USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)分析

江冠文，胡美娟，何仲?gòu)?qiáng)

(廣州肖寧道路工程技術(shù)研究事務(wù)所有限公司，廣東 廣州 510000)

0 引 言

公路工程是交通運(yùn)輸建設(shè)的重要結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)代工程建設(shè)期間國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用尤為重視，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)也要實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與資源利用率的提升。USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)，是利用溫拌改性劑與瀝青混合料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，?lái)強(qiáng)化公路瀝青混合料質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約施工材料，其施工原理簡(jiǎn)單易懂，操作便捷度較高，因而對(duì)其技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 USP溫拌改性瀝青混合料

1.1 USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術(shù)指標(biāo)概述

針對(duì)USP溫拌改性瀝青混合料施工技術(shù)應(yīng)用的指標(biāo)方面，還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，USP溫拌改性劑種類(lèi)比較多樣，在具體應(yīng)用期間能夠發(fā)揮的拌合作用成效也存在差異，部門(mén)地區(qū)設(shè)置的施工技術(shù)指標(biāo)之間相互不通用。基于此，在其施工技術(shù)應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面，還是以JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中熱拌瀝青混合料路面的相關(guān)要求執(zhí)行[1]。在應(yīng)用溫拌技術(shù)開(kāi)展施工期間需要強(qiáng)化溫拌施工的充分性和易操作性，最終利用施工技術(shù)拌合而成的瀝青混合料質(zhì)量與性能要達(dá)到優(yōu)質(zhì)的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的價(jià)值和作用。

1.2 USP溫拌改性瀝青混合料技術(shù)應(yīng)用的施工材料

USP溫拌改性瀝青混合料技術(shù)應(yīng)用的施工材料主要包括瀝青、集料、溫拌改性劑和溫拌改性瀝青混凝土等，每一類(lèi)施工材料的應(yīng)用都需要保證材料質(zhì)量與適用性。在瀝青材料使用當(dāng)中，常用的是殼牌70#瀝青類(lèi)型。在材料使用之前，需要按照瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程來(lái)對(duì)材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定應(yīng)用材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之后才能投入使用。

在集料應(yīng)用方面，由于溫拌瀝青混合料施工期間的拌合溫度相對(duì)比較低，需要應(yīng)用含水量充足的集料種類(lèi)，這樣才能在溫拌技術(shù)施工溫度環(huán)境當(dāng)中保證瀝青混合料拌合充分性。并且集料在應(yīng)用之前需要對(duì)材料清潔度進(jìn)行檢查，不能將其他的雜物帶入混合料當(dāng)中，保證集料混合應(yīng)用時(shí)能夠與溫拌改良瀝青進(jìn)行充分的黏合。

溫拌改良劑的應(yīng)用，目前我國(guó)公路工程當(dāng)中比較常用的溫拌改良劑都是進(jìn)口種類(lèi)，售賣(mài)的價(jià)格比較高，應(yīng)用成本方面比較高。國(guó)產(chǎn)USP溫拌改性劑近些年應(yīng)用也逐漸普遍起來(lái)，其應(yīng)用能夠促進(jìn)瀝青混凝土性能的優(yōu)化提升，在施工期間能夠加強(qiáng)瀝青混凝土黏合性能。國(guó)產(chǎn)的USP溫拌改性劑當(dāng)中包含塑料粉和有機(jī)助劑、橡膠粉，這三種材料按照相應(yīng)科學(xué)比例進(jìn)行混合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)最終形成USP溫拌改性劑產(chǎn)品，在正常溫度下改良劑是處于粘稠的液體狀態(tài)，保證密封性良好的狀態(tài)下，保質(zhì)期是兩年，具有良好的穩(wěn)定性能。

溫拌改性瀝青混凝土材料是將瀝青原材料與USP溫拌改性劑在規(guī)范溫度環(huán)境下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、混合，形成USP溫拌改性瀝青混合材料。其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)USP溫拌改性瀝青混凝土的攪拌施工與熱拌技術(shù)有異曲同工之妙，都可以應(yīng)用大型的專(zhuān)用攪拌設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。

2 USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)用前期施工技術(shù)分析

2.1 施工設(shè)備

USP溫拌改性瀝青混合攪拌技術(shù)的施工技術(shù)原理相對(duì)比較簡(jiǎn)單，設(shè)備的應(yīng)用只需要引進(jìn)正常的瀝青混合攪拌機(jī)械設(shè)備即可，但是在施工設(shè)備準(zhǔn)備的時(shí)候要注意回收的粉塵處理不能直接應(yīng)用。回收粉塵所形成的礦粉細(xì)度無(wú)法達(dá)到0.075 mm，含量也小于75%，整體的狀態(tài)不具備穩(wěn)定性，回收的礦粉當(dāng)中包含多樣化的雜質(zhì)結(jié)構(gòu)，不符合施工要求。

