溫拌瀝青路面施工技術(shù)研究

陳巧利

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

1 引言

瀝青路面由于具有較高的行駛舒適性和易修復(fù)特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于我國的高速公路和市政道路中。隨著瀝青路面的進(jìn)一步普及和推廣，我國道路行業(yè)高能耗和污染排放問題逐步凸顯。造成該情況的主要因素是瀝青混合料的生產(chǎn)需要在高達(dá)170℃的條件下才能拌和完畢，需要消耗巨大的能源，容易造成環(huán)境污染[1]。相比常規(guī)的熱拌瀝青混合料技術(shù)，目前，常用的溫拌瀝青施工技術(shù)可以在110～130℃時(shí)完成混合料的拌和，比熱拌瀝青施工技術(shù)節(jié)能20%以上，雖然混合料在性能上比熱拌瀝青混合料施工技術(shù)略有不足，但仍然滿足道路施工及驗(yàn)收要求。

2 溫拌瀝青施工技術(shù)的特點(diǎn)

溫拌瀝青混合料的生產(chǎn)是通過在混合料中加入外摻劑使得混合料能夠在較低溫度下達(dá)到拌和要求，并且不會(huì)對(duì)后續(xù)的攤鋪及碾壓造成影響。該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)是能夠在110～130℃條件下完成出料，混合料拌和溫度下降了40℃左右，極大地降低了能源消耗[2]。此外，由于拌和溫度較低，緩解了瀝青混合料在拌和加熱過程中的老化，有效延長了混合料的路用壽命。

3 工程概況

某公路工程正式通車多年，經(jīng)歷多次維修養(yǎng)護(hù)，由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，使得重載車輛比例不斷提高，加之當(dāng)?shù)亟涤贻^多，路面開裂、車轍及水損壞嚴(yán)重。在對(duì)該道路進(jìn)行檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，該道路路面破損及修補(bǔ)面積達(dá)到了8 623 m2，左幅第一車道及第二車道出現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)裂，考慮到該道路工程服役年限較長，且進(jìn)行養(yǎng)護(hù)需要較高的成本，故經(jīng)過相關(guān)單位綜合考慮后決定對(duì)該道路上面層進(jìn)行整體銑刨處理，道路結(jié)構(gòu)如表1所示，同時(shí)采用溫拌瀝青施工技術(shù)制備瀝青混凝土進(jìn)行加鋪處理。

表1 道路結(jié)構(gòu)組成

4 原材料

4.1 瀝青

對(duì)鉆取的芯樣進(jìn)行礦料級(jí)配分析，原路面采用的瀝青為SK90號(hào)基質(zhì)瀝青，考慮到新建路面需要承受較大的交通量，且對(duì)路面的高溫性能具有較高的要求，在對(duì)比SK90號(hào)基質(zhì)瀝青與SBS改性瀝青后，決定采用SBS改性瀝青作為道路使用原材料，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 SBS瀝青指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

4.2 溫拌劑

由于瀝青混合料中成分多種多樣，拌和時(shí)瀝青、集料和填料互相影響作用[3]。因此，摻入的溫拌劑在化學(xué)結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性。其次，混合料是在110～130℃條件下進(jìn)行拌和作業(yè)的，為了充分發(fā)揮溫拌劑的潤滑作用，需要保證其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性。本項(xiàng)目對(duì)比多種溫拌劑后選擇Sasobit溫拌劑，該溫拌劑在加入熱瀝青中時(shí)能夠與瀝青中的成分相互作用形成聚集體，提高了膠團(tuán)的分散程度，從而達(dá)到在110～130℃條件下拌和的目的。

4.3 集料

在集料的選擇上，當(dāng)?shù)匦鋷r碎石和石灰?guī)r碎石豐富，考慮到石灰?guī)r在耐磨和堅(jiān)固性能上相比玄武巖碎石略有不足，而該道路工程目前交通流量巨大，為了充分保證道路的使用品質(zhì)，決定采用玄武巖碎石作為面層材料[4]。由于玄武巖碎石中二氧化硅含量偏高，碎石整體pH呈中性偏酸性，而瀝青中瀝青酸含量高，使得碎石和瀝青在黏附性上存在不足，因此，在進(jìn)行混合料拌和時(shí)，應(yīng)添加一定量的抗剝落劑以提高玄武巖碎石和熱瀝青的黏附性。

5 溫拌瀝青路面施工工藝

5.1 施工準(zhǔn)備

根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)要求，在進(jìn)行道路加鋪前，需要對(duì)路面上面層AC-13進(jìn)行銑刨處理，考慮到該公路路線較長，在進(jìn)行正式施工前應(yīng)確定相應(yīng)試驗(yàn)路段，待施工完畢，試驗(yàn)路段的各方面性能滿足驗(yàn)收使用要求后方可全線施工。因此，施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求隨機(jī)選取K2+100～K3+100共計(jì)1 km作為試驗(yàn)路段進(jìn)行施工作業(yè)。

