温拌沥青技术在高速公路路面施工中的应用

发表时间:2021/7/27   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:佟彦
[导读] 摘要:目前,热拌沥青混合料在国内外应用广泛,温拌沥青混合料近几年在国内逐渐兴起。
        云南省建设投资控股集团有限公司  云南省昆明市  650000
        摘要:目前,热拌沥青混合料在国内外应用广泛,温拌沥青混合料近几年在国内逐渐兴起。温拌沥青混合料拌和温度通常比传统热拌沥青混合料低20~30℃。生产温拌沥青混合料的技术有有机降黏剂温拌技术、泡沫沥青温拌技术等,很难评估不同温拌技术的利弊。本文主要采用有机降黏剂温拌技术,降低生产能耗、节能减排和延长施工季节是主要课题。
        关键词:温拌沥青技术;高速公路;路面施工
        引言
        温拌沥青技术是指在沥青混合料拌和前,根据试验数据,在沥青中加入一定比例的温拌剂,温拌剂可降低沥青粘度和高温稳定性,提高沥青的抗老化性,提升公路的使用寿命。该技术具备节能减排、绿色环保、提高沥青混合料和易性、提高路面压实度、减少沥青老化、延长施工季节等特点,具有重要的现实意义和工程价值。
        1温拌沥青路面技术的工艺原理
        为了更好地应用温拌沥青路面技术,首先要明确温拌沥青路面技术的工艺原理。本文采用的是有机降黏剂温拌技术,其核心是添加一种熔点为100℃,温度超过115℃时完全溶解于沥青中,具有乳化、抗剥离、降粘等多种性能的化学添加剂,达到显著降低沥青混合料的生产和施工温度的效果。其主要技术指标应满足表1-1要求:
        表1-1  温拌剂技术指标要求
       
        2工程概述
        本施工项目为隧道路面SMA-13上面层,长度200米,位于云南省西北部,是国家高速公路网重要组成部分。受季节性气候影响,所处地理位置冬雨季较为分明,雨季降雨较为集中,冬季降温较大,最低温度达零下20余摄氏度,除去冬雨季影响,真正能施工的时间不足5个月,由于工期紧,任务重,给施工管理带来了严峻考验。
        经对比,采用传统热拌沥青混合料,其拌和、摊铺及碾压过程都需在较高温度下(135~170C)进行,不仅消耗大量的能源,排放出大量的废气和粉尘,而且受温度、季节等因素限制。相对于热拌沥青混合料,温拌沥青技术可将拌和温度降至140℃左右,具有节约能源、保护环境、延长施工季节、降低沥青老化程度等优点。由于施工时正处于一二季度交替,气温不能达到正常施工标准,因此该路面施工决定采用温拌沥青技术。
        3温拌沥青技术施工应用
        3.1施工主要材料
        (1)沥青:采用90号A级道路石油沥青改制的SBS改性沥青;合格的90号A级道路石油沥青进入基质沥青存储罐后,通过改性设备剪切、研磨添加改性剂、稳定剂制作成改性沥青;
        (2)粗、细集料:某采石场生产的玄武岩碎石和石灰岩机制砂;
        (3)矿粉:某石料厂石灰岩加工生产矿粉,外观干燥洁净、无团粒;
        (4)温拌剂:一种名为EC-120的合成直链脂肪族碳氢混合物,熔点为100℃,温度超过115℃时完全溶解于沥青中。在施工前加入改性沥青中溶解,添加比例为沥青重量3.5%。
        (5)阻燃剂:采用有机卤素和无机化合物。掺量沥青重量的8%,用吹风机和集料同时进入拌缸干拌5~10S。
        (6)木质纤维:絮状木质纤维素。纤维存放在室内,运输及使用过程中防止受潮、结团。纤维稳定剂掺量为沥青混合料总量的0.3%;
        (7)抗剥落剂:性能优良、稳定、持久且施工易于操作,保证沥青与集料的粘结力,提高抗水损害能力,增加沥青与集料间粘结力。拌合前2小时加入改性沥青中,掺量为沥青质量的0.4%。
        3.2施工准备
        对沥青、集料、矿粉、温拌剂等材料分别进行取样试验,检验结果符合设计规范要求,对用于施工的拌和、摊铺、碾压设备及运输车辆等进行全面的检查调试,使其保持良好的工作状态。对沥青中面层施工质量进行全面检测及清扫,检测指标满足设计和规范要求。
        施工前,由项目总工程师牵头负责技术方面的重点和难点,对参加施工的人员进行详细的技术交底,质检工程师对整体的施工质量进行控制,质检员实行全过程监督,试验人员进行全过程试验检测,路面工程师和现场技术员以及测量人员对高程、平面位置和技术进行全方位控制,保证施工的全过程处在监控之下。
        3.3温拌沥青混合料拌合
        使用自控间歇式沥青混凝土拌和机拌制混合料。将拌和设备调试到最佳状态,对全部计量系统进行检查,多次调试各进料仓的进料量,从热料仓取料筛分结果符合生产配合比(表1-2)曲线,并调整到级配曲线的最佳状态,做到配料准确。所有集料满足配合比要求时,放集料至拌缸内,通过添加剂入口管道加入阻燃剂、木质纤维、抗剥落剂,进行干拌约10S。然后按配合比加入矿粉,最后喷入热改性沥青进行湿拌45S。拌合过程中全程观察拌缸内的温度变化是否正常,拌合温度控制在145℃至160℃。沥青混合料的拌制时间以混合料拌合均匀,所有矿料颗粒充分烘干,全部裹覆沥青结合料为准,并经试拌确定,使拌和的沥青混合料均匀一致,无花白料,无结团成块或严重的粗细集料分离现象。
        表1-2  生产配合比
       
