SBS冬季瀝青修補(bǔ)液低溫拌和性試驗(yàn)方法的研究

陳 文 霞

(山西省公路局晉中分局山西唐晉科技有限公司，山西 晉中 030600)

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SBS冬季瀝青修補(bǔ)液低溫拌和性試驗(yàn)方法的研究

陳 文 霞

(山西省公路局晉中分局山西唐晉科技有限公司，山西 晉中 030600)

介紹了SBS冬季瀝青修補(bǔ)液低溫拌和性能試驗(yàn)的溫度、儀器、步驟及施工設(shè)備，并通過(guò)瀝青路面坑槽修補(bǔ)實(shí)踐，對(duì)該試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，指出該試驗(yàn)方法是科學(xué)且可行的，并列入了JT/T 530—2004瀝青路面坑槽冷拌修補(bǔ)材料SBS瀝青液交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

SBS冬季瀝青修補(bǔ)液，低溫拌和性，試驗(yàn)方法

我國(guó)有1.7億多輛各種汽車晝夜行駛在近457萬(wàn)km的公路和11.2萬(wàn)km的高速公路上，絕大部分為瀝青路面。公路運(yùn)輸已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈。瀝青路面受到大自然的風(fēng)吹雨淋，冰雪凍融，陽(yáng)光暴曬等影響，再加上超載車輛的碾壓，極易造成路面局部破壞形成坑槽，嚴(yán)重影響行車速度和行車安全，尤其在寒冷的冬季，坑槽修補(bǔ)問(wèn)題更為顯著，如何盡早修復(fù)好路面坑槽是公路養(yǎng)護(hù)部門的一項(xiàng)難題，為此，山西省公路局晉中分局研制出SBS冬季瀝青修補(bǔ)液，它克服了熱拌瀝青混合料施工受氣候、環(huán)境等諸多因素限制的弱點(diǎn)，可適應(yīng)一年四季瀝青路面坑槽的修補(bǔ)和攤鋪，使冬季瀝青路面坑槽的修補(bǔ)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但SBS冬季瀝青修補(bǔ)液的低溫拌和性如何進(jìn)行檢驗(yàn)又成為一項(xiàng)重要研究課題。

1 冷拌溫度

SBS冬季瀝青修補(bǔ)液主要用在寒冷的季節(jié)對(duì)瀝青路面坑槽進(jìn)行修補(bǔ)和鋪筑。這就要求SBS冬季瀝青修補(bǔ)液在室外低溫條件下既要和集料有較好的拌和性和裹覆性，同時(shí)SBS冬季瀝青修補(bǔ)液混合料填充到瀝青路面坑槽后又要有較強(qiáng)的粘結(jié)性和成型性。冬天全國(guó)各地最低氣溫各不相同，早、午、晚溫度也不一樣。例如:太原冬季最低氣溫為-23 ℃，一般為-10 ℃～-15 ℃；哈爾濱白天最低氣溫為-26.7 ℃，晚上為-30 ℃～-32 ℃。再根據(jù)目前冷凍設(shè)備的降溫水平，一般冰柜降溫在-20 ℃左右是完全可以達(dá)到的，確定SBS冬季瀝青修補(bǔ)液試驗(yàn)室低溫拌和溫度為-20 ℃，通常能夠滿足室外冬季修補(bǔ)瀝青路面坑槽的需要，接近大自然冬季環(huán)境氣象條件。特殊情況需在-30 ℃環(huán)境條件下施工，可選用能降溫到-30 ℃以下的冷凍設(shè)備。

2 試驗(yàn)儀器

2.1 拌和設(shè)備

低溫拌和性試驗(yàn)受攪拌形式的影響很大，為規(guī)范攪拌設(shè)備和攪拌方法，便于試驗(yàn)室的選擇和購(gòu)買，故SBS冬季瀝青修補(bǔ)液所選用的冷拌瀝青混合料攪拌機(jī)質(zhì)量應(yīng)符合JC/T 729—1989水泥凈漿攪拌機(jī)的規(guī)定要求。