而且礦粉密度與含水量性能都與溫拌技術(shù)應(yīng)用規(guī)范要求不相符合。基于此，針對(duì)粉塵回收方面，需要做到只回收但不利用，其他的壓實(shí)機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、攤鋪設(shè)備等都需要根據(jù)具體施工設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)設(shè)備類(lèi)型、數(shù)量、運(yùn)行參數(shù)等內(nèi)容進(jìn)行明確。

2.2 基層施工

在進(jìn)行USP溫拌瀝青混合料攤鋪之前，需要對(duì)基層結(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備處理，對(duì)基層材料的密度、強(qiáng)度、平整度與含水度等性能進(jìn)行檢測(cè)，保證基層結(jié)構(gòu)質(zhì)量。然后對(duì)基層表面進(jìn)行清潔，不要有雜物，根據(jù)基層的具體情況設(shè)置相應(yīng)的封層，強(qiáng)化各層結(jié)構(gòu)的粘合度。

2.3 路用性能分析

應(yīng)用改性瀝青混合料進(jìn)行道路施工之前，需要對(duì)混合料的路用性能展開(kāi)分析，確保材料能夠滿足工程施工要求。結(jié)合這一目標(biāo)，需要完成前期混合料配制試驗(yàn)，合理確定USP改性劑、瀝青、集料和級(jí)配等各部分組成。采用馬歇爾法，能夠完成混合料擊實(shí)試驗(yàn)。具體來(lái)講，就是雙面分別擊實(shí)50次，然后在110 ℃的條件下進(jìn)行保溫。經(jīng)過(guò)24 h的保溫后，在雙面分別擊實(shí)25次，之后按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混合料性能分析。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，能夠確定混合料的油石占比達(dá)到5%，此時(shí)試件穩(wěn)定度能夠達(dá)到最大。

對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性展開(kāi)分析，需要在室內(nèi)環(huán)境下開(kāi)展車(chē)轍試驗(yàn)，利用試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行往復(fù)測(cè)試，使車(chē)輪在路面往返行走?；旌狭现邪钚晕镔|(zhì)，隨著時(shí)間推移，材料中各項(xiàng)指標(biāo)將有所提升，因此要求在一定時(shí)間和溫度條件下對(duì)混合料性能進(jìn)行測(cè)試。在試驗(yàn)過(guò)程中，需要達(dá)到42次/min的行走速度，溫度應(yīng)當(dāng)達(dá)到60 ℃。經(jīng)過(guò)反復(fù)碾壓8次，然后在110 ℃保溫箱中對(duì)試件進(jìn)行24 h養(yǎng)護(hù)。取出后應(yīng)立即進(jìn)行往返4次碾壓，在室溫下逐步冷卻，重新進(jìn)行混合料穩(wěn)定性分析。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，試件在45 min內(nèi)將產(chǎn)生3.8 mm左右的變形量，在達(dá)到60 min后變形量變化不大，約達(dá)到3.9 mm，動(dòng)穩(wěn)定度平均能夠達(dá)到7 395次/mm。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，混合料在高溫條件下依然可以保持較大的穩(wěn)定性，用于進(jìn)行道路施工能夠使路面獲得良好的抗車(chē)轍性能，有效延長(zhǎng)道路的使用壽命。

為確定混合料的水穩(wěn)定性，需要按照公路工程瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程選擇試驗(yàn)方法開(kāi)展測(cè)試。具體來(lái)講，就是利用水煮法對(duì)集料和瀝青的粘附性進(jìn)行測(cè)試，并使用浸水馬歇爾方法和凍融劈裂方法對(duì)混合料的穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試。開(kāi)展劈裂試驗(yàn)，能夠?qū)κ┕がF(xiàn)場(chǎng)路面抵抗外力破壞的能力進(jìn)行模擬測(cè)試，做到有效評(píng)價(jià)混合料的路用性能。在試驗(yàn)過(guò)程中，由于凍融劈裂試驗(yàn)需要達(dá)到較為嚴(yán)格的要求，因此可以得到更加準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，使混合料路用性能接近施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，能夠?yàn)槿娣从郴旌狭纤€(wěn)定性提供依據(jù)。將該項(xiàng)指標(biāo)當(dāng)成是核心展開(kāi)分析，可以發(fā)現(xiàn)混合料劈裂強(qiáng)度比達(dá)到82.7%，殘留穩(wěn)定度能夠達(dá)到87.3%，粘附性能夠達(dá)到5級(jí)。在滲水試驗(yàn)中，可以確定車(chē)轍板試件保持了良好的密實(shí)性，說(shuō)明混合料粘合性較高，能夠滿足改性瀝青混合料配制要求。結(jié)合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可知，在多雨潮濕地區(qū)，要求改性瀝青混合料的凍融強(qiáng)度能夠達(dá)到80%以上，殘留穩(wěn)定度則需要達(dá)到85%以上。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可知，通過(guò)添加改性劑可以增強(qiáng)混合料的低溫抗疲勞性能，最終獲得的USP溫拌混合料可以滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)要求，能夠在道路施工中可靠應(yīng)用。

