關于長大隧道瀝青路面溫拌施工技術的探討

王藝　王修平　吳德華

摘 要：在隧道路面施工中，與瀝青熱拌混合料相比，溫拌瀝青混合料由于拌和、施工溫度低，具有寬泛的碾壓溫度區(qū)間范圍，所以被廣泛應用。從工藝原理、施工流程、操作要點、材料和設備、效益等方面，對長大隧道瀝青路面溫拌施工技術進行了探討。

關鍵詞：隧道；瀝青；溫拌施工；混合料

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0060-02

在以往的隧道路面施工中，特別是長大隧道施工中，由于高溫瀝青混合料所散發(fā)出的煙霧和氣味無法排除出密閉隧道（而這種排放是致癌的），這就嚴重影響了施工人員的身心健康。而溫拌瀝青混合料的拌和、施工溫度比熱拌低30～60 ℃，從而減少了有毒煙霧和刺激性氣味的排放，使施工環(huán)境得到明顯的改善。同時，瀝青溫拌混合料比瀝青熱拌混合料具有更為寬泛的碾壓溫度區(qū)間范圍，其拌和、攤鋪、碾壓均不受溫度降低影響，可以充分滿足路面的各種技術規(guī)范要求，促進壓實程度，提高施工質量。

1 工藝原理

溫拌劑是基于表面活性平臺的溫拌技術。在混合料拌和之前，將溫拌劑加入瀝青罐中充分攪拌，保證溫拌劑均勻分散在瀝青中。在拌和過程中，在拌和機拌齒強力攪拌的作用下，石油瀝青和溫拌劑發(fā)生化學作用，在瀝青分子微觀層面上形成潤滑結構層。該潤滑結構層在混合料生產(chǎn)過程中，將消除瀝青混合料的聚合能力，能夠明顯提高瀝青溫拌混合料在傳統(tǒng)意義上溫度較低時攤鋪碾壓能力，有效降低瀝青的拌和溫度和施工溫度。在前臺攤鋪碾壓過程中，在雙鋼輪壓路機的高頻低幅碾壓和膠輪壓路機的揉搓作用下，瀝青溫拌混合料潤滑效果得到發(fā)揮，礦料嵌擠結構的形成能力得到極大提升，使溫拌瀝青混合料密實度更容易實現(xiàn)。壓實完成后，由于溫拌劑為水溶性的材質，瀝青混合料微分子間表面活性物質逐漸發(fā)生界面上的轉移，使礦料和瀝青發(fā)生鎖固，從而提高了瀝青混合料的黏結能力。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

工藝流程為：溫拌瀝青的制備→溫拌瀝青混凝土的拌和→溫拌瀝青混凝土運輸→溫拌瀝青混凝土攤鋪→溫拌瀝青混凝土碾壓。

2.2 操作要點

2.2.1 溫拌瀝青生產(chǎn)

在溫拌瀝青生產(chǎn)前，要先準備一個空的瀝青罐，用來存貯生產(chǎn)完畢的溫拌瀝青成品。對于自帶瀝青攪拌裝置的瀝青罐，可以將溫拌劑按比例直接加入裝有瀝青的瀝青罐，打開攪拌裝置低速攪拌約5 h后，即可完成溫拌瀝青制備。在連續(xù)生產(chǎn)或者大規(guī)模生產(chǎn)時，需要配備2個以上有攪拌能力的瀝青罐。

2.2.2 溫拌瀝青混凝土拌和

在長大隧道瀝青路面鋪裝時，較熱拌瀝青混合料，溫拌瀝青混合料的施工溫度有較大程度的降低，例如SBS改性瀝青混合料的出廠溫度，在熱伴時規(guī)范為170～185 ℃，而溫拌的SBS改性瀝青混合料的出廠溫度只需135～145 ℃，推薦的拌和樓拌和溫度控制范圍如表1所示。需要指出的是，在拌和過程中，由于礦粉、溫拌添加劑均為常溫添加，會損失一部分熱料，因此設定的集料加熱溫度應比出料溫度稍高。