水泥凈漿攪拌機(jī)的攪拌鍋可以隨意移動(dòng)，能很方便地固定在鍋?zhàn)?，保證攪拌時(shí)的穩(wěn)定性。攪拌葉形狀為扇形，攪拌時(shí)以順時(shí)針自轉(zhuǎn)，沿鍋周邊逆時(shí)針公轉(zhuǎn)，并有高低兩種速度。攪拌葉片高速與低速時(shí)自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)速度列于表1。

表1 攪拌葉片高速與低速時(shí)自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)速度表 r/min

水泥凈漿攪拌鍋由不銹鋼或帶有耐蝕電鍍層的鐵質(zhì)材料制成，攪拌葉片由鑄鋼制造，形狀和基本尺寸如圖1所示。

葉片軸外徑為20.0 mm±0.5 mm，葉片距鍋底、鍋壁的工作間隙為2 mm±1 mm。在機(jī)頭醒目位置上標(biāo)有葉片公轉(zhuǎn)方向標(biāo)志。

該攪拌機(jī)能滿足攪拌效果的要求，且有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可供執(zhí)行，可免去重新設(shè)計(jì)和制作冷拌瀝青混合料攪拌機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)審定工作。

2.2 冷凍設(shè)備

冰柜：溫度范圍0 ℃～-20 ℃，精度為±2 ℃。

有效容積不小于180 L。

2.3 稱量設(shè)備

托盤天平：最大稱量2 kg(感量為1 g)。

3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

1)礦料。

礦料要質(zhì)量強(qiáng)度高、耐磨性強(qiáng)、表面干燥、無(wú)土、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，其質(zhì)量應(yīng)符合JTJ 032—94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中4.7,4.8及附表C表C.8，表C.10～表C.12的規(guī)定要求。

根據(jù)冷拌瀝青混合料攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)攪拌時(shí)選擇最大粒徑為9.5 mm的礦料，如果此級(jí)配的礦料低溫拌和性較好，且可施工、強(qiáng)度大，那么大于9.5 mm的礦料低溫拌和性會(huì)更好，更能達(dá)到路面修補(bǔ)要求。

2)配比。

礦料的級(jí)配應(yīng)根據(jù)所修補(bǔ)瀝青路面坑槽的深度而定，一般規(guī)定高等級(jí)路面(包括高速路和一級(jí)路)采用瀝青混凝土，低等級(jí)路面(包括二級(jí)路及二級(jí)以下的路)采用瀝青碎石，級(jí)配范圍應(yīng)符合JTJ 032—94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中附錄D表D.7或D.8的規(guī)定要求。

SBS冬季瀝青修補(bǔ)液用量應(yīng)符合JTJ 032—94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中附錄D表D.7或D.8的規(guī)定要求(建議采用瀝青用量的中偏下線)。

3)攪拌量。

稱取礦料(最大粒徑≤9.5 mm)1 kg±0.1 kg。

4)攪拌速度。

低速。

4 試驗(yàn)步驟

1)將拌和用的礦料和SBS冬季瀝青修補(bǔ)液經(jīng)稱量后，連同冷拌瀝青混合料攪拌機(jī)放入(-20 ℃±2 ℃)冰柜中進(jìn)行冷凍2 h。

2)在冰柜內(nèi)將礦料、SBS冬季瀝青修補(bǔ)液按順序倒入冷拌瀝青混合料攪拌機(jī)內(nèi)保溫，低速攪拌3 min倒出，目測(cè)礦料的裹覆情況。

3)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。拌和三次，SBS冬季瀝青修補(bǔ)液裹覆面積應(yīng)達(dá)95%以上，評(píng)定為合格。

5 SBS冬季瀝青修補(bǔ)液低溫施工流程

1)按養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范要求處理完畢坑槽后，將開(kāi)挖坑槽內(nèi)的碎塊和泥土全部清除并清掃干凈。