3 USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)具體施工

3.1 USP溫拌改性瀝青混合料的混合攪拌施工

為避免工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，需要對(duì)混合料的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，在工程中通過(guò)多次實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，工程質(zhì)量不合格的原因往往在于攪拌施工過(guò)程中使用的材料不具備合格的質(zhì)量。在進(jìn)行混合料配比時(shí)，需要在進(jìn)場(chǎng)時(shí)對(duì)瀝青以及改良劑相關(guān)信息進(jìn)行詳細(xì)的檢查，核對(duì)完成之后對(duì)其進(jìn)行性能檢驗(yàn)，當(dāng)其檢驗(yàn)的結(jié)果完全符合相關(guān)規(guī)定時(shí)才可以進(jìn)場(chǎng)。檢測(cè)時(shí)可以利用新興信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和分析以確保結(jié)果高效準(zhǔn)確。為了保證檢測(cè)質(zhì)量真實(shí)可信，需要對(duì)檢測(cè)工作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管。進(jìn)行取樣和制樣工作時(shí)，監(jiān)理人員需要在取樣、制樣現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管，試件制作完成之后，需要將樣品的相關(guān)信息實(shí)時(shí)上傳到混凝土信息系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠?qū)⑿畔?shù)據(jù)包括取制樣時(shí)間、上傳時(shí)間、取制樣地點(diǎn)等自動(dòng)記錄下來(lái)。為了確保取制樣工作的真實(shí)性，監(jiān)督人員需要對(duì)取制樣的過(guò)程進(jìn)行抽驗(yàn)，查看其是否存在弄虛作假的行為，當(dāng)發(fā)現(xiàn)施工單位以次充好時(shí)，需要追究各方責(zé)任。除此之外，為了更好地在工程中進(jìn)行混合攪拌工作，需要工作人員設(shè)置科學(xué)的配合比，在必要的時(shí)候可以將完善配合比的工作委托給專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)的質(zhì)量檢測(cè)中心，該中心可以按照不同工程實(shí)際施工中所需性能保障USP溫拌改性瀝青混合料滿足質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，USP溫拌改性瀝青混合料混合攪拌之前，將瀝青與USP溫拌改性劑進(jìn)行混合處理，比例控制在13%，瀝青攪拌溫度為100 ℃。在加入集料進(jìn)行混合時(shí)要將溫度提升至120 ℃左右，具體溫度提升標(biāo)準(zhǔn)也要根據(jù)含水量情況進(jìn)行合理控制，混合攪拌施工的時(shí)長(zhǎng)要比正常時(shí)間多10 s，強(qiáng)化攪拌充分性和黏合質(zhì)量。在具體混合攪拌施工期間，施工人員要對(duì)攪拌過(guò)程進(jìn)行觀察，保證施工質(zhì)量。

3.2 USP溫拌改性瀝青混合料的材料運(yùn)輸

USP溫拌改性瀝青混合料的出料溫度要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，出料時(shí)溫度要保持在110 ℃左右的狀態(tài)[2]，這是由于材料在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中溫度會(huì)有一定的下降，在運(yùn)輸期間也要做好保溫處理。為確保材料運(yùn)輸工作的順利完成，需嚴(yán)格檢查運(yùn)輸單，確保材料準(zhǔn)確無(wú)誤且狀態(tài)良好?；旌蠑嚢韬玫腢SP溫拌改性瀝青混合料在成品之后，要在6 h之內(nèi)進(jìn)行攤鋪施工，這樣材料應(yīng)用質(zhì)量水平最佳。另外，在材料運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中要保證車(chē)輛環(huán)境的整潔，在車(chē)廂的表面設(shè)置一層隔離劑，在裝車(chē)的過(guò)程中要按照規(guī)范順序進(jìn)行，保證混合料裝載期間能夠保持良好的黏合狀態(tài)。同時(shí)由于混合料的出料要求較高，因此為了確保其施工時(shí)質(zhì)量較好，最好在出料地點(diǎn)附近展開(kāi)混合攪拌工作，降低材料運(yùn)輸對(duì)材料質(zhì)量的影響。

