溫拌瀝青混凝土路面施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

陜西高速集團(tuán)漢寧分公司 / 歐陽文捷

1.工程概況

國道某線K465+730～K467+500段擬按二級公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改建，路面寬10m，長1.77km，設(shè)計(jì)速度60km/h，路面結(jié)構(gòu)層采用瀝青混凝土路面。因該路段與ST鐵路存在一次上跨、一次下穿的兩次交叉，受地形所限，原路線建設(shè)時(shí)并未進(jìn)行改建，造成該段公路技術(shù)指標(biāo)低、視距差、交通事故頻發(fā)。該路段作為一處瓶頸路段，嚴(yán)重影響著國道某線安全通暢運(yùn)行，路段改建勢在必行。此次對國道某線K465+730～K467+500段的改建能徹底解決該段公路的“瓶頸”現(xiàn)狀，改善道路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，保障過往車輛及行人生命財(cái)產(chǎn)安全，有效杜絕交通事故的發(fā)生。

2.溫拌瀝青混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 技術(shù)原理

溫拌瀝青混合料拌和溫度在熱拌和冷拌瀝青混合料之間，熱拌瀝青混合料在我國公路路面工程中較為常用，但是熱拌和瀝青溫度控制難度大，溫度損失嚴(yán)重，對于拌合料拌和、運(yùn)輸及攤鋪、碾壓時(shí)間控制要求較高，同時(shí)對環(huán)境溫度有較高要求，導(dǎo)致施工時(shí)間短，熱拌和瀝青在攤鋪過程中會釋放有毒煙霧，節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)方面較差。通過將表面活性劑水溶液作為溫拌劑加入溫度高于120℃的瀝青混合料并進(jìn)行至少30min的拌和，在溫拌劑均勻分散及充分作用下，增強(qiáng)瀝青與粗細(xì)集料的粘附力，改善其和易性，并有效降低拌和溫度。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

本工程采用石化東海牌A級70號普通瀝青，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG_F40-2017）相關(guān)要求，并用濃度7%DAT濃縮液作為溫拌劑，按溫拌劑： A級70號普通瀝青=1：9的比例摻加，選用強(qiáng)度高及耐磨性能強(qiáng)的玄武巖作為細(xì)集料，粗細(xì)集料及礦粉性能指標(biāo)也都符合JTG_F40-2017要求。通過馬歇爾試驗(yàn)法進(jìn)行AC-13混合料礦料合成級配檢驗(yàn)(見表1），溫拌瀝青混合料性能參數(shù)詳見下表。在進(jìn)行溫拌瀝青混合料熱板劑添加的過程中，主要通過熱拌劑進(jìn)行SBS改性瀝青混合料拌和及碾壓過程中溫控難度及不穩(wěn)定性的控制。

表1 AC-13混合料礦料合成級配性能指標(biāo)檢驗(yàn)結(jié)果

表2 溫拌瀝青混合料溫控要求

2.3 瀝青混合料拌和及運(yùn)輸

在本施工路段瀝青拌和的同時(shí)噴入表面活性劑水溶液，使活性劑均勻附著在瀝青和水分子界面后在膠結(jié)材料內(nèi)形成水膜性結(jié)構(gòu)，即使環(huán)境溫度下降，也能通過水膜的潤滑作用抵消瀝青粘度的變化，達(dá)到溫拌的目的。

本工程瀝青拌合樓具備自動添加溫拌劑功能，在瀝青噴灑后3s添加，并保證噴灑扇面重疊于瀝青材料。單盤拌合料溫拌周期至少60s，濃縮液噴灑時(shí)間不超過14s，按常規(guī)時(shí)間干拌并按40～50s濕拌后摻加礦粉繼續(xù)拌和，直至無花白料產(chǎn)生為止。集料加熱溫度控制在140～160℃，瀝青加熱溫度低于常規(guī)30～40℃，溫拌瀝青混合料出料溫度控制在120～130℃，緊跟碾壓過程中初壓溫度控制在120℃，終壓溫度在90～100℃之間。溫拌瀝青混合料溫控具體要求詳見下表2。

本工程采用三輛運(yùn)力富足的大噸位運(yùn)輸車進(jìn)行溫拌瀝青混合料運(yùn)輸，應(yīng)保持車廂清潔，并在車廂底部噴灑隔離劑，按次序放料過程中應(yīng)多次移動車輛，嚴(yán)格控制混合料離析。運(yùn)料車輛停放于攤鋪機(jī)前15～30cm位置，卸料時(shí)保持空擋位，在攤鋪機(jī)的推動下前行。

