(廣東省長大公路工程有限公司,廣東 廣州 510620)
當(dāng)前,鋪設(shè)瀝青路面大都采用熱拌瀝青混合料HMA(Hot Mix Asphalt),其制作生產(chǎn)過程中的拌和溫度為150℃~180℃。當(dāng)瀝青和集料在如此高的溫度下拌和、攤鋪、碾壓時,不僅會耗費很多燃料,還會釋放出大量CO2、廢氣和粉塵,嚴(yán)重污染空氣,危害施工人員的身體健康。
如何消除熱拌瀝青混合料污染大、耗能多等缺陷,一直是困擾道路施工人員的難題。本文以廣東廣佛肇高速LM2標(biāo)工程為依托,基于表面活性劑法的溫拌瀝青混合料,從原材料控制、混合料配合比、混合料拌和、混合料攤鋪等關(guān)鍵工序?qū)Ω咚俟窚匕铻r青路面的施工技術(shù)進行研究,總結(jié)了一套可以用溫拌瀝青混合料替代熱拌瀝青混合料的關(guān)鍵施工技術(shù)。
廣佛肇高速LM2標(biāo)路段樁號為K156+900~K157+200右幅,共300m,4.5cm上面層采用WAC-16溫拌瀝青混合料,其他結(jié)構(gòu)層為常規(guī)設(shè)計。
1.改性瀝青
選擇I-D級SBS改性瀝青,經(jīng)檢驗,其基本性能指標(biāo)可滿足本項目工程的設(shè)計及規(guī)范要求,可應(yīng)用于溫拌瀝青路面施工中。
2.EC-120改性瀝青
合成直鏈脂肪族碳?xì)浠旌衔锸荅C-120溫拌改性劑的主要成份,其熔點為100℃,當(dāng)溫度升至110℃時它會全部融化于瀝青結(jié)合料中,并生成柵格結(jié)構(gòu),使溫拌改性劑以優(yōu)良的狀態(tài)存在于瀝青結(jié)合料里,且不會發(fā)生離析現(xiàn)象。溫拌改性劑會顯著降低瀝青的高溫粘結(jié)度,因此在瀝青中摻加溫拌改性劑不僅會降低施工拌和壓實溫度,還能加大瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。由于溫拌改性劑中含有固定油類、蠟類組合成分,因而溫拌改性瀝青的抗老化性能比基質(zhì)瀝青更佳。綜上所述,EC-120溫拌改性劑不僅是降粘劑,還是增加抗車轍能力的改性劑。
1.集料篩分結(jié)果
本文根據(jù)需要,設(shè)計了粗、中、細(xì)3條WAC-16混合料級配曲線。如圖1所示。
圖1.WAC-16級配設(shè)計曲線圖
2.馬歇爾試驗
結(jié)合設(shè)計的集料級配及相關(guān)工程實際,選用溫拌改性劑含量為1%、2%、3%、4%、5%的瀝青進行馬歇爾試驗。
按照規(guī)范要求對WAC-16瀝青混合料的路用性能進行測試,試驗結(jié)果表明其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、滲水、抗滑性等,均滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
溫拌瀝青路面施工工藝總體上和普通改性瀝青路面施工工藝近似,對原材料檢驗、設(shè)備檢查、下承層準(zhǔn)備、混合料運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理、交通管制等環(huán)節(jié)的要求均可與常規(guī)成熟工藝保持一致,但在混合料的拌和和各工序中對混合料溫度的要求上有所差別,需要嚴(yán)格控制。
溫拌改性劑可以采用人工或自動投料兩種作業(yè)方式。為確保溫拌改性劑能均勻地分散到瀝青混合料中,在噴入熱瀝青的同時可加入溫拌改性劑,與熱瀝青一起進行濕拌。熱集料加熱溫度控制在155℃~165℃之間,其他方面的控制與普通瀝青混合料相同。
需要注意的是,要確保拌和裝置的各個工作單元與配套系統(tǒng)尤其是計量系統(tǒng)在混合料生產(chǎn)過程中均處于正常工作狀態(tài)。
W A C-1 6瀝青混合料的生產(chǎn)配合比設(shè)計為——10mm~18mm:5mm~10mm:3mm~5mm:0mm~3mm:礦粉:水泥=42:23:6:25:3:1,生產(chǎn)配合比經(jīng)檢驗合格后,施工方按照課題組提供的施工技術(shù)指南的要求,鋪筑了200m的上面層。
如表1所示,各項檢測結(jié)果均滿足技術(shù)規(guī)范要求。
表1.取樣混合料級配和油石比檢測表
如表2所示,檢測結(jié)果表明:路面壓實度均滿足要求,因此施工技術(shù)指南提出的溫度控制和壓實工藝是合適的。
表2.壓實度檢測結(jié)果
檢測結(jié)果如表3所示。
表3.各測點的構(gòu)造深度和滲水系數(shù)
試驗路段鋪筑完成后,課題組對試驗路段鉆芯取樣,鉆取的芯樣骨架良好,較為密實,表明試驗路鋪筑效果良好。
本項目在不需要大面積調(diào)整及改裝機械、增加復(fù)雜工序或工藝要求的前提下,成功實現(xiàn)了WAC-16瀝青混合料在路面磨耗層中的應(yīng)用,為溫拌瀝青混合料在實際工程中的大范圍應(yīng)用提供了借鑒參考。筆者認(rèn)為,溫拌瀝青混合料的推廣使用對降低施工成本、減少碳排放、建設(shè)環(huán)境友好型社會意義重大。