3.3 USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪施工

為了避免施工不規(guī)范影響施工工作，應(yīng)明確混合料的攤鋪施工要點(diǎn)，加強(qiáng)施工的管控。工程管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)混合料鋪攤施工的進(jìn)度進(jìn)行有計(jì)劃地檢查與調(diào)整，確保施工的執(zhí)行情況與完成狀態(tài)在計(jì)劃之內(nèi)，及時(shí)指出施工中出現(xiàn)的不當(dāng)問(wèn)題并要求施工人員立即改善，確?；旌虾玫臑r青混合料能夠在規(guī)定時(shí)間之內(nèi)得到合理的應(yīng)用。瀝青混合料的質(zhì)量可以通過(guò)管理人員積極地調(diào)整施工計(jì)劃實(shí)現(xiàn)，將時(shí)間與人力資源向關(guān)鍵性的施工步驟傾斜。USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪溫度需要控制在90 ℃左右的狀態(tài)，溫度上下差異不能超過(guò)10 ℃。攤鋪的設(shè)備應(yīng)用螺旋布料器和熨平板，攤鋪的寬度要根據(jù)施工實(shí)際進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和控制。在攤鋪施工過(guò)程中，要對(duì)攤鋪銜接的部位質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，避免混合料離析，在機(jī)械攤鋪時(shí)要結(jié)合人工輔助，對(duì)離析的材料進(jìn)行補(bǔ)充，保證銜接結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3.4 USP溫拌改性瀝青混合料的壓實(shí)施工

USP溫拌改性瀝青混合料壓實(shí)施工的常用設(shè)備類(lèi)型為鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)等，壓實(shí)施工分為四個(gè)階段：初壓、復(fù)壓、終壓和二次碾壓，通過(guò)反復(fù)壓實(shí)來(lái)強(qiáng)化壓實(shí)度，保證混合料與基層的充分黏合，形成堅(jiān)實(shí)的整體結(jié)構(gòu)。在前三個(gè)壓實(shí)階段施工期間，需要保證其施工溫度不能低于60 ℃。初壓過(guò)程中采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行多次靜壓，靜壓次數(shù)控制在3～4次；復(fù)壓過(guò)程中用鋼輪振動(dòng)機(jī)械和膠輪壓路機(jī)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，其中膠輪壓路機(jī)壓實(shí)次數(shù)控制在7次左右；在終壓施工期間最少要壓實(shí)兩次，根據(jù)實(shí)際壓實(shí)效果合理調(diào)節(jié)壓實(shí)次數(shù)。USP溫拌改性劑作用之下，壓實(shí)施工完成之后，混合料的凝固需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，因而在終壓之后需要間隔一天的時(shí)間，再進(jìn)行二次碾壓施工，二次碾壓施工必不可少，只有進(jìn)行科學(xué)的二次碾壓，才能夠達(dá)到理想中的施工效果。

3.5 USP溫拌改性瀝青混合料質(zhì)量檢測(cè)與交通開(kāi)放

在USP溫拌改性瀝青混合料施工期間，不需要進(jìn)行封路處理，可以正常通行車(chē)輛，這對(duì)壓實(shí)施工沒(méi)有不良的影響作用，但由于此類(lèi)混合料需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間才能夠完全固化，因此其需要在二次碾壓工作完成之后再進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，確保檢測(cè)的結(jié)果準(zhǔn)確。在所有施工環(huán)節(jié)都完成之后，要對(duì)路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)構(gòu)檢測(cè)是質(zhì)量控制中不可或缺的一環(huán)。在對(duì)USP溫拌改性瀝青混合料的各項(xiàng)質(zhì)量性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)尤其需要注重其力學(xué)性能檢測(cè)，只有檢測(cè)結(jié)果合格才能夠確保該路段性能滿足施工質(zhì)量要求。在應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要對(duì)該路段進(jìn)行剛度、強(qiáng)度等數(shù)據(jù)的采集，確保其質(zhì)量能夠支撐整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，質(zhì)量達(dá)標(biāo)之后，等到混合料的溫度降到50 ℃，就可以開(kāi)放路段進(jìn)行使用[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

USP溫拌改性瀝青混合料施工技術(shù)應(yīng)用，能夠優(yōu)化公路路面工程施工簡(jiǎn)易度、質(zhì)量和效率，因而在我國(guó)公路路面工程當(dāng)中的應(yīng)用越加普遍。在具體技術(shù)施工期間，一定要對(duì)施工混合料溫度進(jìn)行合理、嚴(yán)格的控制，保證USP溫拌改性瀝青混合料之間的混合充分性與黏合度，從而充分發(fā)揮技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)施工環(huán)保與節(jié)能性能的充分實(shí)現(xiàn)。