溫拌瀝青混合料在瀝青路面中的應(yīng)用

赫立鵬

（石家莊市三環(huán)路管護(hù)中心，河北 石家莊 050000）

0 引言

溫拌瀝青路面可以降低施工溫度，有效解決瀝青混合料攤鋪厚度薄、溫度散失快導(dǎo)致施工質(zhì)量難以控制的問題，同時通過降低混合料生產(chǎn)溫度能有效減少二氧化碳等氣體的排放量[1]，達(dá)到節(jié)能減排的目的。故本文通過摻入不同溫拌劑制備溫拌瀝青開展室內(nèi)試驗，檢測溫拌瀝青的三大指標(biāo)，確定溫拌劑最佳摻量，并依托實際工程，通過檢測溫拌瀝青路面的壓實度和平整度，得出最佳改性劑摻量和壓實方案，以確定溫拌瀝青混凝土路面施工參數(shù)和壓實度影響因素。

1 工程概況

本次研究依托的高速公路項目位于河北省唐山市，路段最大縱坡為2.8%，最小縱坡為0.51%，全長180km，起點(diǎn)樁號為K1500+000，終點(diǎn)樁號為K1680+000。根據(jù)道路水文地質(zhì)探測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)匕滋鞙囟壬仙欤缏访孀罡邷囟瓤蛇_(dá)52℃，夜晚溫度下降快，凌晨溫度很低，晝夜溫差很大，瀝青路面溫度應(yīng)力導(dǎo)致基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)?shù)撞坷瓚?yīng)力超過材料抗拉能力時，導(dǎo)致基層開裂，裂縫自下而上傳遞，在瀝青面層產(chǎn)生展開型反射裂縫，如果使用普通基質(zhì)瀝青會嚴(yán)重影響行車的安全性和舒適性。由于溫拌瀝青混合料的溫度敏感性優(yōu)于普通基質(zhì)瀝青，本文根據(jù)施工規(guī)范要求對高速公路上面層結(jié)構(gòu)采用4cm 的溫拌瀝青混合料，中面層采用6cm 的SBS 改性瀝青混合料，下面層采用10cm的瀝青穩(wěn)定碎石。

2 施工工藝

2.1 原材料性能及配合比

（1）溫拌劑

本文主要選用某公司生產(chǎn)的MH-1溫拌劑，其外形呈淡黃色顆粒狀，常溫狀態(tài)下不溶于水，在溫度高于120℃的環(huán)境下會溶解，變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)[2]。本文對所用溫拌劑性能進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 MH-1溫拌劑的物理指標(biāo)

（2）集料

粗集料和細(xì)集料采用石灰?guī)r，理化性能檢測結(jié)果如表2所示。

表2 粗集料的理化指標(biāo)

（3）配合比設(shè)計

結(jié)合工程實際經(jīng)驗及規(guī)范要求，本文采用級配1，使用粗細(xì)集料占比不同的同種級配制備混合料，進(jìn)行SMA-10混合料配合比設(shè)計驗證。合成級配如表3所示。

表3 級配設(shè)計表

表3（續(xù)）

2.2 制備溫拌瀝青混凝土

為對比普通基質(zhì)瀝青與不同溫拌劑摻加量的溫拌瀝青三大指標(biāo)性能差異，本文制備了5 組不同瀝青，A組是溫拌劑摻量為0 的普通基質(zhì)瀝青，B 組是溫拌劑摻量為2%的溫拌瀝青，C 組是溫拌劑摻量為4 %的溫拌瀝青，D 組是溫拌劑摻量為6%的溫拌瀝青，E 組是溫拌劑摻量為8%的溫拌瀝青。剪切完成后對瀝青三大指標(biāo)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表4、圖1所示。

表4 瀝青三大指標(biāo)檢測結(jié)果

圖1 溫拌劑摻量與三大指標(biāo)關(guān)系圖

由圖1（a）可知，溫拌劑摻量為0時，瀝青針入度為78.1mm；溫拌劑摻量增加到2%，溫拌瀝青針入度減小率為18.8%；溫拌劑摻量增加到4%，溫拌瀝青針入度減小率為22.4%；溫拌劑摻量增加到6%，溫拌瀝青針入度減小率為1.6%；溫拌劑摻量增加到8%，溫拌瀝青針入度減小率為16.7%?？梢姡?dāng)溫拌劑從4%增加到6%時，對溫拌瀝青針入度影響較低。通過線性分析可得：y=-9.06x+83.06,R2=0.9186。隨著溫拌劑摻量增加，瀝青硬度得到改善。

