高速公路溫拌瀝青混合料施工技術(shù)

王高磊

山西路橋第六工程有限公司 山西晉中 030600

基于新時(shí)代背景下，隨著我國交通行業(yè)的高速發(fā)展，公路建設(shè)中有害氣體排放和能源消耗等對(duì)自然環(huán)境造成的危害受到了重點(diǎn)關(guān)注。以傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料為例，其在生產(chǎn)與施工中溫度一般處于160℃至180℃之間，而拌和時(shí)集料溫度必須＞170℃，受高溫條件的影響往往會(huì)產(chǎn)生“藍(lán)煙”等有害氣體，對(duì)施工技術(shù)人員的身體健康帶來了危害，同時(shí)能源消耗比較大。為了能夠彌補(bǔ)技術(shù)存在的缺陷，且保證混合料具備較強(qiáng)的路用性能，其中溫拌技術(shù)得以有效研發(fā)。從本質(zhì)上分析，溫拌瀝青混合料屬于新型環(huán)保材料，其能夠顯著降低能源消耗與有害氣體排放。本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，重點(diǎn)研究了溫拌瀝青混合料施工技術(shù)[1]。

1 項(xiàng)目背景

此高速公路工程項(xiàng)目的全線長度是16.35km，起訖樁號(hào)是K22+883--K39+233，設(shè)計(jì)的行車速度是100km/h，采用的是雙向四車道。綜合考慮項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工條件及施工要求，以傳統(tǒng)熱拌技術(shù)與冷拌技術(shù)為基礎(chǔ)實(shí)施升級(jí)，選擇溫拌瀝青混合料施工技術(shù)。

2 原材料選用

2.1 瀝青

此項(xiàng)目選擇的瀝青類型是70#A級(jí)道路石油瀝青，必須確保相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)符合規(guī)范要求[1]。其相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果詳見表1所示。

表1 瀝青相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.2 粗集料

此項(xiàng)目中上面層采用的碎石集料是玄武巖碎石，其粒徑范圍是5mm至10mm、10mm至15mm，技術(shù)要求詳見表2。

表2 粗集料技術(shù)要求

2.3 細(xì)集料

此項(xiàng)目中細(xì)集料選擇的是硬質(zhì)石灰?guī)r，同時(shí)采用粗集料生產(chǎn)階段形成的石屑，將兩者進(jìn)行加工處理制作成為機(jī)制砂，質(zhì)量方面必須保證顆粒飽滿，且粉塵含量較低。

2.4 填料

填料的基礎(chǔ)材料選擇的是石灰?guī)r等相關(guān)堿性巖，通過磨細(xì)處理之后形成為礦粉，必須保證礦粉整潔、干燥[2]。為了能夠有效控制礦粉制作階段的粉塵量，需要在碎石軋制的過程中采用干凈的原材料，并且結(jié)合質(zhì)量規(guī)定要求合理選擇碎石機(jī)，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，防止形成大量粉塵而污染自然環(huán)境。

2.5 外加劑

此項(xiàng)目中外加劑必須具備有利于優(yōu)化混合料的性能，根據(jù)要求加入適量的抗剝落劑，以進(jìn)一步強(qiáng)化瀝青和集料之間的黏結(jié)力，從而保證瀝青混合料性能穩(wěn)定。而抗剝落劑的使用需要綜合分析材料性能、穩(wěn)定性以及效果持續(xù)性等，待加入抗剝落劑之后通過RTFOT方法進(jìn)行老化，然后轉(zhuǎn)移到恒溫是162.5℃至163.5℃，且能夠旋轉(zhuǎn)的薄膜烘箱，而老化處理時(shí)間控制為16h，最后實(shí)施浸水馬歇爾試驗(yàn)與凍融劈裂試驗(yàn)，以確保瀝青混合料性能及質(zhì)量符合規(guī)范要求[3]。

3 混合料設(shè)計(jì)

目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)。從本質(zhì)上分析，配合比指的是所有材料用量關(guān)系，屬于精細(xì)化工作，必須委托具備專業(yè)資質(zhì)且經(jīng)驗(yàn)豐富的單位負(fù)責(zé)，并實(shí)施馬歇爾試驗(yàn)，通過分析研究確定各項(xiàng)材料的最佳用量。

