王先麗
(山西運(yùn)城路橋有限責(zé)任公司,山西運(yùn)城 044000)
當(dāng)前在我國(guó)公路工程中,瀝青路面的應(yīng)用越來越多。但是在建成投入運(yùn)營(yíng)之后便不斷遭受著外在因素的綜合作用,路面病害時(shí)有發(fā)生,使得瀝青路面的使用性能急劇下降,危及行車安全。本文為此探討了瀝青混合料在路面中的優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。
瀝青溫拌廠拌混合料與傳統(tǒng)的熱瀝青混合料相比,能有效節(jié)省燃油約20%,具有明顯的節(jié)能效果,碳氧化合物排放濃度和排放速率分別減少36.5%和26.4%,瀝青煙排放濃度和排放速率分別減少54%和45.1%;瀝青再生工藝技術(shù)通過對(duì)銑刨料重新利用,每1 000 t舊瀝青材料可直接節(jié)省工程費(fèi)用4萬元~4.5萬元,節(jié)約幅度達(dá)15%~17%。比如在河南省濮陽市濮范高速連接線大修工程,大量采用瀝青再生工藝,對(duì)二灰碎石基層、瀝青混凝土面層材料全部再生利用,原二灰碎石基層采用水泥就地冷再生工藝,瀝青混凝土下面層采用了廠拌溫拌熱再生工藝。
傳統(tǒng)的瀝青混合料一般采用熱拌熱鋪施工,溫拌瀝青混合料與其相比,具有施工溫度低,耐久性好,且強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)符合規(guī)范要求,綜合使用性能優(yōu)異的特點(diǎn),同時(shí)能有效延長(zhǎng)施工季節(jié),0℃以上溫度條件下都可以進(jìn)行瀝青混合料攤鋪,非常符合本地區(qū)多數(shù)公路當(dāng)前的施工條件。除了更好地契合本地區(qū)氣候條件,溫拌瀝青混合料還有以下優(yōu)勢(shì):溫拌瀝青混合料施工溫度低,有效避免了熱拌瀝青混合料施工中經(jīng)常發(fā)生的瀝青老化現(xiàn)象;溫拌瀝青混合料施工對(duì)碾壓溫度要求較低,間接延長(zhǎng)了碾壓時(shí)間,有利于保證壓實(shí)質(zhì)量;溫拌瀝青混合料施工可以有效減少煙塵排放,降低了對(duì)環(huán)境的污染。
河南省濮陽市濮范高速連接線是濮范高速公路向東延伸的組成部分,是濮陽市連接山東省的一條重要出口,也是濮陽市內(nèi)區(qū)域交通骨架,它的建設(shè)完成對(duì)于本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市形象具有十分重要的意義。
本工程的瀝青拌合設(shè)備采用的拌合樓為間歇式拌合機(jī),為MARIN14000型。與熱拌瀝青混合料相比,加熱溫度適當(dāng)降低,其中瀝青加熱溫度為155℃ ~165℃,集料加熱溫度比瀝青加熱溫度低10℃左右,瀝青混合料出料溫度不低于135℃,運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)溫度下降不大于10℃,初壓溫度不低于125℃,混合料存儲(chǔ)溫度不低于90℃。
排氣口的設(shè)置高度稍大于混合料拌合區(qū)高度,以便氣體順利排出;溫拌劑在瀝青噴灑后延時(shí)4 s左右噴入,噴灑面要覆蓋瀝青混合料,在施工過程中,選擇溫拌劑自動(dòng)添加裝置,現(xiàn)場(chǎng)采用專用配套設(shè)備進(jìn)行噴灑,施工效果良好。
拌合次序?yàn)?集料→瀝青→溫拌劑→礦粉。各料拌合時(shí)間為2 s~3 s,加料完成后濕拌30 s,直至拌合均勻,無花白料,拌合溫度為140℃~160℃,混合料的出料溫度以不低于135℃為宜。
1)運(yùn)輸前,要根據(jù)拌合站和攤鋪現(xiàn)場(chǎng)的距離,計(jì)算運(yùn)輸車輛的數(shù)量,保證攤鋪機(jī)前有5輛運(yùn)輸車供料待鋪;2)為防止混合料的離析,應(yīng)多次挪動(dòng)汽車位置,平衡裝料;3)運(yùn)輸車輛在拌合站裝料前和到達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后,均應(yīng)設(shè)專人檢測(cè)混合料的溫度,保證混合料溫度符合施工要求;4)運(yùn)輸車輛在攤鋪現(xiàn)場(chǎng)要?jiǎng)蛩傩旭?,禁止打急彎、死彎,靠近攤鋪機(jī)時(shí),要注意不要撞擊到攤鋪設(shè)備;5)攤鋪過程中要加強(qiáng)前、后場(chǎng)聯(lián)系,根據(jù)出料情況控制攤鋪速度,盡量避免變換速率和中途停頓。
本施工工藝與熱拌瀝青混合料相比,所檢測(cè)壓實(shí)度、滲水系數(shù)、馬歇爾穩(wěn)定度、流值等各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。采用該工藝后,施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)保效果明顯改善,各類有害氣體排放量都大幅度降低;每噸溫拌瀝青混合料相比熱拌瀝青混合料節(jié)約燃油1.2 kg以上,有效節(jié)省燃油約20%,極大提高了工程經(jīng)濟(jì)效益。