2)根據(jù)坑槽的深度和面積確定礦料的級(jí)配和用量，然后與定量的SBS冬季瀝青修補(bǔ)液反復(fù)拌和(人工或機(jī)械)均勻。評(píng)判結(jié)果按裹覆面積達(dá)95%以上為合格。

3)在坑槽的底部和周邊緣涂刷一層SBS冬季瀝青修補(bǔ)液。

4)將拌和均勻的SBS冬季瀝青修補(bǔ)液混合料填入坑槽中，并攤鋪均勻，松鋪厚度為坑槽深度的1.3倍～1.4倍，大于3 cm的坑槽須分層攤鋪，分層碾壓，面積較大的坑槽需用12 t～15 t的壓路機(jī)碾壓，碾壓后即可通車。

6 低溫拌和施工機(jī)械的開(kāi)發(fā)

為了盡量做到試驗(yàn)方法與工程施工的實(shí)際使用狀態(tài)相符合，晉中公路分局同山西華隆交通科技有限公司合作共同研制出LLB-3T冷拌瀝青攪拌機(jī)(如圖2所示)和LLB-6T瀝青路面冷修補(bǔ)綜合養(yǎng)護(hù)車(如圖3所示)。

LLB-6T是一種集日常瀝青路面多項(xiàng)養(yǎng)護(hù)為一體，無(wú)需考慮季節(jié)溫度,使路面修補(bǔ)工作一次完成的綜合養(yǎng)護(hù)車，是目前最為理想的瀝青道路綜合養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)的專用設(shè)備。

6.1 功能

1)使多種工序的工具集中攜帶，并小型化、優(yōu)勢(shì)化。液壓錘、鎬，切割機(jī)、夯實(shí)機(jī)具、強(qiáng)制式拌和機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)吊裝石料、噴灑粘層油、水清洗、烘烤等設(shè)備一應(yīng)俱全。2)使用目前國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的冬季冷拌改性瀝青液，使得整個(gè)修補(bǔ)工作更簡(jiǎn)單，無(wú)需加熱，冷油、冷料、冷拌和。使用冷拌SBS瀝青液，-30 ℃照常施工(此時(shí)粘層油可使用該瀝青液)。使路面坑槽修補(bǔ)工作成為了全年、全天候。3)石料、冷拌SBS瀝青液為全電腦控制稱量，油石比準(zhǔn)確。4)拌和全自動(dòng)控制，強(qiáng)制性拌和，拌料均勻、充分、無(wú)花白料，出料迅速。5)修補(bǔ)機(jī)具使用本車自備液壓吊，裝卸方便。6)裝有兩臺(tái)大功率照明設(shè)備，可夜間施工，真正做到坑槽不過(guò)夜。7)配有粗集料和細(xì)集料兩種料箱，總?cè)莘e為3.5 m3。8)每小時(shí)可拌瀝青混合料6 t。9)本設(shè)備自帶15 kW發(fā)電機(jī)組，可為施工工地提供動(dòng)力源。

6.2 特點(diǎn)

1)克服了由于氣溫低、路途遠(yuǎn)以至熱拌料到現(xiàn)場(chǎng)后不利于攤鋪，坑槽少，工作面散，啟動(dòng)龐大油場(chǎng)設(shè)備導(dǎo)致費(fèi)用高的弊病，從而使修補(bǔ)成本降低20%～50%。2)無(wú)需為了零亂、散亂的坑槽而調(diào)動(dòng)壓路機(jī)及其他車輛、設(shè)備。3)備料可放置在坑槽的現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)需再準(zhǔn)備裝載機(jī)等設(shè)備，本車液壓吊可自己裝料。4)采用冷拌SBS瀝青液，使得瀝青無(wú)需加熱，現(xiàn)場(chǎng)冷油、冷料、冷拌對(duì)周圍環(huán)境無(wú)污染，符合環(huán)保要求。5)本車可一車兩用，在不作修補(bǔ)坑槽時(shí)可將此設(shè)備整體卸去，裝上馬槽板即可作為運(yùn)輸車輛使用。6)操作只需3人即可完成。

