中铁十局集团第七工程有限公司 陕西省西安市 710065
摘要：近年来，随着国家基础设施建设投资的增加，中国公路建设经历了跨境发展。随着高速公路的迅速发展，沥青道路被广泛使用。根据一些数据，中国修建的高速公路有90%以上是沥青路面。热混合沥青在我国公路建设中广泛应用。这种方法不仅消耗大量能源，而且在生产建设过程中排放大量废气和灰尘，不利于环境保护和节能。热沥青混合料技术不仅可以节省能源和减少二氧化碳排放，而且可以减少沥青在施工过程中的老化，延长沥青路面的寿命。因此，在室温下深入研究混合料沥青混合料非常重要。
关键词：温拌；沥青混凝土；应用研究；性能探讨；分析；
前言
目前，道路建设中的沥青路面主要采用传统的热拌沥青混合料（HMA），热拌沥青混合料要求石料加热的温度达到150~180℃，摊铺和碾压温度不低于120℃，这样不仅要消耗大量的能源，而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气及粉尘，严重影响周围环境质量和施工人员的身体健康。如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的环境污染重、能耗大、沥青老化等缺陷，降低环境因素影响，延长沥青路面施工时间等问题一直是道路工程技术人员亟需解决的重大问题。由此温拌沥青混合料（WMA）技术应运而生，成为国内外道路工程技术人员研究的热点。
一、原料准备与选择
1.试验材料选择
选用70#道路石油沥青及SBR改性沥青，改性沥青掺加量为3%，粗、细集料选用玄武岩。矿粉采用石灰岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到。根据普通基质沥青的黏温特性，确定基质沥青混合料的拌和温度为160℃，压实温度为150℃。SG温拌改性剂由A、B两个组分构成，其中A组分具有降低沥青混合料拌和及施工温度的功效，掺入到基质沥青中搅拌制成改性沥青；B组分具有改善沥青混合料高温性能的功效，与集料一起投放拌和。A组分推荐用量为沥青质量的2%～3%，B组分推荐用量为混合料质量的0.2%～0.4%，此次试验采用沥青质量3%的A组分与沥青混合料质量0～0.3%的B组分作为试验用量进行研究。
2.级配设计与最佳油石比
经室内级配比选试验，确定SMA—13、AC—13、AC一20、Sup—20共4种级配设计如表1所示。SMA-13、AC—13、AC—20采用马歇尔试验获得其最佳油石比分别为∶5.9%、4.8%、4%，Sup—20采用旋转压实试验确定其最佳沥青用量为3.87%，即油石比为4%。
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3.确定拌和与压实温度
根据已有的确定温拌改性剂拌和温度的经验，选用基于"等体积原则"的方法确定SG温拌改性沥青混合料的拌和温度，即以拌和温度为变量，以混合料空隙率为控制指标来确定拌和温度。试验级配选用以旋转压实成型的Sup-20沥青混合料，试验结果如图1所示。以4%空隙率为控制指标，根据图1所得回归方程，计算得最佳拌和温度为141.1℃。在实际操作过程中，压实温度平均比拌和温度低5℃，故综上，取SG温拌改性沥青混合料的拌和温度为140℃，压实温度135℃。SG温拌改性沥青混合料拌和温度较热拌沥青混合料降低20℃左右。
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二、混合料路用性能试验
1.水稳定性试验
浸水马歇尔试验。从4种级配类型温拌改性沥青混合料浸水马歇尔试验结果可知∶4种级配类型改性沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度均满足现行规范（下同）要求（≥85%）。真空饱水冻融循环劈裂强度试验。从4种级配类型温拌改性沥青混合料真空饱水冻融循环劈裂强度试验结果可知∶4种级配类型温拌改性沥青混合料的冻融劈裂强度比均满足规范要求（≥80%）。
2.高温性能试验
60℃车辙试验指标。
由4种级配类型温拌改性沥青混合料60℃车辙试验及与热拌基质沥青混合料对比结果可知∶在SG温拌改性剂两组分共同作用下，沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料得到明显提升，且均大于规范要求（≥2800次/mm）。温拌剂B组分不同掺量下的动稳定度。选取Sup一20作为试验级配，掺入不同掺量的SG温拌剂B组分（0%、0.1%、0.2%、0.3%），沥青均取用掺有3%A组分的改性沥青进行温拌，车辙试验结果可知∶掺入0.1%、0.2%、0.3%B组分后沥青混合料动稳定度分别提高了0.96、2.24、6.28倍，掺量从0.2%提升至0.3%时，动稳定度提升幅度最大。
