浅谈温拌沥青在隧道施工中的应用

发表时间:2021/8/24   来源:《工程管理前沿》2021年4月10期   作者:林秀石
[导读] 在长隧道的沥青施工时因为隧道中温度较低,空气流动较慢,空间相对封闭,如果采用公路常用的热拌沥青混合料不仅烟尘排放问题难以解决而且会导致施工人员高温中暑、尾气废气中毒,摊铺机“开锅”停机等问题。
        林秀石
        泰顺县发展和改革局,浙江 温州 325000
        摘要:在长隧道的沥青施工时因为隧道中温度较低,空气流动较慢,空间相对封闭,如果采用公路常用的热拌沥青混合料不仅烟尘排放问题难以解决而且会导致施工人员高温中暑、尾气废气中毒,摊铺机“开锅”停机等问题。此外不连续的沥青混合料摊铺、碾压施工很大程度上影响了路面的压实度和平整度等各种性能。因此,针对长隧道的施工我们可采用温拌沥青技术的。无烟尘的温拌技术既可以提高混合料的压实性能,又能显著降低沥青混合料有害气体的排放,为施工人员创造良好的工作环境,同时可使拌和、施工温度降低30℃左右,且其使用性能不下降。
关键词:隧道工程;沥青路面;温拌施工

        1. 温拌沥青隧道施工操作要点
        1.1 对现有拌和设备的改造和调整
        因为温拌沥青的拌合与热拌沥青稍有不同,因此我们需要在原拌和站基础上添加小型设备,包括温拌剂存储罐、输送管道、泵、自动控制系统等相关配套小型设备。
        1.2温拌混合料的施工温度
 
        拌和站的温度控制点主要是通过红外温度传感器监控。摊铺现场温度控制方法主要是用插入式温度计逐车检测受料前的混合料温度,用红外温度枪跟踪检测摊铺、压实面的表面温度
        1.3拌和
        为了降低集料中水分对混合料的水损坏性,尽可能减少集料的含水量,使用改进后的烘干滚筒对集料进行加热、干燥,使集料的含水量达到相关的要求。添加剂注入方式、方向、时机的选择也非常重要,注入方式和方向要适应沥青的注入方式和方向,确保添加剂投放方向与范围和沥青基本重叠,添加剂注入时机相对于沥青适当延后。沥青和添加剂应按比例同步喷入拌和缸内,干拌时间应尽可能短,以不超3秒为限。同时控制添加剂PH值、胺值及固含量在规定范围内,温拌添加剂与沥青比例控制在4.5%-7%范围内。
        1.4 运输
        雨雾天气,卸载混合料的时候,要确保帆布上的雨水不流入沥青混合料中。尽管温拌沥青混合料的降温速度相对较慢,可以延伸拌和厂的工作覆盖半径,但仍然要注意对混合料采取保温措施,保证混合料在摊铺和压实时具有良好的施工和易性。清除车箱里所有的污染杂物,并在车箱内表面涂一层薄薄、均匀的非石油基隔离润滑剂。禁止使用柴油等石油衍生物做润滑剂,以免污染沥青混合料或改变温拌沥青混合料的性质。
        1.5 摊铺
        按照所使用的温拌技术资料,通过马歇尔变温变击实次数试验,并结合粘温曲线确定温拌沥青混合料的摊铺温度范围。采用两台以上摊铺机,以合理铺筑宽度,成梯队方式同步摊铺,纵向接缝之间应有一定的搭接宽度。摊铺速度控制在每分钟1.0~3.0m左右,并采用超声波非接触式自动平衡梁装置。双机联铺的后机位摊铺机在交缝区一侧安装非接触式传感器,以便使双机的交缝区标高顺接准确。摊铺过程中要检测和保持摊铺机自动找平装置传感器的灵敏性,随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡坡度。摊铺温拌沥青混合料时,摊铺机应根据拌和机产量、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定一个均匀的摊铺速度。整个摊铺过程要保持连续、稳定,避免或最小化停顿-开始等操作。并且定期检查摊铺厚度,当厚度出现问题时要及时反映,并通过手动调整自动调平装置,同时摊铺机应保证恒定的速度,防止因摊铺速度的改变而引起熨平板上受力发生显著变化,从而使摊铺厚度发生变化。在隧道中摊铺时,要将摊铺机调整到合适的摊铺宽度,同时避免运料车卸料时完全顶起碰触隧道拱顶。
        1.6 碾压
        (1)为了获得良好的压实效果,应当在所使用温拌技术规定的最低压实温度以上,有效地组织使用压路机进行碾压。选择一定台数、合理吨位的压实机具,以最佳组合的碾压方式,使车道整个横断面上的点都获得相同的压实功,尽可能增加有效压实时间。
        (2)压实过程遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,应严格控制压实温度。要维持恒定的速度。初始碾压时,压路机要紧跟在摊铺机后面,在钢轮表面涂抹一层植物油或其他经过允许的清洁剂,避免压路机钢轮粘附温拌沥青混合料,并严格控制初压时钢轮的喷水量。复压使用胶轮压路机揉搓碾压,提高密水性。终压使用双钢轮压路机,以消除压路机的痕迹,获得最大标准密度或推荐的实验室密度。各阶段压实应保持连续、紧密,并在最低压实温度以上。适当增加碾压功以减少混合料空隙率对温拌沥青混合料同样有效。
        (3)碾压过程中要避免欠压和漏压造成的压实度不足以防止路面渗漏而产生水损害影响路面的耐久性。同时也要避免过碾压,以防止压裂或孔隙率过小,路面投入使用后失稳。混合料完成摊铺后立即进行宽度、厚度、平整度、坡度及温度检查,对不合格之处进行调整。压实分初压、复压、终压,压路机碾压的速度应符合规范要求。

