芻議布敦巖（BRA）改性瀝青施工工藝

苗永昌 中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司

1 前言

布敦巖瀝青是產(chǎn)于南太平洋印度尼西亞的一種天然瀝青，其經(jīng)過長期蒸發(fā)凝固而形成，主要成分有天然瀝青和石灰?guī)r礦物質(zhì)等，其中瀝青含量大約在20%～30%。在路面工程中應(yīng)用布敦巖改性瀝青，能夠比較顯著的提升耐久性和路用性。因此相關(guān)施工單位及人員，應(yīng)當(dāng)結(jié)合布敦巖改性瀝青的特點，重點把握其施工工藝要點，以此提高路面作業(yè)質(zhì)量。

2 布敦巖改性瀝青的特點

相比于SBS改性瀝青，布敦巖改性瀝青具有比較明顯的優(yōu)勢特點，具體如下。

（1）具有相對穩(wěn)定的性能。由于巖瀝青是一種石油基固體，與瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似，相容性較好。在路面工程中很容易與瀝青共存，并且對布敦巖改性瀝青進(jìn)行拌合后，具有較好的硬度和耐磨性及韌性等。所以布敦巖可替代部分的SBS，通過相容性特征降低收縮率，避免出現(xiàn)施工龜裂等現(xiàn)象。巖瀝青的分子量很大、聚合度較高，即使在高溫條件下也具有較好的穩(wěn)定性，其軟化點在160℃～175℃左右。

（2）具有強粘附性和抗水損性能。布敦巖瀝青的含氮量高，而且浸潤性很強，對自由氧化基也具有比較強的抵抗性，在很大程度上可增強瀝青的黏度，同時可改善抗氧化性以及抗剝離性能，促使路面的抗水損能力大幅提高。

（3）可改善瀝青的含蠟量。布敦巖通常存在于地殼中，經(jīng)過各種因素長時間的作用，會促使其含蠟量大幅下降，并轉(zhuǎn)化為其他形式。將其摻入到普通瀝青后，會在重組過程中，將該轉(zhuǎn)化特性傳遞到基質(zhì)瀝青中，降低瀝青混合料的含蠟量，最大限度的降低石蠟危害性。

（4）耐候性強、抗老化效果顯著。布敦巖瀝青存在自然界中，經(jīng)過了長期的氣候考驗，形成了較為穩(wěn)定的性質(zhì)。而且其具有非常強的抗微生物侵蝕作用，布敦巖改性瀝青的抗老化性能相比于SBS優(yōu)越。

（5）施工工藝簡單、操作便捷。布敦巖改性瀝青的形態(tài)是一種不流動的顆粒狀材料，很容易被加工。對于其施工的操作工藝也比較簡便，布敦巖生產(chǎn)與施工采用的主要設(shè)備與常規(guī)瀝青混合料相同。無需增加改造等其他設(shè)備，具有良好的經(jīng)濟(jì)性[1]。

3 布敦巖改性瀝青施工工藝要點

3.1 合理拌和混合料

布敦巖改性瀝青的拌和工藝一般分為兩種，一種是濕法拌和工藝，另外一種是干法拌和工藝，其中干法施工工藝較為簡單，質(zhì)量易于控制，應(yīng)用較多。

3.1.1 混合料干法拌和工藝控制

布敦巖的干法添加工藝宜采用一套BAR專用的提升設(shè)備和儲存罐，并配備獨立螺旋送料系統(tǒng)及可以自動控制的計量系統(tǒng)。條件有限時也可選擇人工添加方式。但在添加前應(yīng)將結(jié)團(tuán)、結(jié)塊的布敦巖進(jìn)行分散、破碎。布敦巖必須在瀝青拌和廠（場、站）采用拌和機械拌制，宜采用間歇式拌和機。先將熱集料與熱瀝青先行拌和，再加入布敦巖瀝青和礦粉拌和。一般情況下，布敦巖∶基質(zhì)瀝青=1∶2，拌和時間宜較同類瀝青混合料延長5s～10s。生產(chǎn)添加纖維的瀝青混合料時，纖維必須在混合料中充分分散，拌和均勻。拌和機應(yīng)配備同步添加裝置，松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時或稍后采用風(fēng)送設(shè)備噴入拌和鍋，拌和時間宜延長5s 以上。拌制好的瀝青混合料應(yīng)均勻，以BRA 分散均勻、瀝青均勻裹覆集料為度，無花白料、無結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)集料分離現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場拌和效果對初定的拌和時間進(jìn)行檢查和調(diào)整。

