干法直投塑料改性劑瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

郭根才

(泉州市公路局，泉州 362000)

1 引言

隨著道路交通運(yùn)輸行業(yè)的迅速發(fā)展， 原本鋪筑的水泥路面已不能滿足現(xiàn)階段使用，路面出現(xiàn)一系列破損，為了使行駛更加順暢、 減少交通事故、 增加道路的使用壽命，同時(shí)為了響應(yīng)“十三五”規(guī)劃，本項(xiàng)目將依托福建地區(qū)某公路部分路段“白+黑”路面進(jìn)行改造[1]，引入環(huán)保瀝青混凝土路面鋪筑技術(shù)， 對(duì)熱瀝青混合料體系的黑色化結(jié)構(gòu)工藝熱瀝青混合料中應(yīng)用高強(qiáng)度的塑料類直投式改性劑MPE 進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

2 工程概況

永春縣呈祥柴橋頭至雪山部隊(duì)公路路面是在原有水泥混凝土路面的基礎(chǔ)上進(jìn)行了“白加黑”的加鋪，由于受行車荷載、溫度、養(yǎng)護(hù)等多重因素作用，出現(xiàn)了橫縫、縱縫、龜裂、坑洞、斷板、接縫破損、板邊及板角破損、伸縮縫破損、麻面露骨、抗滑能力不足等一系列病害，路面凹凸不平，已嚴(yán)重影響到了車輛的通行(如圖1 所示)。 該公路部分路段項(xiàng)目路線總長(zhǎng)12.7224km， 此公路共包括五個(gè)試驗(yàn)路段， 其中某試驗(yàn)段引進(jìn)試驗(yàn)了熱瀝青混合料體系的黑色化結(jié)構(gòu)工藝， 熱瀝青混合料中采用了高強(qiáng)度的塑料類直投式改性劑MPE 改性材料與直投改性工藝，鋪筑修復(fù)結(jié)構(gòu)層厚度為4cm。

圖1 公路路面狀況

3 罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

該公路經(jīng)過(guò)30 多年的使用， 路表面出現(xiàn)了各種損壞。 首先，對(duì)部分路面進(jìn)行封鎖、并進(jìn)行清掃；其次，對(duì)路表面的損壞的進(jìn)行修復(fù)處理，然后灑布粘層；在修復(fù)好的路面上加鋪4cm 的熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料。 作為表面層使用的加鋪層，能夠較好地耐高溫、耐低溫， 同時(shí)也有較好的抗滑性能， 也防止路表水的下滲，充分起到了保護(hù)道路的作用。

4 原材料及配合比設(shè)計(jì)

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料最佳瀝青用量為6.3%， 礦料比例為：9.5～13.2mm 碎石∶4.75～9.5mm 碎石∶石屑∶礦粉=43∶35∶13∶9，MPE 用量為瀝青用量的6.5%，抗剝落劑摻量為瀝青用量的0.4%，木質(zhì)纖維用量為瀝青混合料用量的0.3%，生產(chǎn)配合比[2]試驗(yàn)結(jié)果表1、表2。

表1 MPE 直投式改性SMA-13 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果

表2 MPE 直投式改性SMA-13 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配

5 干法直投罩面施工工藝[3]

(1)下承層準(zhǔn)備

瀝青面層施工前，先對(duì)下承層進(jìn)行清掃，清除各類雜物及散落材料，封閉作業(yè)面前后道路，減少施工帶來(lái)的污染，并及時(shí)灑布粘層，為瀝青上面層施工做好準(zhǔn)備。

(2)混合料拌和

采用福建鐵拓機(jī)械有限公司生產(chǎn)的77M 鐵拓2000型間歇式瀝青混合料拌和機(jī)進(jìn)行拌和， 嚴(yán)格按照配合比上料； 集料的正常烘干， 要求烘干的集料溫度不低于185℃，在拌和第一盤(pán)瀝青混合料時(shí)，適當(dāng)減少進(jìn)入烘干筒的集料數(shù)量和提高火焰溫度，保證在開(kāi)機(jī)時(shí)，粗、細(xì)集料和瀝青的加熱溫度略高于規(guī)定值， 避免第一盤(pán)溫度不夠；烘干后集料二次篩分與計(jì)量，并送入攪拌桶，同時(shí)從礦粉添加孔投入相應(yīng)計(jì)量的MPE 及纖維穩(wěn)定劑，進(jìn)行干拌，干拌時(shí)間為5s(即拌合樓正常的集料下料時(shí)間5s)；干拌后噴入瀝青(摻了抗剝落劑)， 瀝青的溫度在150℃～160℃之間，正常濕拌40～50s，混合料出料溫度基本控制在160℃。

