許馨戈
(西藏山南地區(qū)公路建設項目管理中心 西藏自治區(qū)山南地區(qū) 856000)
就地拌和的冷瀝青混合料施工工藝
許馨戈
(西藏山南地區(qū)公路建設項目管理中心 西藏自治區(qū)山南地區(qū) 856000)
為了對就地拌和冷瀝青混合料的施工工藝進行深入地分析,本文采用文獻資料法和描述性研究法,以冷瀝青混合料為研究對象,深入地探討了在冷瀝青混合料就地拌合的過程中選擇原材料、確定材料具體用量與實施拌和制作等施工工藝,以期為工程建設的施工人員們提供冷瀝青混合料施工工藝方面的參考和幫助。
就地拌和;冷瀝青混合料;施工工藝
冷瀝青混合料具有適用范圍廣、經濟實惠和污染少等優(yōu)點,但也會受到氣候因素、空氣濕度、使用方式和質量控制等因素的影響。所以,在工程建設中負責瀝青混合料相關工作的施工人員應該重視就地拌和冷瀝青混合料的施工技術,正確、規(guī)范地實施就地拌和冷瀝青混合料的施工工藝。
1.1 選擇瀝青的具體方式
(1)乳化瀝青:水分子和瀝青原本是兩種相互之間不會產生任何混合的絕緣物質。乳化瀝青卻正是由含有少量乳化劑的水和粘稠瀝青相混合所制成的一種分散體系。瀝青的細微顆粒在乳化瀝青中呈現出分散的樣貌,而水分子卻呈現出連續(xù)排列的形態(tài)。乳化瀝青有著各式各樣的分類。按照乳化劑的不同可以將乳化瀝青分為陰離子型和陽離子型這兩種。按照乳化瀝青中電離子裂化速度的快慢可以將乳化瀝青分為慢裂(SS)和中裂(MS)這兩種[1]。
(2)稀釋瀝青:稀釋瀝青是通過石油類的稀釋劑或溶劑對粘稠瀝青的液化作用而產生的一種只能在低溫條件下使用的瀝青原料。一旦稀釋瀝青中的稀釋劑或溶劑因為暴露在空氣中而蒸發(fā)掉,就只會留下粘接在一起的粘稠瀝青和礦料。按照稀釋瀝青中稀釋劑或溶劑在種類和數量上的不同來進行劃分和標號,可以將稀釋瀝青分為慢凝(SC)、中凝(MC)和快凝(RC)這三種[2]。慢凝型的稀釋瀝青一般是使用蒸餾后的石油原液或輕油來作為稀釋劑或溶劑,中凝型的稀釋瀝青通常會使用煤油一類的稀釋劑或溶劑,快凝型的稀釋瀝青則多為汽油一類的稀釋劑或溶劑。
(3)選擇瀝青材料的參考標準:粘稠度是反映和體現瀝青材料粘滯性能的根本性指標。施工人員在選擇瀝青材料的時候應該依據自身多年的施工經驗來挑選出最便于操作和最易于施工,粘稠性最高的瀝青材料。氣溫是選擇瀝青材料必須要考慮到的一個重要因素。為了讓進行冷拌混合的瀝青能夠在施工現場的常溫環(huán)境下易于攪拌和加工,施工人員就應該充分考慮到各種瀝青材料的粘稠度在這種氣溫之下的變化情況。礦料的級配是影響和控制瀝青材料粘稠度的又一個關鍵因素。從施工人員多年的拌制經驗中可以總結出礦料級配和瀝青材料粘稠度之間的基本規(guī)律。開級配的礦料和密級配的礦料相比,對瀝青材料粘稠度的要求更高。但是兩種級配的礦料都應該選擇便于施工的最粘稠標號。瀝青材料的實際用量、施工現場的氣溫、當地的空氣濕度、降水量、風力以及拌和制作瀝青混合料時的溫度變化等因素都會對乳化瀝青和稀釋瀝青的粘結速度和凝結硬化程度造成一定的影響。所以在選擇瀝青材料的時候一定要綜合考慮氣候氣溫、空氣濕度、降水和風力等影響因素。
1.2 選擇礦料的具體方式
不管是天然的粉質砂土還是級配良好的機軋碎石,多種多樣的各類礦料里有很多種礦料都非常適用于拌和制作冷瀝青混合料。還有很多礦料和土壤按照一定比例混合以后,也是可以拌制冷瀝青混合料的優(yōu)質原料。在合格礦料不足或嚴重缺乏適配型礦料的情況下,施工人員應該根據施工現場地域性的實踐經驗來對適配性能較差的礦料進行試驗研究。從當地的礦料中分析比較細粒土壤、純砂或礫石等,選擇出可以應用于拌和制做冷瀝青混合料的礦質原材料。也可以選擇與混合不同地點、不同層次的不同礦料,再配上一定量的瀝青并采取相應的調配措施,從而將級配水平處于中端甚至不良的礦料投入使用[3]。