5.2 混合料的拌和與運(yùn)輸

溫拌瀝青施工技術(shù)與普通瀝青混合料拌和不同，摻入了Sasobit溫拌劑后，能夠極大地降低瀝青混合料的拌和溫度[5]。因此，在進(jìn)行拌和前，僅需要將SBS改性瀝青加熱至130℃。待瀝青加熱至指定溫度后摻入相應(yīng)溫拌劑，在同加熱后的碎石在攪拌倉中進(jìn)行拌和，拌和過程中添加相應(yīng)比例的抗剝落劑。溫拌瀝青混合料雖然降低了混合料的拌和溫度，但是在混合料的拌和時(shí)間上仍與普通混合料相差無異，故在拌和時(shí)間達(dá)到60 s左右時(shí)及時(shí)進(jìn)行出料。溫拌瀝青混合料的出料直接由料斗裝載在運(yùn)輸車上，考慮到料斗是從高處卸料，距離車廂有一定的高度，若一次性卸料很可能會(huì)造成粗細(xì)集料的離析，因此，拌和站出料過程要求自卸運(yùn)輸車分3次裝料，以此來避免混合料的離析。由于溫拌瀝青混合料出料溫度不高，為了保證混合料溫度滿足攤鋪和碾壓施工要求，在運(yùn)輸過程中需要采用帆布覆蓋車廂頂部來減緩混合料溫度的流失。

5.3 混合料的攤鋪

溫拌瀝青運(yùn)送至施工場(chǎng)地后，首先要對(duì)采用溫度槍對(duì)混合料溫度進(jìn)行檢驗(yàn)，溫度過低的混合料已經(jīng)固結(jié)，難以進(jìn)行攤鋪及碾壓，需要及時(shí)進(jìn)行處理。而溫度滿足施工要求的混合料則需要及時(shí)在攤鋪機(jī)上卸料，為了保證施工連續(xù)性和工程質(zhì)量，應(yīng)保證至少2臺(tái)運(yùn)料車在攤鋪機(jī)旁等待卸料。對(duì)于道路兩側(cè)或道路不平整難以攤鋪區(qū)域，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工人找補(bǔ)處理。

5.4 混合料的碾壓

溫拌瀝青混合料在碾壓過程中需要嚴(yán)格按照低幅高頻的碾壓作業(yè)原則，利用鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)相輔相成的協(xié)調(diào)作業(yè)方式，先靜壓整平，后振動(dòng)壓實(shí)，嚴(yán)格按照初壓、復(fù)壓和終壓的步驟施工，保證瀝青混合料面層壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求。

6 試驗(yàn)路段性能檢測(cè)

6.1 防水性能

根據(jù)檢測(cè)報(bào)告顯示，原路面左幅第一車道及第二車道存在大規(guī)模網(wǎng)裂，同時(shí)在水侵蝕作用下對(duì)基層造成了不可逆轉(zhuǎn)的損害。因此，在銑刨重新加鋪混合料面層后，路面的防水性能是溫拌瀝青混合料施工驗(yàn)收的重要指標(biāo)。為了客觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)路段的防水性能是否滿足要求，本項(xiàng)目在試驗(yàn)路段選取多個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行滲水系數(shù)測(cè)試。滲水系數(shù)測(cè)試結(jié)果見表3。

表3 滲水系數(shù)測(cè)試結(jié)果

通過在試驗(yàn)路段K2+100至K3+100進(jìn)行滲水系數(shù)檢測(cè)，結(jié)果表明，施工前由于路面破損十分嚴(yán)重，滲水系水最大值可以達(dá)到106 mL/min，通過加鋪溫拌瀝青混合料后，該點(diǎn)位的滲水系數(shù)下降至58 mL/min，下降幅度高達(dá)45.28%。

6.2 壓實(shí)度檢測(cè)

良好壓實(shí)度是保證瀝青路面性能和壽命的重要前提條件。當(dāng)路面壓實(shí)度不滿足要求時(shí)，面層混合料空隙過大將導(dǎo)致路表水分下滲至中、下面層中，由此進(jìn)一步引起道路內(nèi)部混合料的水損害。本項(xiàng)目是采用鋼輪壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)協(xié)調(diào)碾壓方式，壓實(shí)度檢測(cè)次數(shù)與壓實(shí)遍數(shù)同步。面層壓實(shí)度最終檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 面層壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

選取5個(gè)樁號(hào)進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，其中壓實(shí)度最小值為98.1%，滿足道路驗(yàn)收要求。

7 結(jié)語

溫拌瀝青路面施工技術(shù)混合料拌和溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通瀝青混合料，極大地減少了能源的消耗與排放，十分契合我國可持續(xù)發(fā)展的理念。本文基于溫拌瀝青混合料的技術(shù)原理，依托實(shí)際工程，詳細(xì)介紹了溫拌瀝青路面施工技術(shù)特點(diǎn)和關(guān)鍵施工工藝，通過防水性能檢測(cè)和壓實(shí)度檢測(cè)證明溫拌混合料能夠滿足道路使用要求，充分適應(yīng)環(huán)境復(fù)雜的道路工程中。