溫拌瀝青混合料技術(shù)在隧道瀝青路面施工中的應(yīng)用

羅永仙

(貴州省公路工程集團有限公司,貴州 貴陽 550000)

1 機械發(fā)泡溫拌技術(shù)的特點

1.1 生產(chǎn)過程與現(xiàn)有工藝無差別

發(fā)泡瀝青的生產(chǎn)過程不會對熱拌瀝青混合料產(chǎn)生較大影響，無需添加溫拌劑并對瀝青混合料配合比進行調(diào)整，因此施工方式簡單。

1.2 經(jīng)濟效益明顯

在發(fā)泡裝置的實際應(yīng)用中，可在熱瀝青中加入微量水，因此在隧道路面施工中，只需增加發(fā)泡設(shè)備應(yīng)用成本。與摻加溫拌劑施工方式相比，機械發(fā)泡溫拌技術(shù)只需一次投入，后續(xù)產(chǎn)量較大，經(jīng)濟效益較好。

1.3 成品料中無水分殘留

在發(fā)泡過程中只需加入微量水，在生產(chǎn)過程中，在瀝青混合料攪拌、運輸以及碾壓過程中，發(fā)泡所加水分幾乎消失。通過應(yīng)用機械施工方式制作泡沫瀝青，有利于對粗集料進行充分?jǐn)嚢?，并且對于粗集料無需加熱至高溫，能耗少，施工方式快速便捷。

2 工程概況

在某山區(qū)隧道工程路面施工中，路面中層面和上層面為6 cmSUP-20+4 cmSUP-13，采用機械泡沫溫拌瀝青混合料鋪筑施工技術(shù)。

3 隧道瀝青路面拌瀝青混合料施工

3.1 泡沫瀝青混合料配合比設(shè)計

HMA配合比設(shè)計方法主要有GTM設(shè)計法、Superpave設(shè)計法以及馬歇爾設(shè)計法等，在本工程施工中，采用馬歇爾設(shè)計法。在泡沫瀝青溫拌技術(shù)的實際應(yīng)用中，僅需改進瀝青混合料生產(chǎn)工藝，因此，對于泡沫瀝青溫拌混合料，依然采用與熱拌瀝青混合料相同的生產(chǎn)配比。通過室內(nèi)試驗，確定機械泡沫瀝青混合料的最佳擊實溫度和發(fā)泡的關(guān)鍵參數(shù)，礦料比例為1#∶2#∶3#∶4#∶礦粉=34.0%∶24.0%∶4.0%∶36.0%∶2.0%，油石比為4.8%，瀝青發(fā)泡溫度為160 ℃，發(fā)泡用水量為2.5%，發(fā)泡溫度為20～25 ℃，水壓和氣壓均為0.5 MPa。

3.2 拌合樓生產(chǎn)

拌合樓現(xiàn)場瀝青加熱溫度與熱拌瀝青混合料的瀝青加熱溫度相同，石料加熱溫度比熱拌瀝青混合料集料加熱溫度降低30 ℃左右。相對于熱拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料的出料溫度降低30 ℃左右。如果溫度高于100 ℃時，則當(dāng)瀝青溫度每提高10 ℃時，其老化速率提高1倍，而溫拌瀝青混合料工作溫度不斷降低，能夠有效降低瀝青混合料老化現(xiàn)象，同時還可延長隧道路面使用年限。另外，在泡沫溫拌瀝青混合料的生產(chǎn)過程中，拌合樓不會產(chǎn)生嚴(yán)重的瀝青煙現(xiàn)象，生態(tài)效益比較高。

3.3 試驗段施工

機械泡沫溫拌瀝青混合料的運輸方式和施工技術(shù)與熱拌瀝青混合料相同，但是攤鋪溫度和碾壓溫度有一定區(qū)別，與熱拌瀝青混合料相比，泡沫溫拌瀝青混合料攤鋪溫度和碾壓溫度均降低10～20 ℃之間，因此，瀝青煙中有害氣體的排放量也比較少，不會對施工現(xiàn)場和施工人員身體健康造成較大不良影響。另外，在完成路面碾壓施工后，采用機械泡沫溫拌瀝青技術(shù)的瀝青混合料路面表面花白現(xiàn)象比較少，溫拌混合料完成壓實后，溫度比較低，能夠盡快開放交通。

4 隧道瀝青路面試驗段性能檢測和評價

4.1 路用性能

泡沫溫拌瀝青混合料的高溫性能、水穩(wěn)定性和低溫性能均滿足規(guī)范技術(shù)要求，與熱拌瀝青混合料相比，機械泡沫溫拌略高于熱拌瀝青混合料的高溫性能和水穩(wěn)定性，低溫性能大致相同。

4.2 路面使用性能

(1)滲水及壓實度

對熱拌和溫拌瀝青混合料鋪筑的路面進行滲水和取芯壓實度試驗，泡沫溫拌和熱拌瀝青混合料的滲水性能和壓實度均滿足路面技術(shù)要求。另外，泡沫溫拌瀝青混合料的滲水性能要好于熱拌瀝青混合料，熱拌瀝青混合料的滲水系數(shù)是溫拌瀝青混合料的滲水系數(shù)的1.85倍，因此，室內(nèi)試驗溫拌瀝青混合料水穩(wěn)定性優(yōu)于熱拌瀝青混合料，同時其壓實度更好，符合施工規(guī)范要求。

(2)構(gòu)造深度和抗滑摩擦系數(shù)

對熱拌和溫拌瀝青混合料鋪筑路面進行構(gòu)造深度試驗以及抗滑摩擦系數(shù)試驗，泡沫溫拌和熱拌瀝青混合料的滲水性能和壓實度均能夠滿足路面施工技術(shù)要求。另外，泡沫溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料的構(gòu)造深度和抗滑摩擦系數(shù)相當(dāng)。

4.3 節(jié)能減排及經(jīng)濟性分析

(1)節(jié)能減排分析

對熱拌和溫拌瀝青混合料有害氣體(NO2和SO2)排放量進行檢測，檢測結(jié)果顯示，與熱拌瀝青混合料相比，采用泡沫溫拌技術(shù)NO2和SO2的排放量分別降低了7.5%和8.5%。

(2)經(jīng)濟性分析

通過對施工成本進行分析，雖然Evotherm、sasobit溫拌瀝青混合料的性能較好，穩(wěn)定性較高，但是應(yīng)用成本也比較高。因此，從經(jīng)濟角度來講，泡沫瀝青溫拌技術(shù)更具有優(yōu)勢。泡沫溫拌瀝青混合料的石料加熱溫度相比熱拌瀝青混合料降低了30 ℃左右，混合料在生產(chǎn)時可節(jié)省燃油30%左右。

5 結(jié) 語

結(jié)合實例，對隧道工程內(nèi)路面施工中機械發(fā)泡溫拌技術(shù)應(yīng)用要點進行了詳細(xì)探究。在機械發(fā)泡溫拌技術(shù)的實際應(yīng)用中，能夠有效減少有害氣體排放量，同時在低溫環(huán)境中依然能夠保持良好的壓實性能，被廣泛應(yīng)用于瀝青路面施工中。隧道工程曾施工環(huán)境特殊，具有一定密閉性，地質(zhì)地形條件復(fù)雜，通過應(yīng)用溫拌瀝青混合料技術(shù)，能夠有效提升路面施工效率，保證路面施工質(zhì)量，同時經(jīng)濟效益較高，可避免對生態(tài)環(huán)境造成較大不良影響。