2.4 路面攤鋪施工及碾壓

施工路段選用振幅和振頻接近的攤鋪機(jī)械兩臺，為保證攤鋪的平整度，最大程度防止混合料發(fā)生離析，應(yīng)按2～4m/min速度范圍勻速連續(xù)攤鋪，切忌隨意調(diào)整速度或停頓。為消除攤鋪縫隙，熨平板應(yīng)緊密拼接，在攤鋪施工開始前，安裝并檢查攤鋪機(jī)械自動找平系統(tǒng)，攤鋪速度、振幅、振頻、供料量及混合料攤鋪溫度范圍等參數(shù)均按照馬歇爾試驗(yàn)進(jìn)行確定。為加強(qiáng)控制下承層的穩(wěn)定性，在攤鋪前應(yīng)對熨平板進(jìn)行預(yù)熱處理，并將溫度保持在80～100℃之間，待攤鋪設(shè)備到位后將木楔墊于熨平板下方。采用無觸點(diǎn)雙平衡法測量路面攤鋪厚度并控制攤鋪平整度。

通過刮調(diào)整板輸送器供料量，使其盡可能勻速而連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并將其料槽內(nèi)的料位控制在剛淹沒分料器轉(zhuǎn)軸的高度，通過控制供料量，確保材料流量的穩(wěn)定，從而保障平整度和密實(shí)度。

溫拌瀝青混合料攤鋪結(jié)束后，對不均勻和不平整區(qū)域進(jìn)行人工調(diào)整，之后按由外側(cè)向內(nèi)側(cè)、由低向高的次序進(jìn)行碾壓。初壓、復(fù)壓和重壓分別采用輪胎壓路機(jī)、DD-130振動壓路機(jī)和CC501振動壓路機(jī)按2遍、3遍、4遍的遍數(shù)及“緊跟、慢碾、高頻、低幅”的原則碾壓，碾壓速度分別控制在1.5～2km/h、3.5～4.5 km/h和2.5～4.5km/h。對壓路機(jī)無法壓實(shí)的區(qū)域，應(yīng)通過機(jī)夯夯實(shí)混合料，并防止?jié)櫥椭?、油料等灑落于壓?shí)路面。

在本案例工程中，溫拌瀝青混合料攤鋪施工以兩臺攤鋪機(jī)梯隊(duì)形式進(jìn)行，在縱縫和平接縫處進(jìn)行熱接縫緊密黏結(jié)，兩臺攤鋪機(jī)攤鋪施工的距離控制在10～20cm，通過平接和斜接縫控制橫向施工，將懸臂樁控制在攤鋪段頂端，優(yōu)化控制中面層橫向施工縫穩(wěn)定性能。施工結(jié)束后所進(jìn)行的三次壓實(shí)度檢測結(jié)果表明，壓實(shí)度分別達(dá)到98%、97.8%和97.7%，路面滲水系數(shù)在11.7～33.1之間，摩擦系數(shù)0.5～0.6，60℃動穩(wěn)定度＞3000次/mm，構(gòu)造深度0.85mm，試件孔隙率4.3%，馬歇爾穩(wěn)定度8.1KN，凍融劈裂強(qiáng)度0.63MPa，完全符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG_F40-2017）要求。

3.結(jié)束語

作為節(jié)能環(huán)保新材料，溫拌瀝青混合料拌和和攤鋪溫度明顯降低，材料性能顯著提升， 通過摻加表面活性劑水溶液作為溫拌劑，增強(qiáng)瀝青與粗細(xì)集料的粘附力，改善其和易性，使瀝青混合料不會因拌和及壓實(shí)溫度的降低而發(fā)生膠結(jié)料老化及車轍的增加。與熱拌和瀝青相比，溫拌瀝青混合料溫度降低30～40℃，拌和過程燃油消耗量比熱拌和瀝青節(jié)省20～25%，節(jié)能效果十分顯著。在溫拌瀝青混合料攤鋪施工過程中，完全可以實(shí)現(xiàn)無煙塵作業(yè)，生態(tài)環(huán)境效益也十分明顯。此外，為保證溫拌瀝青混合料路面施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)各項(xiàng)施工環(huán)節(jié)及施工參數(shù)的嚴(yán)密控制，確保瀝青混合料在低溫下各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求。