3.低温性能试验（小梁弯曲试验）
由4种级配类型温拌改性沥青混合料小梁弯曲试验结果见可知∶加入SG温拌改性剂后各级配沥青混合料的弯拉强度、极限应变均较高，极限应变均大于规范规定的2800μe的指标要求。
4.养护工程沥青路面结构层选用
根据4种级配类型温拌改性沥青混合料路用性能试验结果∶可作为高速公路沥青路面中下面层的改性温拌沥青混凝土Sup—20水稳定性（浸水马歇尔试验、冻融循环劈裂强度试验）指标，与改性温拌沥青混凝土AC—20相当或稍低，但满足规范要求；从混合料高温稳定性试验（60℃车辙试验）指标来看，改性温拌沥青混凝土Sup—20明显高于改性温拌沥青混凝土AC—20（平均DS达11839次/mm），抗车辙能力优越；从混合料低温稳定性试验（小梁弯曲试验）指标（极限应变）来看，改性温拌沥青混凝土Sup—20与改性温拌沥青混凝土AC—20相当。因此根据苏南地区夏季高温温度高、时间长的特点，选用改性温拌沥青混凝土Sup—20作为高速公路沥青路面中、下面层较为合适。可作为高速公路沥青路面上面层的改性温拌沥青混凝土SMA—13与改性温拌沥青混凝土AC一13相比∶水稳定性（浸水马歇尔试验、冻融循环劈裂强度试验）指标AC-13较高；60℃车辙试验指标同样为AC—13较高；低温稳定性试验（小梁弯曲试验）指标（极限应变）AC—13稍低。
三、温拌沥青混合料的实例应用
1.试验路段施工工艺及检测结果
在室内试验结果的基础上，进行某高速公路的某一段隧道双洞上下面层的铺筑，上面层为温拌PRAC-16混合料，下面层为温拌PRAC-20混合料。以验证其施工性能和路用性能，该公路车流量大，重车多，属重交通道路。施工时间∶2017年9月底，白天及晚上施工，气温及风力∶10℃～18℃，属常温施工，微风，沥青∶中石化供应温拌沥青，沥青为A级70号道路石油沥青，级配∶下面层AC-20，及上面层AC-16。试验路段的摊铺和初压温度如表所示。
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2.交通部公路科学研究院提供了两种碾压工艺，如下表所示，通过他们的试验，旨在对比确定适用于温拌沥青混合料的合理压实工艺，最终得出温拌沥青混合料第一种压实方案能达到热拌混合料的压实性能要求。通过交通部公路科学研究院的现场渗水系数，压实度试验结果如下表所示，发现第一种压实工艺可以满足设计要求，采用胶轮压路机搓揉碾压，压实效果较为良好，这也证明温拌沥青混合料进行搓揉碾压是提高压实度的关键。
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从下表可以看出，由交通部提出的压实方案在改高速某一段隧道内证实是可行的。从渗水系数，压实度方面来看都达到了设计要求，构造深度及摆值和热拌混合料区别不大。从现场来看，施工环境得到很好的改善，隧道内现场基本上看不到冒青烟的现象。
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结束语
综上所述，在需要添加SG温拌剂的前提下，四种室温改性沥青混合料（SMA-13、AC-13、AC-20和Sup-20）的混合温度比包装机低约20℃。道路性能试验表明，水的稳定性、高温性能和低温性能符合法规要求；SG b填料含量在0.2%至0.3%之间时，温度混合沥青混凝土鸟类学试验的动态稳定性指标迅速提高，这意味着可变温度混合沥青混凝土的高温性能随着温度填料含量在推荐剂量范围内的增加而提高。根据这些试验的结果，对可用作低温沥青混凝土的道路性能试验指标进行了比较分析，最低层为SUP-20，最低层为AC-20。SMA-13改性沥青混凝土和AC-13改性沥青混凝土可用作高速公路沥青路面顶层的路面性能试验指标对比分析，为确定沥青混凝土养护工程的选择和结构等级提供了参考。
参考文献：
[1]王楓成，南雪峰.泡沫温拌沥青混合料路用性能研究[J].公路，2015（4）.
[2]庞立果.温拌沥青混合料评价□].中外公路，2013（4）.
[3]侯曙光.温拌及热拌沥青混合料降温特性分析[J].公路，2011（10）.
[4]李伟.两类温拌剂SBS沥青混合料路用性能研究[J]•中外公路.2016（2）.