溫拌瀝青混合料路用性能及工程應(yīng)用研究

劉 芳

(湖北工業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430068)

0 引言

近年來，隨著國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入力度的不斷加大，我國的公路建設(shè)取得了跨越式的發(fā)展。截至2012年年底，我國高速公路的通車?yán)锍探?0萬km，已經(jīng)躍居世界第二，僅僅次于美國。伴隨著高速公路的快速化進(jìn)程，瀝青路面得到了廣泛的應(yīng)用。有資料顯示，國內(nèi)已建和在建的高速公路有90%以上使用了瀝青路面。

在我國道路建設(shè)中，路面鋪筑普遍采用熱拌瀝青混合料。這種方法不僅能耗大，而且在生產(chǎn)和施工的過程中還會(huì)排放出大量廢氣和粉塵，對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源消耗不利。而溫拌瀝青混合料技術(shù)不僅能節(jié)約能耗，減少二氧化碳排放，同時(shí)還能減輕施工過程中瀝青的老化現(xiàn)象，延長瀝青路面的使用壽命。因此，對(duì)溫拌瀝青混合料進(jìn)行深入研究具有重要意義。

1 溫拌瀝青混合料的路用性能試驗(yàn)

本文中采用70號(hào)道路石油瀝青溫拌混合料進(jìn)行試驗(yàn)。以現(xiàn)有熱拌浸水馬歇爾試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)成型方法成型。成型后對(duì)試件進(jìn)行車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)以及低溫彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1～表4所示。

表1 70號(hào)道路石油瀝青溫拌車轍試驗(yàn)結(jié)果

從表1～表4可以看出70號(hào)道路石油瀝青溫拌混合料的性能指標(biāo)都能達(dá)到熱拌70號(hào)道路石油瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)。運(yùn)用75次和50次擊實(shí)的溫拌瀝青混合料試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)及凍融劈裂試驗(yàn)，雖然空隙率未能達(dá)到熱拌空隙率設(shè)計(jì)要求，但抗水損害試驗(yàn)結(jié)果證明溫拌瀝青混合料達(dá)到了熱拌混合料的抗水損害技術(shù)指標(biāo)。

表2 70號(hào)道路石油瀝青溫拌浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表3 70號(hào)道路石油瀝青溫拌凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

表4 70號(hào)道路石油瀝青溫拌低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果

2 溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料性能比較

本項(xiàng)目通過70號(hào)道路石油瀝青，改性瀝青熱拌混合料與溫拌混合料的性能試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，確定溫拌瀝青混合料的性能是否可以與熱拌瀝青混合料相媲美。

從表5可以看出，70號(hào)道路石油瀝青的性能可滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，對(duì)于采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀(SGC)成型試件來設(shè)計(jì)混合料的方法可設(shè)計(jì)溫拌瀝青混合料，對(duì)于70號(hào)道路石油瀝青來說，溫拌劑既具有溫拌表面活性的性能，又具有抗剝落性能，在溫拌70號(hào)道路石油瀝青混合料中，在沒有擊實(shí)的情況下水穩(wěn)定性都可以達(dá)到熱拌的要求。

表5 70號(hào)道路石油瀝青及改性瀝青指標(biāo)匯總

3 溫拌瀝青混合料的實(shí)例應(yīng)用

為了更好的說明溫拌瀝青混合料的性能與熱拌混合料十分相近，以及更好的確定溫拌現(xiàn)場(chǎng)攤鋪工藝，本研究在山西省忻州至河北阜平高速公路忻州—長城嶺段路面二合同段文山隧道上下面層進(jìn)行試驗(yàn)路的鋪設(shè)。

3.1 工程概況

忻阜高速公路的文山隧道分別作左右洞中上面層溫拌瀝青混凝土實(shí)體工程的鋪筑，左洞各層結(jié)構(gòu)為:10 cm整平層，15 cm調(diào)平層，26 cm水泥混凝土基層，6 cm PRAC-20溫拌瀝青混凝土，4 cm PRAC-16溫拌瀝青混凝土，右洞為10 cm整平層，15 cm調(diào)平層，28 cm水泥混凝土基層，6 cm PRAC-20溫拌瀝青混凝土，4 cm PRAC-16溫拌瀝青混凝土。左洞樁號(hào)為K43+550～K44+073，共523 m，右洞樁號(hào)為 K43+622～K44+040，共418 m。