溫拌劑摻量為0 時，溫拌瀝青軟化點(diǎn)為45.2℃；溫拌劑摻量增加到2%時，溫拌瀝青軟化點(diǎn)增加率為13.5%；溫拌劑摻量增加到4%時，溫拌瀝青軟化點(diǎn)增加率為6.4%；溫拌劑摻量增加到6%時，溫拌瀝青軟化點(diǎn)增加率為7.6%；溫拌劑摻量增加到8%時，溫拌瀝青軟化點(diǎn)增加率為8.8%。通過線性分析可得：y= 4.7x+40.9,R2=0.9917。隨著溫拌劑摻量增加，瀝青高溫穩(wěn)定性能得到改善。

由圖1（b）可知，溫拌劑摻量為0時，溫拌瀝青延度為12.9cm；溫拌劑摻量為2%時，溫拌瀝青延度增加率為92.2%；溫拌劑摻量為4%時，溫拌瀝青延度增加率為47.2%。在溫拌劑摻量從0 增加到4%的過程中，瀝青延度隨著溫拌劑摻量增加而增大。溫拌劑摻量為6%時，溫拌瀝青延度減小率為22.5%；溫拌劑摻量為8%時，溫拌瀝青延度減小率為15.4%。在溫拌劑摻量從4%增加到9%的過程中，瀝青延度隨著溫拌劑摻量增加而減小。

綜上，結(jié)合瀝青三大指標(biāo)性能與經(jīng)濟(jì)性，推薦MH-1溫拌劑最佳摻量為4%。

本文采用級配1、MH-1 溫拌劑摻量為4%、油石比為4.5%進(jìn)行溫拌瀝青混合料制備?；旌狭习韬蜏囟葢?yīng)控制在180℃，拌和時間應(yīng)大于40min，出料溫度要求在165℃以上。

2.3 攤鋪與碾壓

溫拌瀝青混合料攤鋪施工前，需要對攤鋪機(jī)進(jìn)行預(yù)熱處理，溫拌瀝青混合料較普通瀝青混合料攤鋪溫度低，一般控制在110～120℃[3]。

為研究溫拌瀝青路面壓實質(zhì)量影響因素，本文采用壓實方案1 碾壓試驗路段A，壓實方案2 碾壓試驗路段B，壓實方案3 碾壓試驗路段C。壓實施工完成后，對試驗路平整度和壓實度進(jìn)行檢測。試驗路段壓實方案如表5所示。

表5 試驗路段壓實方案

3 路面性能檢測

3.1 壓實度

為研究不同壓實方案對溫拌瀝青路面壓實度的影響，本文采用3 種壓實方案分別對3 個試驗路段進(jìn)行壓實，檢測并記錄壓實度。試驗路段壓實度檢測結(jié)果如表6所示。

表6 試驗路段壓實度檢測結(jié)果

由圖2可知，試驗路段壓實度隨著壓實遍數(shù)的增加而增大，試驗路段C雖然前期壓實度增加快，壓實遍數(shù)從1 增加到3 時，壓實度從91.1%增加到96%，但是后期壓實度增加較慢，且最終壓實度只有97.5%，是3 組試驗路段中最終壓實度最小的。試驗路段A 和B 隨著壓實遍數(shù)增加，壓實度緩慢增大，壓實遍數(shù)為10 時，試驗路段A 的最終壓實度為99.2%，試驗路段B 的最終壓實度為98.1%，試驗路段C 的最終壓實度為97.5%，因此壓實方案1為最佳壓實方案。

圖2 不同試驗路段壓實遍數(shù)與壓實度關(guān)系圖

3.2 平整度

為研究不同壓實方案對溫拌瀝青路面平整度的影響，本文采用3m 直尺法檢測路面平整度[4]。試驗路段平整度檢測結(jié)果如表7所示。

表7 試驗路段平整度檢測結(jié)果

由表7 可知，3m 直尺法測得的試驗路段A,B,C 的測量值分別為3.86mm,4.04mm,4.51mm，國際平整度分別為1.01m/km,1.09m/km,1.26m/km。3 個試驗路段的國際平整度IRI 都小于2m/km，均滿足規(guī)范要求。試驗路段A的國際平整度最小，為1.01m/km，此路段行車舒適性最佳，因此方案1為最佳壓實方案。

4 結(jié)語

本文依托實際工程，在實驗室內(nèi)通過三大指標(biāo)試驗確定最佳溫拌劑摻量為4%，然后進(jìn)行溫拌瀝青路面施工，竣工后對瀝青路面平整度和壓實度進(jìn)行檢測，進(jìn)而得出最佳壓實方案。