6.3 性能

1)最大切割深度：150 mm。2)液壓破碎沖擊力：大于45 J。3)液壓夯實(shí)沖擊力：大于45 J。4)振動(dòng)壓實(shí)：大于220 kN。5)拌和成品：6 t/h。

7 低溫拌和施工實(shí)例

7.1 現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械低溫拌和

施工時(shí)間：2003年2月15日。施工地點(diǎn)：榆太路。施工氣溫：-12 ℃。施工過(guò)程：用LLB-6T的液壓錘或切割機(jī)將損壞路面開(kāi)挖成規(guī)則形狀的坑槽,再將開(kāi)挖坑槽內(nèi)的碎塊和泥土全部清除并清掃干凈,在槽邊和槽底涂刷一層SBS冬季瀝青修補(bǔ)液,將所需級(jí)配的石料與定量的SBS冬季瀝青修補(bǔ)液加入到LLB-6T的攪拌釜中，拌和均勻成SBS瀝青液混合料裹覆面積達(dá)95%以上,將其填入坑槽內(nèi),攤鋪均勻,松鋪厚度為坑深的1.3倍～1.4倍,最后用小型振動(dòng)壓路機(jī)碾壓即可開(kāi)放交通。

7.2 場(chǎng)內(nèi)機(jī)械低溫拌和

施工時(shí)間：2005年1月10日；施工地點(diǎn)：榆古線；施工過(guò)程：榆古線為瀝青混凝土路面，由于大貨車、重型卡車的極度超載，路面損壞嚴(yán)重，尤其在道路轉(zhuǎn)彎處和下坡處車轍較為嚴(yán)重，根據(jù)路面損壞情況,采用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨,大小坑槽共計(jì)2 000多平方米,采用AM-30的石料冬季瀝青液用量為3.8%，經(jīng)拌和場(chǎng)拌和均勻后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪均勻，采用12 t～15 t的壓路機(jī)碾壓，即可開(kāi)放交通。

8 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多年大量的低溫拌和試驗(yàn)和瀝青路面坑槽修補(bǔ)實(shí)踐及對(duì)歷年在冬季修補(bǔ)的瀝青路面坑槽的質(zhì)量檢查，證明SBS冬季瀝青修補(bǔ)液低溫拌和試驗(yàn)方法是可行的，科學(xué)的。簡(jiǎn)便快捷的試驗(yàn)方法，能夠真實(shí)反映經(jīng)該試驗(yàn)方法檢驗(yàn)的冬季瀝青修補(bǔ)液在寒冷的季節(jié)用于瀝青路面坑槽的修補(bǔ)，并取得較好的修補(bǔ)效果。

[1] JT/T 530—2004，修補(bǔ)瀝青路面坑槽冷拌SBS瀝青液[S].

[2] 劉尚樂(lè).聚合物瀝青及其建筑防水材料[M].北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2003.

[3] 波波夫.冷鋪瀝青混凝土及黑色碎石路面[M].交通部公路設(shè)計(jì)院，譯.北京：人民交通出版社，1960.

[4] JTJ 032—94，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

On low-temperature mixing test methods for SBS winter asphalt repair solution

Chen Wenxia

(ShanxiTangjinScienceandTechnologyCo.,Ltd,JinzhongBranch,ShanxiRoadBureau,Jinzhong030600,China)

The paper introduces the temperature, equipment, steps and construction equipment for the low-temperature mixing performance test of SBS winter asphalt mixing solution, proves the test by the repair of the asphalt roadbed grooves, points out the test method is scientific and feasible, and lists it into the SBS asphalt solution communication standard of JT/T 530—2004AsphaltRoadbedGrooveCoolMixingRepairMaterials.

SBS winter asphalt repair solution, low-temperature mixing property, test method

1009-6825(2016)27-0111-03

2016-07-15

陳文霞(1966- ),女,工程師

TU535

A