3.1.2 混合料濕法拌和工藝控制

布敦巖的濕法拌和工藝即將巖瀝青與基質(zhì)瀝青先混合攪拌成天然改性瀝青，再與集料進(jìn)行拌和，布敦巖改性瀝青的加工過程需專門的改性瀝青制備設(shè)備，改性的過程需嚴(yán)格控制，由專業(yè)的工程人員利用專用改性設(shè)備完成制備。首先應(yīng)先將布敦巖與基質(zhì)瀝青進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁⒈Ｕ掀溆昧勘壤哂泻侠硇?，通常為布敦巖∶基質(zhì)瀝青=1∶4，通過加熱拌和10min，即可獲得改性瀝青膠體。其次，在拌和時，應(yīng)當(dāng)將布敦巖比較均勻的分散在基質(zhì)瀝青中，再將溫度提升到160℃～180℃，發(fā)育1h后再進(jìn)行40min 的攪拌。對完成拌和的瀝青可出儲存在瀝青罐中，為保障其良好性能，儲存時間不得超過1d，最后依照常規(guī)的瀝青拌和方式進(jìn)行攪拌。

3.1.3 拌和溫度控制

在混合料的拌和環(huán)節(jié)，為確保布敦巖改性瀝青混合料攪拌質(zhì)量，需進(jìn)行室內(nèi)試驗，在加入布敦巖后，瀝青的軟化點從46℃提升到50℃以上。布敦巖改性瀝青混合料的施工溫度可在同類熱拌瀝青混合料施工溫度的基礎(chǔ)上提高5℃，有條件時可通過布敦巖瀝青改性瀝青粘溫曲線確定。當(dāng)缺乏足夠試驗數(shù)據(jù)時，礦料的加熱溫度可按照190℃～220℃控制，瀝青加熱溫度一般在165℃～170℃最為適宜，布敦巖改性瀝青混合料出廠溫度應(yīng)保持在170℃～185℃。為保障其具有良好的施工性能，相關(guān)人員可采用紅外線測溫儀對溫度進(jìn)行實時監(jiān)控，如果其溫度超過195℃，則不予投入施工應(yīng)用，避免對工程質(zhì)量造成不利影響[2]。

3.2 混合料的運輸

布敦巖改性瀝青的運輸要求同常規(guī)熱拌瀝青混合料。當(dāng)完成混合料的拌和作業(yè)后，需將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場。在及時裝車后，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把握運料車的運輸時間，要在最短時間內(nèi)將混合料運送到施工作業(yè)面。同時為保障瀝青溫度得到控制，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)保溫措施或者加蓋篷布等，確?；旌狭媳砻娌怀霈F(xiàn)結(jié)殼現(xiàn)象。為防止瀝青與車廂板粘結(jié)，車廂側(cè)板和底板涂一層隔離劑（如植物油和水的混合物)，不得有余液聚在車廂底部。從拌和機向運料車上裝料時，應(yīng)多次挪動汽車位置，平衡裝料，以減少混合料離析。使混合料發(fā)揮良好的布敦巖改性瀝青性能，保證路面攤鋪的連續(xù)性和平整度與工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范相適應(yīng)。自卸汽車運輸能力應(yīng)比后場的拌和能力和前場攤鋪能力有所富余。開始攤鋪機前，最少有3輛運料車等待卸料，保證攤鋪的連續(xù)性。

3.3 攤鋪施工

對布敦巖改性瀝青施工工藝要點的把握，主要有以下三個關(guān)鍵點。

首先，在正式開展布敦巖改性瀝青攤鋪施工之前，工作人員需做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。即是檢查黏層油的灑布質(zhì)量，并對壓路機的性能進(jìn)行檢查。為充分保證路面攤鋪的平整度，對表面層應(yīng)當(dāng)采用非接式平衡梁控制攤鋪厚度。對于攤鋪機設(shè)備的選擇，通常選用高速公路常規(guī)設(shè)備即可，針對單幅的雙車道路面應(yīng)當(dāng)采用單機全斷面攤鋪方式，對于四車道路面，應(yīng)當(dāng)采用兩臺攤鋪機以梯隊行進(jìn)的方式開展作業(yè)。施工人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到布敦巖改性瀝青混合在高溫狀態(tài)下，主要利用粗細(xì)集料的嵌擠作用實現(xiàn)攤鋪。施工時，操作人員需要適當(dāng)提升夯錘的振搗頻率，并盡可能消除初壓痕跡，實現(xiàn)路面的平整度得到有效控制。

其次，對于布敦巖改性瀝青混合料的松鋪系數(shù)，在具體工程中可暫定在1.15～1.25，在開展實際施工中再按照現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。在實施攤鋪作業(yè)時，其應(yīng)當(dāng)注意的工藝要點則是人工攤鋪的邊角位置，對其攤鋪系數(shù)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)大于機械攤鋪工藝，大約維持在1.25～1.35，并提前進(jìn)行燙平板的余熱，操作人員可采用間隙預(yù)熱的方式，確保預(yù)熱的均勻性。通過燙平板加振，可促使混合料初步被壓實，減少后續(xù)的碾壓次數(shù)、碾壓時間等，以此控制溫度在合理范圍。如需借助兩臺攤鋪機開展梯隊施工作業(yè)時，可設(shè)置前后錯開10m～30m，對于相鄰的攤鋪機應(yīng)當(dāng)重疊攤鋪至少10cm，促使接縫實現(xiàn)熱解，降低出現(xiàn)裂縫、變形等質(zhì)量病害的概率。