(3)混合料運(yùn)輸

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 裝料前運(yùn)輸車輛應(yīng)當(dāng)清理干凈，為防止粘結(jié)，在車箱內(nèi)涂刷少量柴油作為隔離劑。裝料時(shí)為防止混合料離析，應(yīng)按前、后、中的順序裝料。 出廠前逐車檢測(cè)混合料的溫度，并用帆布覆蓋保溫、防塵。

(4)混合料攤鋪

混合料攤鋪采用非接觸式平衡梁控制厚度和平整度。攤鋪過(guò)程中攤鋪機(jī)夯錘的振動(dòng)頻率控制為大于30%，以盡量提高路面的初始?jí)簩?shí)度。攤鋪時(shí)攤鋪機(jī)應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)不間斷作業(yè)，以提高平整度，減少混合料離析。試驗(yàn)段攤鋪速度控制為3m/min。 攤鋪時(shí)運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10～30cm 處停住，由攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)開(kāi)始緩慢卸料，以免運(yùn)料車撞擊攤鋪機(jī)，影響攤鋪的平整度，如圖2。

為防止混合料離析， 攤鋪過(guò)程中保持送料螺旋均勻穩(wěn)定送料， 并控制混合料的高度不少于送料螺旋的2/3高度，以保證攤鋪面的均勻性。攤鋪好的混合料厚度根據(jù)松鋪厚度采用插入法隨時(shí)量測(cè)，其中熱拌MPE 直投式改性SMA-13 松鋪系數(shù)為1.25。

圖2 混合料攤鋪

(5)壓實(shí)及成型

混合料碾壓配置1 臺(tái)30t 輪胎壓路機(jī)，1 臺(tái)13t 雙鋼輪壓路機(jī)機(jī)組合進(jìn)行碾壓。混合料碾壓緊跟攤鋪進(jìn)行，以保證在較高溫時(shí)碾壓密實(shí)， 但要以不產(chǎn)生嚴(yán)重推移和裂縫為前提。壓路機(jī)碾壓要以緩慢而均勻的速度引進(jìn)，碾壓路線和方向不得隨意改變。 折返位置需隨攤鋪機(jī)前進(jìn)而前進(jìn)，不得在同一橫斷面上折返，以免造成混合料推移或擁包，影響路面平整度。嚴(yán)禁壓路機(jī)在未碾壓成型的路段轉(zhuǎn)向、掉頭、加水或停留。 碾壓過(guò)程按初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)階段進(jìn)行，如圖3。

圖3 碾壓完畢的瀝青路面

初壓采用13t 雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1 遍， 速度為2～3km/h，相鄰碾壓帶重疊1/3 碾壓輪寬度，碾壓時(shí)由低向高碾壓。 為防止粘輪， 鋼輪壓路機(jī)采用向碾壓輪噴水方式，但要控制水量且要成霧狀，以防混合料降溫過(guò)快；復(fù)壓緊跟在初壓后開(kāi)始，采用13t 雙鋼輪壓路機(jī)靜壓3 遍，速度為2～3km/h，相鄰碾壓帶重疊1/3 碾壓輪寬度，碾壓時(shí)由低向高碾壓，要保持碾壓輪清潔，有混合料粘輪時(shí)要及時(shí)清除。 終壓采用13t 雙鋼輪壓路機(jī)靜壓，遍數(shù)以表面無(wú)輪跡為準(zhǔn)。

(6)開(kāi)放交通

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料路面路表溫度冷卻至低于50℃后，即可開(kāi)放交通。

6 冷薄層罩面路用性能檢測(cè)

冷薄層罩面在鋪筑后養(yǎng)生8h 后方可開(kāi)放交通，當(dāng)氣溫處于施工許可溫度的下限范圍時(shí)，時(shí)間要求更長(zhǎng)一些。工程完工2 個(gè)月后， 對(duì)橋面鋪裝的冷薄層罩面進(jìn)行質(zhì)量檢查和驗(yàn)收分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3 及表4。

表3 瀝青混凝土路面面層構(gòu)造深度檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表

表4 瀝青混凝土路面面層平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果表

7 結(jié)語(yǔ)

福建地區(qū)某公路部分路段通過(guò)新研究的熱拌MPE直投式改性SMA-13 瀝青混合料進(jìn)行修復(fù)， 并通過(guò)一定的試驗(yàn)確定各項(xiàng)參數(shù)，以及合理的施工工藝，使原有的路面不管是強(qiáng)度還是平整度等都有了很大的提高， 也增長(zhǎng)了道路的使用壽命。該試驗(yàn)段在確保性能、不增加瀝青混合料改性成本的前提下，處理了回收塑料垃圾1.0 噸，減少了83%CO2排放、以及柴油、電力、導(dǎo)熱油，證明了此該體系的黑色化方案，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、材料再生利用、減少CO2排放、PM2.5 的污染等問(wèn)題，同時(shí)達(dá)到簡(jiǎn)化施工，使得國(guó)省道、 地方道路黑色化可以無(wú)需專用大型瀝青拌合等設(shè)備。