        3.4运输摊铺
        沥青混合料拌和完毕后,施工人员及时检查和控制沥青混合料的出厂温度。运输时用蓬布加以覆盖,以防止热量损失,保证混合料摊铺温度不低于135℃。运料车向摊铺机倒料时由专人指挥、协调;混合料摊铺碾压施工前,对摊铺机上的熨平板进行预加热,摊铺前应结合相关施工规范调试好摊铺机,以提高混合料的均匀性,减少混合料在施工过程中离析和裂缝问题的出现。
        3.4碾压成型
        混合料摊铺施工完毕后即可进行碾压施工,先采用双钢轮压路机静压2遍,再用双钢轮压路机振压5遍,最后采用双钢轮压路机,静压至无轮迹,在碾压过程中全面检查碾压质量。在整个碾压施工过程中,压路机的碾压速度和方向应保持稳定,先后均匀地完成路面的初压、复压以及终压等过程。
        4施工质量指标检测
        经检测,厚度(41mm>40mm)、压实度(98.2%>98%)、平整度(0.95mm<1.2mm)、渗水系数(43ml/min<120ml/min)、构造深度(1.6㎜>0.8mm)等各项指标均满足设计及规范要求。
        5施工温度控制
        实测12车数据,得出温拌沥青出厂温度较传统热拌沥青混合料降低28.5℃,摊铺温度较传统沥青混合料降低28.3℃。详见表1-3
        表1-3 施工温度对比表
       
        6结语
        通过对比,在高速公路沥青面层施工中引入温拌沥青技术,可降低混合料拌合温度20-30℃,可在较冷天气时施工,同时节能减排,具有较强的针对性和适用性。该技术具备节能减排、绿色环保、提高沥青混合料和易性、提高路面压实度、减少沥青老化、延长施工季节等特点,具有重要的现实意义和工程价值。
        参考文献:
        [1]杨小龙.温拌沥青混凝土施工技术在公路工程中的应用[J].交通世界,2019(34):58-59.
        [2]李永鳞,陈雄飞,缪幸龙,等.温拌沥青混凝土路用性能研究及应用[J].中外公路,2018,38(6):298-300.
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