2.2.3 溫拌瀝青混凝土的運輸

在溫拌瀝青混凝土的運輸中，需要注意以下幾點：①運輸溫拌瀝青混凝土的車量應按規(guī)范要求保溫，特別是露出車的部分混合料應加強覆蓋。在條件允許的情況下，還應該在車側面加裝泡沫隔板等保溫裝置，減少瀝青混合料在運輸和等待過程中的降溫幅度。在前車倒料完成前，不要扯開油布、棉被等覆蓋物。②用數(shù)顯插入式溫度計，檢測瀝青溫拌混合料的出場溫度和現(xiàn)場的攤鋪、碾壓溫度。③在從拌和樓儲料倉往運輸車輛放料時，運輸車輛要移動接料，按前后中或分堆接料，從而使混合料的離析降到最少。④瀝青拌和樓的生產(chǎn)能力和運輸能力應比攤鋪機的攤鋪能力有一定的富裕，以避免攤鋪機停車待料。⑤運輸車輛應根據(jù)前車卸料的進度，掌握好時機來撤除保溫覆蓋物——不可過早，也不可過晚。⑥車輛在攤鋪機前20 cm 左右處停住，避免沖撞攤鋪機。卸時應空檔，依靠攤鋪機的頂推前行。

2.2.4 溫拌瀝青混合料的攤鋪

在進行瀝青面層攤鋪時，應先進行透層油、粘層油的撒布，保證粘層油灑布后有1 h的蒸發(fā)時間。此外，還應該注意以下幾點：①對正常攤鋪部分，一般不用人工整修；對于邊緣和伸縮縫位置有人工（過度）鑿除的部分，跨縫作業(yè)和攤鋪邊緣不能避免人工作業(yè)時，要求人工適當多預留松鋪厚度。②布料器內的瀝青混合料應高于螺旋的2/3. ③在攤鋪過程中，隨時檢測松鋪厚度，攤鋪前熨平板應預熱。攤鋪機熨平板拼接要緊密，不允許留有縫隙，防止卡入粒料將鋪面拉出條痕，保證攤鋪機夯錘工作正常有效進行。

2.2.5 溫拌瀝青混合料的碾壓

保證壓路機臺數(shù)充足，對于一次性攤鋪約7 m的隧道寬度，推薦壓路機至少準備3臺鋼輪壓路機（12～16 t）和1臺膠輪壓路機（26～30 t），2臺光輪壓路機（12～16 t）用于初壓和復壓前端，1～2臺臺膠輪（或光輪）用于復壓后端，1臺光輪壓路機收光。根據(jù)混合料級配類型，參照施工技術規(guī)范的規(guī)定和正常熱拌瀝青混合料的碾壓，選擇合理的碾壓組合方式和碾壓工藝，但應強調鋼輪振動壓實和膠輪壓實。鋼輪壓路機的振動作用和膠輪壓路機的搓揉作用，可以使其溫拌潤滑結構得到最大程度的發(fā)揮，集料位置調整和骨架結構形成更加容易。在無實際工程應用時，應向溫拌技術工程師咨詢，確定相關碾壓工藝和碾壓組合安排。

鋼輪壓路機的灑水以達到濕潤為準，不可產(chǎn)生過多的流暢水，膠輪壓路機輪胎采用菜油用掃把涂刷。

3 材料與設備

3.1 材料

3.1.1 粗集料

粗集料應該潔凈、干燥、表面粗糙，質量應符合規(guī)定。當單一規(guī)格集料的質量指標達不到要求，而按照集料配比計算的質量指標符合要求時，工程上允許使用。高速公路和一級公路不得使用篩選礫石和礦渣。采石場在生產(chǎn)過程中，必須徹底清除覆蓋層和泥土夾層。生產(chǎn)碎石用的原石不得含有土塊和雜物，集料成品不得堆放在泥土地上。