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。通過二次篩分由熱料倉中選取材料，經(jīng)過研究確定熱料倉中材料比例控制標(biāo)準(zhǔn)，從而為拌和機(jī)操作提供重要依據(jù)。結(jié)合具體情況對(duì)冷料倉比例實(shí)施動(dòng)態(tài)式調(diào)整，從而保證平衡供料。綜合目標(biāo)配合比的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇最佳用量（±0.3%用量），然后實(shí)施馬歇爾試驗(yàn)，以合理確定瀝青用量。

生產(chǎn)配合比驗(yàn)證。按照前期生產(chǎn)配合比要求進(jìn)行試拌、試鋪，然后采用中芯取樣方法實(shí)施檢測(cè)，最后得出生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)配合比。

生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜。針對(duì)材料性能可能發(fā)生的變化，應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)與其他相關(guān)重要指標(biāo)，保證其符合規(guī)定基本要求的基礎(chǔ)上對(duì)配合比進(jìn)行優(yōu)化，以保證生產(chǎn)瀝青混合料性能及質(zhì)量符合規(guī)范要求[4]。SMA-13級(jí)配情況詳見表3。

表3 SMA-13級(jí)配情況

為了能夠指導(dǎo)大面積施工，應(yīng)選取具有代表性的路段（長度為200m）實(shí)施試鋪，以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)工藝參數(shù)的驗(yàn)證，從而保證施工質(zhì)量。

4 施工技術(shù)

4.1 混合料拌和

按照生產(chǎn)要求科學(xué)規(guī)劃拌和場(chǎng)，并將現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)的雜物等清理干凈，然后實(shí)施整平與硬化處理，做好水電等基礎(chǔ)設(shè)施配套工作。所有原材料運(yùn)輸?shù)桨韬蛨?chǎng)后應(yīng)分類堆放與嚴(yán)格保管，以免對(duì)材料性能及質(zhì)量造成影響。瀝青和礦料通過導(dǎo)熱油方式進(jìn)行加熱，以確保溫度符合拌和施工要求。此項(xiàng)目中每鍋混合料的拌和時(shí)間應(yīng)保證為60s至70s，實(shí)現(xiàn)混合料均勻、充分?jǐn)嚢?，且無明顯的花白料、結(jié)團(tuán)以及離析等現(xiàn)象，否則就必須作為廢料進(jìn)行處理?；旌狭蠎?yīng)嚴(yán)格貫徹隨便隨用的基本原則，拌和后的混合料需要及時(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，不可停機(jī)等料。

4.2 混合料運(yùn)輸

在混合料運(yùn)輸過程中必須采取措施加大溫度控制力度，以保證混合料的技術(shù)性能指標(biāo)與和易性滿足規(guī)定基本要求。首先把運(yùn)料車的車廂表面雜物等清除干凈，使車廂表面達(dá)到整潔、干燥的狀態(tài)。與此同時(shí)，為了能夠防止混合料與車廂表面出現(xiàn)黏結(jié)問題，應(yīng)從運(yùn)料車的表面均勻噴灑適量的隔離劑。除此之外，在混合料運(yùn)輸階段應(yīng)采取分次接料的方法控制混合料離析問題，盡量選擇專用運(yùn)料車實(shí)施混合料運(yùn)輸。

4.3 混合料攤鋪

此項(xiàng)目中混合料攤鋪采用的是大型攤鋪機(jī)，攤鋪方式是全幅攤鋪，提前從料斗內(nèi)部均勻地涂抹一層隔層油，防止瀝青混合料和料斗之間發(fā)生黏結(jié)現(xiàn)象。綜合分析高程控制要求，確定選擇雙側(cè)掛設(shè)鋼絲繩的高程控制方式。溫度變化直接影響著瀝青混合料的性能，所以混合料攤鋪溫度控制必須高度重視瀝青標(biāo)高、黏度、環(huán)境氣溫與層厚等，而松鋪系數(shù)應(yīng)參考材料類型、工藝參數(shù)等進(jìn)行合理確定，同時(shí)以試驗(yàn)的方式確定最佳參數(shù)?；旌狭蠑備仚C(jī)應(yīng)保證慢速、勻速以及連續(xù)性行駛，禁止隨意加減速、掉頭等。結(jié)合拌和場(chǎng)的混合料制備能力以及運(yùn)輸距離等要素，需要將攤鋪機(jī)的行駛速度控制在2m/min至6m/min[5]。在具體攤鋪施工過程中螺旋送料器應(yīng)保證持續(xù)性轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)儲(chǔ)料量要≥送料器高度2/3。