最后，在攤鋪時，現(xiàn)場施工管理人員需要組織安排每臺攤鋪機之前，應(yīng)當(dāng)有5 輛車等候卸料，確保攤鋪的連續(xù)性。對于攤鋪溫度的控制應(yīng)當(dāng)不低于160℃，在攤鋪速度方面，必須始終保持均勻，嚴(yán)禁出現(xiàn)變速或者停頓等現(xiàn)象。通常情況下，可將布敦巖改性瀝青攤鋪機行走速度控制在1m/min～3m/min。完成攤鋪作業(yè)后，相關(guān)施工人員要及時對松鋪厚度進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)不合理之處，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時的調(diào)整。如攤鋪部位存在橋梁接頭等，需嚴(yán)格控制平整度，以免出現(xiàn)凹凸不平的問題，致使引發(fā)橋頭跳車。

3.4 碾壓施工

對布敦巖改性瀝青路面完成攤鋪作業(yè)后，按照施工流程，應(yīng)進(jìn)行碾壓作業(yè)，以增強道路平整度和密實度。在實施施工中，相關(guān)操作人員需要遵循一定的原則，綜合考慮路面質(zhì)量要求，其可按緊跟、慢壓、高頻、低幅等標(biāo)準(zhǔn)開展碾壓。嚴(yán)格控制壓路機緊跟攤鋪機，并在終壓溫度前將全部輪跡進(jìn)行消除，促使路面平整度和壓實度符合設(shè)計施工規(guī)范。鑒于布敦巖改性瀝青粘附性較好的特點，使用輪胎式壓路機易出現(xiàn)粘輪問題，因此應(yīng)先用鋼輪壓路機碾壓，初始碾壓溫度要大于150℃，然后進(jìn)行復(fù)壓、終壓。具體可實施以下碾壓組合方案。

（1）初壓階段。施工人員采用中型雙鋼輪壓路機，對布敦巖改性瀝青路面進(jìn)行1 次靜壓。碾壓操作時應(yīng)將行走速度控制在1.5km/h～2.0km/h，保證壓路機緊跟在攤鋪機的后方，并保障初壓溫度不低于150℃。

（2）復(fù)壓階段。經(jīng)初壓后，其路面初步得到平整和壓實，為進(jìn)一步實現(xiàn)其施工效果符合設(shè)計要求，應(yīng)當(dāng)開展復(fù)壓作業(yè)。即是借助中型雙鋼輪壓路機對路面開展振動碾壓，具體碾壓遍數(shù)可按照施工現(xiàn)場的實際條件而定，一般在1～2遍。然后選用26t膠輪壓路機進(jìn)行碾壓2～4遍，行進(jìn)速度要保持在4km/h～5km/h，并按照高頻低幅的基本原則開展振動碾壓，開始作業(yè)時布敦巖改性瀝青的溫度應(yīng)當(dāng)不低于140℃，相關(guān)施工人員需要嚴(yán)格監(jiān)測瀝青溫度，在適當(dāng)時機開展復(fù)壓[3]。

（3）終壓階段。該環(huán)節(jié)的碾壓則是對前兩次碾壓活動的補充，并注重對輪跡的消除。即是采用輕型雙鋼輪壓路機，對路面實施靜壓1～2遍。對碾壓速度控制為2km/h～3km/h左右，并且終壓開始時，布敦巖改性瀝青的溫度應(yīng)當(dāng)在120℃以上。

經(jīng)過初壓、復(fù)壓和終壓施工工藝后，需對其壓實度情況進(jìn)行檢測。為保障碾壓的連續(xù)性和高效性，應(yīng)按照實際需求配備足夠數(shù)量的壓路機，并確保其質(zhì)量以及運行參數(shù)等符合規(guī)范。在碾壓過程中，施工人員要盡可能的避免出現(xiàn)漏壓、過壓情況，嚴(yán)格按照施工方案控制碾壓速度和遍數(shù)。在碾壓時還需利用灑水裝置向輪間實施間歇性的灑水，對于膠輪壓輪機可涂抹一定的肥皂水或者油等，避免出現(xiàn)粘輪等問題。對布敦巖改性瀝青進(jìn)行振動碾壓時，應(yīng)注重對壓路機的輪跡重疊寬度控制不小于20cm。當(dāng)對布敦巖改性瀝青碾壓驗收合格時，還需采用自然冷卻養(yǎng)生的方式，將路面內(nèi)部溫度降低到50℃以下，做好養(yǎng)護(hù)措施，當(dāng)其硬度和承載力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，才可開放通行車輛。

4 結(jié)束語

綜上所述，布敦巖改性瀝青施工工藝相比于SBS 改性瀝青，具有較好的應(yīng)用優(yōu)勢，能夠發(fā)揮相容、抗老化、抗水損、抗裂等性能。施工工藝相對簡單，施工作業(yè)流程方便，在施工過程中，作業(yè)人員需重點把握布敦巖改性瀝青的混合料拌和、運輸環(huán)節(jié)，深入掌握攤鋪施工細(xì)節(jié)，提高碾壓施工質(zhì)量，實現(xiàn)路面工程整體建設(shè)水平得到提升，保障出行安全。