        2.  温拌沥青与热拌沥青相比其可产生的效益
        2.1 社会效益
        传统的热拌沥青混和料拌和楼出料温度在150-180°C,生产和摊铺时的环境污染严重,能耗高,并且高温下会导致沥青老化,影响路面的路用性能。然而,温拌技术的拌合温度可以降低30-50°C,现场的摊铺温度控制在100-120°C,大量减少烟气和热量的排放,同时混合料的性能达到甚至超过传统的热拌沥青混合料。因此,温拌技术在降耗、减排、操作性、路面再生方面的发展,对于交通基础设施可持续发展和和谐发展,具有战略意义。
        2.2经济效益
        2.2.1延长施工季节至少2个月,减少长隧道通风设备
        如果采用温拌沥青技术,至少可以延长施工季节2个月。这样带来的经济收益远远超过温拌添加剂成本;另外,对于长隧道沥青路面摊铺,如采用热拌沥青混合料摊铺,以往施工都要配备通风设备,如果采用了温拌沥青混合料,隧道内部施工时不会产生烟雾,不需要通风设备。

        2.2.2节约路面的养护成本
        路面的病害主要是由于沥青混和料的压实度不够而导致路面水损坏,直至整个路面破损,而混合料远距离运输、低温下施工是其中的重要原因;温拌技术由于对温度相对不敏感,同时在较低工作温度下的压实效果很好,使其抗水损害性能高于热拌混合料,同时也提高了路面抗车辙的能力。综合以上原因,温拌技术能够延长路面使用寿命,增加了道路养护周期,从而使得道路养护综合成本减低。
        2.3 环保效益
        在施工中采用温拌技术,可以明显降低混合料生产过程中的有害气体排放,特别是温室气体的排放,有益于空气质量的提高;温拌沥青较热拌沥青生产,可减少二氧化碳CO2等温室气体排放50%以上,减少沥青烟排放90%以上。此外由于在沥青混合料的生产和施工过程中产生的沥青烟中含有大量的苯可溶物和苯比芘,对人身体产生严重危害的高致癌物,温拌技术的应用可将其危害减少到最低。此外,拌和温度的下降,沥青混合料在拌和到现场压实的整个过程中产生沥青烟雾粉尘污染均会明显减少。在摊铺过程中,基本可以实现无烟尘作业。工人劳动条件显著改善,沥青路面对工人健康损害减轻;同时,混合料拌和沥青路面作业对道路沿线居民的生理影响也显著减少。
        结语
        温拌沥青的施工不仅可以节省大量的原材料,创造更高的经济效益,还可以减少环境污染。此外温拌沥青不仅仅适用于长隧道施工,例如对于市区及人口密集地区,由于交通及环境污染等问题往往需要夜间施工,凌晨又必须开放交通。温拌沥青混合料比热拌沥青混合料,具有明显的也间施工工作性和更短的开放交通间隔和更长的有效压实时间,同时有利于提高城市道路罩面夜间施工质量。因此温拌沥青的发展顺应了社会绿色及环保发展的大趋势,对于温拌沥青在各等级公路中的使用日后必将成为重点。

        参考文献
        [1]张学政.沥青路面施工技术应用分析[J].西部交通科技,2016(9):11-13,50.
        [2]王峰娟.公路工程沥青路面施工技术与质量控制策略[J].交通标准化,2014(8):39-41.
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