由于瀝青混合料是粘彈塑性材料,高溫下瀝青混凝土強(qiáng)度不足以抵抗重荷載的反復(fù)作用,車輪下的部分瀝青混合料就會(huì)產(chǎn)生變形并逐漸被壓到兩側(cè),不斷鼓起后形成較大的永久變形,產(chǎn)生車轍。導(dǎo)致很多經(jīng)高溫暴曬與車輛碾壓后的瀝青路面起起伏伏,影響行車安全。采用納米復(fù)合材料技術(shù)研發(fā)的高性能瀝青混合料改性劑,在瀝青混合料拌合、施工過程中,會(huì)受高溫作用而軟化,經(jīng)碾壓后能根據(jù)混合料間隙形狀成型,并填充到混合料空隙中,限制石料顆粒間的相對(duì)滑動(dòng),增加嵌擠力。同時(shí)改性劑與瀝青膠漿纏繞在一起,形成一個(gè)立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將石料顆粒牢牢限制在網(wǎng)格內(nèi),提高瀝青混合料的強(qiáng)度。此外,還能有效預(yù)防和解決水損害等常見路面病害,部分性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。
瀝青再生工藝可對(duì)二灰碎石基層、瀝青混凝土面層材料全部再生利用,原二灰碎石基層采用水泥就地冷再生工藝,瀝青混凝土下面層采用了廠拌溫拌熱再生工藝。該技術(shù)通過對(duì)銑刨料重新利用,每1 000 t舊瀝青材料可直接節(jié)省工程費(fèi)用4萬元~4.5萬元,節(jié)約幅度達(dá)15%~17%;碳氧化合物排放濃度和排放速率分別減少36.5%和26.4%,瀝青煙排放濃度和排放速率分別減少54%和45.1%。同時(shí)有企業(yè)利用廢舊輪胎和廢塑料開發(fā)出了更耐久的瀝青混合料,這種含有聚合物廢料的混合料比傳統(tǒng)混合料更不易變形,當(dāng)路線縱坡較大或路面出現(xiàn)裂縫時(shí)這種混合料的表現(xiàn)要好得多,特別是遇到高溫和交通堵塞時(shí),這種混合料可以經(jīng)受住更大的交通載荷,提高路面的結(jié)構(gòu)能力。
瀝青混合料在路面中的優(yōu)化設(shè)計(jì)與施工目的就是加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理,對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的施工質(zhì)量控制,長(zhǎng)期保證路面質(zhì)量,保障行車安全。我單位承建的河南省濮陽市濮范高速連接線大修工程,采用溫拌瀝青混合料及瀝青再生工藝實(shí)踐證明,使用了該施工方法,保證了工程質(zhì)量,降低了工程成本,達(dá)到了預(yù)期的效果。
[1] 吉林省山區(qū)公路建設(shè)局,長(zhǎng)安大學(xué).季凍區(qū)瀝青混凝土路面施工離析控制技術(shù)研究[R].2009:115-116.
[2] 許 云.瀝青混合料中摻入不同抗剝落劑性能的研究[J].中外公路,2009(5):41-42.
[3] 周衛(wèi)峰,張秀麗.基于瀝青與集料界面粘附性的抗剝落劑的開發(fā)[J].長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005(2):79-80.
[4] 王 茵,胡昌斌.高速公路瀝青路面使用性能綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].沈陽建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011,10(4):264-269.
[5] 宋秀蓮,宋金華,王立新,等.瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)的探討與改進(jìn)[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2009(1):10-12.
[6] 何 波.瀝青路面裂縫和坑槽破損機(jī)理與修補(bǔ)技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2006:85-100.
[7] 陳華鑫.SBS改性瀝青路用性能與機(jī)理研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2006.
[8] 王 濤,才洪美.SBS改性瀝青機(jī)理研究[J].石油瀝青,2008(6):13-15.
[9] 張 鎮(zhèn),劉黎萍,湯 文.Evotherm溫拌瀝青混合料性能研究[J].建筑材料學(xué)報(bào),2009(4):37-38.