑，運(yùn)輸距離可延長；⑤瀝青老化程度減弱：拌和、運(yùn)輸、攤鋪的溫度下降使得混合料中瀝青老化程度降低，進(jìn)而提高了路面的耐久性。

目前，溫拌瀝青混凝土主要有四種生產(chǎn)方式：①泡沫瀝青技術(shù)：將軟瀝青加熱與粒料充分拌合形成軟瀝青混合料，同時(shí)將冷水加入加熱后的硬瀝青產(chǎn)生蒸氣形成泡沫瀝青，再將軟瀝青混合料與泡沫瀝青充分拌合。②礦物添加劑技術(shù)：在瀝青混合料拌和過程中加入白色粉末狀人造沸石，使瀝青產(chǎn)生連續(xù)的發(fā)泡反應(yīng)形成泡沫瀝青，在較低溫度下更容易裹附粒料。③有機(jī)物添加劑技術(shù)：將低熔點(diǎn)的有機(jī)添加劑加入到混合料中，降低結(jié)合料的粘度，從而可降低瀝青混凝土拌合與壓實(shí)溫度。④表面活性平臺法：將皂液濃縮液加入攪拌鍋進(jìn)行瀝青混合料拌和或?qū)⑿滦蜏匕杼砑觿┘尤霝r青膠結(jié)料制備出溫拌瀝青（125℃存儲(chǔ)30天）用于瀝青混合料拌和，可顯著改善工作性、附著性及包裹粒料的能力。本文針對第四種技術(shù)中皂液濃縮液法進(jìn)行施工技術(shù)探討。

二、工程實(shí)例

遼寧中部工業(yè)走廊出海通道鞍山段路線全長38.513公里，為四車道一級公路，路面寬18米、路基寬21米，路面面層結(jié)構(gòu)為4cm細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土（AC-13）上面層、6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20）下面層。施工中第四合同段上面層采用溫拌SBS改性瀝青混凝土鋪筑，鋪筑時(shí)當(dāng)?shù)販囟葹?2℃～10℃。

2.1溫拌瀝青混凝土拌和

2.1.1對現(xiàn)有拌和設(shè)備的改造

皂液濃縮液法生產(chǎn)溫拌瀝青混凝土需配置濃縮液添加設(shè)備，包括溫拌劑存儲(chǔ)罐、泵、管道及自動(dòng)控制系統(tǒng)等小型配套設(shè)備。需特別注意的是噴灑管的安裝，噴灑管管徑約3cm，操作中在拌合缸觀察口附近開直徑約4cm的圓孔，將噴灑管放入，在靠近瀝青噴管10cm處固定，使添加劑注入方式、方向、范圍和瀝青噴灑基本一致，泵機(jī)組的進(jìn)口處用另一軟管連接，放到添加劑儲(chǔ)罐中。

拌和過程中會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣，不僅會(huì)影響礦料計(jì)量，而且會(huì)影響混合料質(zhì)量、增加設(shè)備維修保養(yǎng)難度，必須在拌合缸上部設(shè)排氣口將水蒸汽排出。排氣口位于拌和區(qū)以上，為直徑50cm圓孔，外接約2m長的排氣管。當(dāng)拌和缸處設(shè)有觀察口時(shí)，宜將觀察口打開，以便氣體順利排出。

2.1.2拌和前檢查

溫拌瀝青混凝土拌和前，需對濃縮液流量進(jìn)行標(biāo)定，濃縮液用量通過延時(shí)繼電器設(shè)定時(shí)間，通過控制噴灑時(shí)間調(diào)整噴灑量。本工程瀝青與濃縮液比例為95：5。

檢查拌和站各項(xiàng)工作是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，濃縮液添加設(shè)備是否調(diào)試到位，排氣口是否安設(shè)好。按生產(chǎn)配合比計(jì)算各料倉計(jì)量然后輸入拌和樓生產(chǎn)控制系統(tǒng)，確認(rèn)加料順序，需注意保證礦粉添加延時(shí)5s以上，出料溫度根據(jù)不同的環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)整。

2.1.3拌和過程要求

1)溫拌瀝青混凝土的潮濕性比較高，為保證質(zhì)量，必須盡量減少集料的含水量，注意進(jìn)行集料加熱、干燥工作，使集料含水量達(dá)到要求。

2)濃縮液添加劑的添加時(shí)機(jī)、方式、方向很關(guān)鍵，濃縮液添加劑在瀝青開始噴灑后延時(shí)2s開始噴入，注入方式、方向、范圍和瀝青噴灑基本一致，噴入時(shí)間以流量和用量計(jì)算得出，具體步驟為根據(jù)拌和樓瀝青混凝土噸數(shù)計(jì)算瀝青用量→按瀝青：濃縮液用量計(jì)算添加劑量→依據(jù)泵流量計(jì)算時(shí)間，前提是濃縮液噴灑在瀝青噴灑結(jié)束前完成。

