溫拌膠粉改性瀝青在道路施工中的應(yīng)用

上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司 上海 201210

1 研究背景

道路工程作為規(guī)模大、資源消耗多的行業(yè)之一，也是環(huán)境污染源之一。然而近些年來，溫拌、膠粉改性等技術(shù)已經(jīng)成為道路工程在環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的主要代表，這些技術(shù)不僅有效減少了瀝青煙氣的產(chǎn)生，節(jié)約了能耗，還大規(guī)模消納了廢棄資源。其中，溫拌技術(shù)在降低瀝青混合料施工溫度30 °C以上的同時，還減少CO2、SO2、NO、NO2等煙氣產(chǎn)生[1]；膠粉改性瀝青是將固體廢棄物大規(guī)模應(yīng)用于道路工程的典范，可改善瀝青混合料的低溫性能，但其應(yīng)用于道路的過程中反而會增加瀝青煙氣的濃度。

基于該問題，課題組在自主研究、開發(fā)并應(yīng)用OCAA有機(jī)復(fù)合溫拌劑的基礎(chǔ)上[2,3]，依托浦東新區(qū)政府資助的川沙路改造工程上面層項目，首次對比研究并應(yīng)用OCAA溫拌膠粉改性瀝青與熱拌膠粉改性瀝青的施工效果與煙氣產(chǎn)生，且檢測并對比分析OCAA溫拌膠粉改性瀝青混合料與熱拌膠粉改性瀝青混合料路面的相關(guān)路用性能。

2 材料

2.1 溫拌劑及膠粉改性瀝青

（a）溫拌劑。課題組研究開發(fā)的OCAA有機(jī)復(fù)合溫拌劑，其軟化點為98 °C，熔點為106 °C，平均相對分子質(zhì)量在1 100左右，可有效減低基質(zhì)瀝青混合料施工溫度35 °C以上，降低SBS改性瀝青混合料施工溫度30 °C以上，工廠化生產(chǎn)產(chǎn)品形貌如圖1所示。

圖1 OCAA有機(jī)復(fù)合溫拌劑工廠化產(chǎn)品

（b）膠粉改性瀝青及溫拌膠粉改性瀝青。選用60目膠粉與70#基質(zhì)瀝青配制膠粉改性瀝青，膠粉用量為18%，工程用膠粉改性瀝青由上海浦東路橋瀝青材料有限公司提供。將OCAA溫拌劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的量摻入膠粉改性瀝青以制備溫拌膠粉改性瀝青。

2.2 集料與生產(chǎn)配比

（a）粗、細(xì)集料均為石灰?guī)r，礦粉為石灰石，相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)均滿足規(guī)范要求[4-6]。

（b）混合料類型采用SMS-13，粒徑共包括0～3 mm，5～10 mm，10～13 mm共3 檔料。

（c）通過目標(biāo)配合比設(shè)計確定瀝青混合料的用油量為4.6%?；旌狭仙a(chǎn)配合比曲線見圖2。

3 施工

由于膠粉改性瀝青與溫拌膠粉改性瀝青混合料存在結(jié)合料物理化學(xué)性能方面的顯著不同，因此，二者的施工溫度與工藝也不相同。

3.1 施工溫度

圖2 SMA-13面層合成級配曲線

OCAA溫拌劑可以降低瀝青混合料的施工溫度30 °C以上，課題組從環(huán)保與工程質(zhì)量可靠性角度出發(fā)，在熱拌膠粉改性瀝青混合料拌和與攤鋪溫度基礎(chǔ)上降低25 °C的施工溫度，具體見表1。

表1 2 種瀝青混合料的施工溫度

3.2 施工工藝

由于膠粉復(fù)合改性SMA-13瀝青混合料在生產(chǎn)與施工過程中表現(xiàn)出易生產(chǎn)、便施工等特點，壓實情況成為其施工效果的主要考核指標(biāo)之一。鑒于膠粉復(fù)合改性瀝青混合料與普通改性瀝青混合料的不同，其施工碾壓工藝亦不同，尤其OCAA溫拌劑使用后的溫拌瀝青混合料工藝更是相差甚異，課題組在室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上，采用了如表2所述的碾壓工藝。

表2 常規(guī)與新型碾壓工藝

4 煙氣產(chǎn)生情況

課題組在熱拌膠粉改性瀝青混合料與溫拌膠粉改性瀝青混合料出料現(xiàn)場收集瀝青煙氣，并進(jìn)行相應(yīng)的濃度檢測，檢測結(jié)果表明溫拌膠粉改性瀝青混合料的瀝青煙氣濃度較熱拌有顯著減少，煙氣主要組分的濃度減少量見表3。

表3 溫拌膠粉改性瀝青混合料煙氣主要成分減少量

5 路用性能

由于壓實度、滲水系數(shù)、構(gòu)造深度、擺值以及平整度是衡量瀝青混合料路面壓實特性、滲水情況、抗滑情況以及舒適性等性能的主要指標(biāo)，也是反映膠粉改性SMA-13瀝青混合料基本和路用性能的關(guān)鍵參數(shù)，因而課題組在完成試驗路段鋪裝后，對這些指標(biāo)進(jìn)行了檢測，2種不同瀝青混合料的檢測結(jié)果見表4。

表4 2 種不同類型SMA-13瀝青混合料的路面檢測結(jié)果

據(jù)檢測結(jié)果可知，熱拌與溫拌膠粉改性SMA-13瀝青混合料的鋪裝效果均完全符合規(guī)范與設(shè)計要求，且二者的各項性能指標(biāo)相當(dāng)。

6 結(jié)語

通過研究和應(yīng)用熱拌膠粉改性瀝青混合料與OCAA溫拌膠粉改性瀝青混合料，得出以下結(jié)論：

（a）OCAA溫拌膠粉改性瀝青性能指標(biāo)與膠粉改性瀝青指標(biāo)相當(dāng)，且低溫性能（延度）更好；

（b）有機(jī)復(fù)合溫拌劑OCAA能夠降低膠粉改性瀝青混合料拌和與攤鋪溫度25 °C；

（c）OCAA溫拌膠粉改性瀝青混合料與熱拌膠粉改性瀝青混合料的應(yīng)用效果基本相近；

（d）較熱拌膠粉改性瀝青混合料而言，OCAA溫拌膠粉改性瀝青混合料的煙氣排放有顯著減少。