3.2 試驗(yàn)路段施工工藝及檢測(cè)結(jié)果

在室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行忻阜高速公路文山隧道雙洞上下面層的鋪筑，上面層為溫拌PRAC-16混合料，下面層為溫拌PRAC-20混合料。以驗(yàn)證其施工性能和路用性能，該公路車流量大，重車多，屬重交通道路。

施工時(shí)間:2010年9月底，白天及晚上施工，氣溫及風(fēng)力:10℃～18℃，屬常溫施工，微風(fēng)，瀝青:中石化供應(yīng)溫拌瀝青，瀝青為A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青，級(jí)配:下面層AC-20，及上面層AC-16。試驗(yàn)路段的攤鋪和初壓溫度如表6所示。

表6 溫拌PR改性瀝青混合料試驗(yàn)段的攤鋪溫度和初壓溫度表℃

交通部公路科學(xué)研究院提供了兩種碾壓工藝，如表7所示，通過他們的試驗(yàn)，旨在對(duì)比確定適用于溫拌瀝青混合料的合理壓實(shí)工藝，最終得出溫拌瀝青混合料第一種壓實(shí)方案能達(dá)到熱拌混合料的壓實(shí)性能要求。

通過交通部公路科學(xué)研究院的現(xiàn)場(chǎng)滲水系數(shù)，壓實(shí)度試驗(yàn)結(jié)果如表7所示，發(fā)現(xiàn)第一種壓實(shí)工藝可以滿足設(shè)計(jì)要求，采用膠輪壓路機(jī)搓揉碾壓，壓實(shí)效果較為良好，這也證明溫拌瀝青混合料進(jìn)行搓揉碾壓是提高壓實(shí)度的關(guān)鍵［1］。

忻阜高速公路根據(jù)交通部公路科學(xué)研究院提出的壓實(shí)方案，進(jìn)行壓實(shí)，試驗(yàn)路攤鋪壓實(shí)后檢測(cè)結(jié)果見表8。

表7 交通部公路科學(xué)研究院提供的碾壓工藝

表8 溫拌瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果

表9 溫拌瀝青混合料試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

從表9可以看出，由交通部提出的壓實(shí)方案在忻阜高速文山隧道內(nèi)證實(shí)是可行的。從滲水系數(shù)，壓實(shí)度方面來看都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，構(gòu)造深度及擺值和熱拌混合料區(qū)別不大。從現(xiàn)場(chǎng)來看，施工環(huán)境得到很好的改善，隧道內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)基本上看不到冒青煙的現(xiàn)象。

4 結(jié)語

由試驗(yàn)知道，溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)節(jié)能環(huán)保。溫拌瀝青混合料的拌合溫度降低，大大減少了有害氣體的排放，對(duì)施工人員的健康和環(huán)境非常有利，同時(shí)溫度的降低可以有效減少能源的消耗。

2)減輕瀝青老化程度。瀝青混合料的拌合溫度從160℃降低到130℃ ～140℃，使瀝青的老化程度大大降低，對(duì)瀝青的耐久性有很大好處。

3)性能優(yōu)良。溫拌瀝青混合料的路用性能可以達(dá)到熱拌瀝青混合料的性能要求，對(duì)于部分指標(biāo)，溫拌瀝青混合料的性能甚至超過了熱拌混合料，主要原因是瀝青減小了老化程度及溫拌劑有抗剝落的效果。

4)由于降低了攤鋪溫度，可以延長施工季節(jié)。

［1］季玉華，楊 波.溫拌瀝青技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀［J］.建設(shè)科技，2012，2(4):91-93.

［2］黃文元，秦永春.瀝青溫拌技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.上海公路，2008(3):14-17.

［3］尹應(yīng)梅，張榮輝.Evotherm溫拌SBR改性瀝青高溫性能研究［J］.公路工程，2010，8(5):83-85.

［4］美德維實(shí)偉克貿(mào)易(上海)有限公司，瀝青革新技術(shù)部.益路DAT添加劑技術(shù)要求與試驗(yàn)方法［Z］.2009.