有些親水性較強的低端礦料,本身并不具有粘接性,很難附著在瀝青上面。這種礦料的表面還沒有干燥完全,濕度較大,很難和瀝青粘接在一起。僅僅通過延長拌和瀝青和礦料的時間并不能有效改善兩者不易粘接的現實情況,反而會導致瀝青原材料在拌和過程中因為揮發(fā)物體的過快損耗而質量下降,進而制作出不合格或是不符合施工標準的冷瀝青混合物。處理這種因礦質原材料表面濕度太大而無法順利粘接瀝青原材料的問題,最好的方式就是改變礦質料顆粒表面離子和瀝青顆粒表面離子之間的電荷比例。而改變二者表面電荷比例最常用的方式主要有三種:①在使用陰離子乳化瀝青或稀釋瀝青的時候可以用少量消石灰粉或瀝青抗剝落劑來進行調和,以此改善瀝青顆粒與礦料顆粒這兩者之間的粘接情況。②在沒有摻入消石灰粉、瀝青礦剝落劑或其它任何添加成分的前提下,將陽離子型的乳化瀝青作為瀝青和礦料的粘接料來改善二者的粘接狀態(tài)。③通過一定的化學手段將投入使用的乳化瀝青從陽離子型轉變?yōu)殛庪x子型,一樣能提高瀝青和礦料之間的粘接程度。然而,不管采用哪種方式來促使礦料粘接在瀝青上,都必須通過試驗的方法來確定礦質材料的詳細種類和具體用量。
乳化瀝青和稀釋瀝青混合料的具體用量沒有普遍適用于一切情況的設計方案。經驗豐富的施工人員在通常的情況下都會經過經驗公式的演算來初步擬定乳化瀝青和稀釋瀝青等瀝青材料在混合料中的基本用量,并且隨時關注拌和制作的過程,以便及時地對用量作出適當的調整。但對于經驗不多的施工人員則可以用馬歇爾實驗的套路來對乳化瀝青和稀釋瀝青的混合料進行初步的設計。在缺乏馬歇爾實驗完整設備的情況下,施工人員可以采用下面這兩個經驗公式來分別估量乳化瀝青和稀釋瀝青的具體用量。
式中:P代表著乳化瀝青材料的重量和礦料干重量所形成的比例;A指代的是礦料滯留在網格縫隙間距為2.36mm的篩上的百分比;B指的是礦料滯留在網格縫隙間距在2.36~0.075cm范圍內的篩上的百分比;而C則是指礦料滯留在網格縫隙間距為0.075cm的篩上的百分比。
式中:P代表著稀釋瀝青材料的重量和礦料干重量所形成的比例;A指代的是礦料滯留在網格縫隙間距為0.3cm的篩上的百分比;B指的是礦料滯留在網格縫隙間距在0.3~0.15cm范圍內的篩上的百分比;C指的是礦料滯留在網格縫隙間距在 0.15~ 0.075cm范圍內的篩上的百分比;而D則是指礦料滯留在網格縫隙間距為0.075cm的篩上的百分比。
冷瀝青混合料常用的拌制設備主要有輪胎式壓路機、瀝青灑布車、平地機和鋼輪。在條件允許的情況下還可以加上灑水車。首先按照前期設計的規(guī)定尺寸鋪陳出一個長條形的礦料堆,用平地機將礦料堆刮平后用瀝青灑布車在礦堆上噴灑小于等于3.5ml/m2的瀝青材料。每次噴灑瀝青材料之前都要講礦料堆砌成規(guī)定的寬度和長度,噴灑之后也要立即操縱平地機進行反復的攪拌,其它設備可以在一邊從旁協(xié)助翻攪。重復操作直到所有的瀝青材料和礦質材料全部混合和滲入,均勻有效地粘接在一起。冷瀝青混合料中專門為施工和操作的便利性提供服務的稀釋劑在充分的碾壓之后會慢慢蒸發(fā)掉,一般在鋪攤陳設與拌和制作的過程中就可以完全蒸發(fā)干凈,所以并不需要在就地拌和的后期進行風干處理。但如果是為了加快施工的進程,施工人員可以根據施工現場冷瀝青混合料硬化的具體情況而采取補充風化的相應操作。完成了拌和與風干的工作之后就是分層次壓實的收尾工作了。不過即便是成功完成了所有的施工工藝,也要注意保護剛剛投入使用的瀝青面。最好是在瀝青面上鋪灑上一層砂料,防止人為觸碰或其它物體的碰撞所帶來的損壞。
綜上所述,就地拌合冷瀝青混合料的前期要注意對瀝青材料和礦質材料這兩種原材料的選擇,在開始拌合制作之前要確定瀝青和礦料具體的用量,進而正確而規(guī)范地完成冷瀝青混合料就地拌合的施工工藝。
[1]田培.淺談溫拌瀝青混合料的施工工藝[J].市政技術,2011(03):30~31.
[2]陳躍華.Superpave混合料施工工藝分析與質量控制[J].筑路機械與施工機械化,2013(09):66~69.
[3]楊志遠,張 鵬.淺談瀝青混凝土路面的施工工藝[J].珠江水運,2012 (23):91~92.
U416.217
A
1673-0038(2015)46-0008-02
2015-10-26
許馨戈(1990-),女,河南新鄉(xiāng)人,助理工程師,本科,研究方向為公路管理。