3)單盤料拌和周期不低于60s，其中干拌5s，濃縮液噴灑控制在12s以內(nèi)，然后濕拌6s后再添加礦粉，再繼續(xù)濕拌。拌和過程中隨時(shí)目測檢查混凝土的均勻性，及時(shí)觀察有無離析或花白料等異常現(xiàn)象，分析原因做出處理。

4)拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度。每天拌和工作結(jié)束后把逐盤打印的各種材料數(shù)量與濃縮液添加劑量分析匯總。

2.2溫拌瀝青混凝土運(yùn)輸

采用45t自卸汽車運(yùn)輸，車輛配置數(shù)量與運(yùn)輸距離、運(yùn)輸時(shí)間、拌和能力、攤鋪能力相匹配，至少保證2輛運(yùn)料車等候在現(xiàn)場；使用前將車廂清理干凈，在車廂內(nèi)板面涂一薄層非石油基隔離潤滑劑；裝料時(shí)運(yùn)料車前后移動(dòng)，分前、后、中三次接料，減少粗細(xì)集料離析；盡管溫拌瀝青混合料可以適當(dāng)延長運(yùn)距，但運(yùn)輸時(shí)仍要注意用苫布覆蓋保溫，并注意防雨、防污染；進(jìn)入現(xiàn)場時(shí)車胎上不能沾有可能污染路面的臟物；及時(shí)檢測溫拌瀝青混凝土的出廠及到場溫度，一般采用有金屬探測針的插入式數(shù)顯溫度計(jì)；攤鋪時(shí)，運(yùn)料車不得撞擊攤鋪機(jī)，停在攤鋪機(jī)前約20cm空擋等候，由攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)卸料。

2.3溫拌瀝青混凝土攤鋪

按照相關(guān)資料確定溫拌瀝青混凝土的攤鋪溫度范圍，保證攤鋪?zhàn)畹蜏囟?；該工程半幅路?米，采用兩臺攤鋪機(jī)同步攤鋪，前后距離10m，兩幅之間有40mm寬搭接；施工前提前0.5h加熱熨平板使其高于100℃；攤鋪過程使熨平板的振搗裝置具有合適的振動(dòng)頻率和振幅；攤鋪機(jī)緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?，不隨意變速或中途停頓，攤鋪速度1～3m/min；攤鋪機(jī)采用非接觸式平衡梁控制方式，攤鋪中隨時(shí)檢查厚度及路拱橫坡，松鋪系數(shù)采用1.2；攤鋪機(jī)的螺旋布料器相應(yīng)于攤鋪速度調(diào)整轉(zhuǎn)速，保持均勻穩(wěn)定，兩側(cè)保持有不少于送料器2/3高度的混凝土。

2.4溫拌瀝青混凝土壓實(shí)及其他

在規(guī)定的最低壓實(shí)溫度以上進(jìn)行壓實(shí)；壓路機(jī)的碾壓速度慢而均勻，碾壓時(shí)驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，碾壓順序?yàn)橄韧鈧?cè)后中心、超高段先低后高；初壓采用戴納派克322雙驅(qū)雙振壓路機(jī)（9t）靜壓2遍，碾壓速度2～3km/h，需注意的是因溫拌混合料較潮濕，為防止氣泡產(chǎn)生，稍待其水分蒸發(fā)后進(jìn)行碾壓。復(fù)壓緊隨初壓進(jìn)行，用戴納派克522雙驅(qū)雙振壓路機(jī)（11t）振動(dòng)碾壓2遍，碾壓速度3～4.5km/h。終壓緊接在復(fù)壓后，用廈工27t膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，碾壓速度3～6km/h。各階段壓實(shí)保持連續(xù)、緊密；碾壓輪保持清潔，在鋼輪表面涂抹一層植物油或其他經(jīng)過允許的防粘結(jié)劑，并嚴(yán)格控制初壓時(shí)鋼輪的噴水量；壓路機(jī)不得在未碾壓成型路段上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、加水或停留。攤鋪結(jié)束應(yīng)待路面自然冷卻，當(dāng)溫拌瀝青混凝土表面溫度低于50℃后可開放交通。

2.5使用效果

該合同段于2012年10月下旬鋪筑溫拌瀝青混凝土路面，2013年10月各項(xiàng)檢測結(jié)果均合格通過驗(yàn)收。但由于道路通行重載車輛較多，經(jīng)3年的通車運(yùn)行，現(xiàn)已出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂等病害。

結(jié)語

使用皂液濃縮液制成溫拌瀝青混凝土，設(shè)備改造成本低，能顯著降低施工溫度，實(shí)現(xiàn)低溫季節(jié)施工，可減少燃油使用量，減少廢氣排放，達(dá)到節(jié)能減排的效果。溫拌瀝青混凝土可在低溫季節(jié)、人口密集區(qū)道路、隧道施工中進(jìn)一步推廣。

參考文獻(xiàn)：

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張志庚（1972-），男，漢，遼寧鞍山人，鞍山市公路瀝青拌合站，高級工程師，本科學(xué)歷，道橋施工方向。

作者簡介：