4.4 混合料碾壓

此項(xiàng)目混合料碾壓施工主要?jiǎng)澐殖沙鯄弘A段、復(fù)壓階段以及終壓階段。首先是初壓階段，待混合料攤鋪施工結(jié)束之后，以鋼輪壓路機(jī)實(shí)施1遍至2遍靜壓，碾壓順序是由外側(cè)到中間區(qū)域，同時(shí)相鄰的碾壓重疊寬度應(yīng)控制為輪寬1/3至1/2。在施工階段若是邊緣位置存在擋板或者是遇到支擋設(shè)施，則必須緊靠支擋進(jìn)行碾壓；若是缺少支擋，則必須對(duì)邊緣位置進(jìn)行精細(xì)化處理，然后合理調(diào)節(jié)壓路機(jī)的外側(cè)輪，保證伸出邊緣部分≥10cm。此外，壓路機(jī)需要緩慢啟停，以減小對(duì)瀝青混合料施工造成的不利影響，防止瀝青混合料發(fā)生推移現(xiàn)象。其次是復(fù)壓階段，待混合料初壓施工結(jié)束之后緊接著就要進(jìn)行復(fù)壓，碾壓遍數(shù)控制為4遍至10遍，而碾壓帶的重疊寬度控制為10cm至20cm。最后是終壓階段，選擇的是鋼輪壓路機(jī)，全程碾壓需要關(guān)閉振動(dòng)，一直到路面壓實(shí)度與平整度指標(biāo)符合規(guī)范要求。

4.5 接縫處理與養(yǎng)護(hù)

為了能夠提升接縫施工效果，需要在路面壓實(shí)施工之前從縱向接縫、橫向接縫部位均勻地涂抹一層黏層油。針對(duì)橫向接縫與縱向接縫應(yīng)采用相契合的處理方式，以橫向接縫為例應(yīng)選擇橫向壓實(shí)施工方法，以縱向接縫為例應(yīng)高度重視接縫部位的清潔度，同時(shí)保證重疊寬度符合施工規(guī)定要求。在混合料碾壓施工階段必須由攤鋪施工后的一側(cè)進(jìn)行初始?jí)簩?shí)，且施工結(jié)束后保證路面中混合料的溫度低于50℃才能夠解除交通管制，同時(shí)認(rèn)真、仔細(xì)做好路面養(yǎng)護(hù)溫度記錄，結(jié)合具體數(shù)據(jù)情況實(shí)施有針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)處理，從而提升公路項(xiàng)目施工質(zhì)量[6-7]。

5 施工效果

選取高速公路項(xiàng)目K26+300--K26+500右幅路段實(shí)施溫拌瀝青混合料試鋪，試驗(yàn)路段的長度是200m，寬度是10.5m，瀝青混合料的用量接近為310t。嚴(yán)格根據(jù)生產(chǎn)配合比制作瀝青混合料，采用全幅攤鋪施工方式，同時(shí)按照工藝要求進(jìn)行各項(xiàng)施工。經(jīng)過試驗(yàn)路段施工效果檢測(cè)，其中車轍動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果是4219次/mm；通過自動(dòng)平整儀檢測(cè)（一共布設(shè)了8個(gè)檢測(cè)點(diǎn)）結(jié)果均值是0.83mm，符合規(guī)范要求≤1.2mm；布設(shè)8個(gè)滲水系數(shù)檢測(cè)點(diǎn)，得出的檢測(cè)結(jié)果均值是46mL/min，符合規(guī)范要求的≤120mL/min；布設(shè)8個(gè)構(gòu)造深度檢測(cè)點(diǎn)，得出的檢測(cè)結(jié)果均值是1.2mm，符合規(guī)范要求1.0mm至3.0mm。除此之外，其他相關(guān)各項(xiàng)指標(biāo)都符合規(guī)范要求，保證了高速公路工程施工質(zhì)量。

6 結(jié)語

本文結(jié)合高速公路工程項(xiàng)目實(shí)際情況，綜合分析了溫拌瀝青混合料施工技術(shù)，主要包含了原材料選用、混合料設(shè)計(jì)，然后從混合料拌和、混合料攤鋪以及混合料碾壓等。研究表明，采用溫拌瀝青混合料技術(shù)保證了施工質(zhì)量，且具有良好的環(huán)保性與經(jīng)濟(jì)性，為類似項(xiàng)目施工提供了借鑒。