3.1.2 細集料

瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂和石屑。細集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場、采砂場生產(chǎn)。細集料應保持潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒級配，熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。礦粉應保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出。

3.1.4 瀝青

選用A級瀝青及在其基礎上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時間保存或運送到附近的工地時，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達施工現(xiàn)場后，應存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設攪拌設備并進行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過程中，應定期取樣，檢驗產(chǎn)品質量，發(fā)現(xiàn)離析等質量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應選用新型無水型溫拌添加劑，在溫拌工程項目實施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質量要求如表2所示。

3.2 設備

施工設備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機、雙鋼輪壓路機、輪胎式壓路機、自卸車和水車等。此外，還要確定施工機械的數(shù)量、型號根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術可以使瀝青混合料達到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時還具有較低的拌和溫度和壓實溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點，主要有以下幾點：①降低了拌和機的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來有較大幅度的下降。經(jīng)計算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤滑作用，使得拌和機的拌和負荷和機械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長了使用壽命，從而降低了后期道路維護的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場工作條件顯著改善，對施工人員的健康損害降到最低。④延長了瀝青混合料拌和設備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過程中對鋼鐵制的生產(chǎn)設備的損耗也相應降低，可以延長設備使用期。

〔編輯：李玨〕

3.1.2 細集料

瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂和石屑。細集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場、采砂場生產(chǎn)。細集料應保持潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒級配，熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。礦粉應保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出。

3.1.4 瀝青

選用A級瀝青及在其基礎上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時間保存或運送到附近的工地時，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達施工現(xiàn)場后，應存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設攪拌設備并進行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過程中，應定期取樣，檢驗產(chǎn)品質量，發(fā)現(xiàn)離析等質量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應選用新型無水型溫拌添加劑，在溫拌工程項目實施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質量要求如表2所示。

3.2 設備

施工設備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機、雙鋼輪壓路機、輪胎式壓路機、自卸車和水車等。此外，還要確定施工機械的數(shù)量、型號根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術可以使瀝青混合料達到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時還具有較低的拌和溫度和壓實溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點，主要有以下幾點：①降低了拌和機的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來有較大幅度的下降。經(jīng)計算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤滑作用，使得拌和機的拌和負荷和機械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長了使用壽命，從而降低了后期道路維護的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場工作條件顯著改善，對施工人員的健康損害降到最低。④延長了瀝青混合料拌和設備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過程中對鋼鐵制的生產(chǎn)設備的損耗也相應降低，可以延長設備使用期。

〔編輯：李玨〕

3.1.2 細集料

瀝青路面的細集料包括天然砂、機制砂和石屑。細集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場、采砂場生產(chǎn)。細集料應保持潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒級配，熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過集料總量的20%.

3.1.3 填料

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。礦粉應保持干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出。

3.1.4 瀝青

選用A級瀝青及在其基礎上加工的SBS（1—D）改性瀝青。工廠制造的改性瀝青宜隨配隨用，需作短時間保存或運送到附近的工地時，使用前必須攪拌均勻，在不發(fā)生離析的狀態(tài)下使用。工廠制作的成品改性瀝青到達施工現(xiàn)場后，應存貯在改性瀝青罐中。在改性瀝青罐中，必須加設攪拌設備并進行攪拌，使用前必須攪拌均勻改性瀝青。在施工過程中，應定期取樣，檢驗產(chǎn)品質量，發(fā)現(xiàn)離析等質量不符要求的改性瀝青不得使用。

3.1.5 溫拌劑

溫拌添加劑應選用新型無水型溫拌添加劑，在溫拌工程項目實施前，直接添加至瀝青罐中，經(jīng)機械力攪拌均勻后備用。溫拌瀝青最好隨用隨生產(chǎn)。溫拌劑質量要求如表2所示。

3.2 設備

施工設備主要有瀝青混凝土拌和站、攤鋪機、雙鋼輪壓路機、輪胎式壓路機、自卸車和水車等。此外，還要確定施工機械的數(shù)量、型號根據(jù)工程規(guī)模和具體的作業(yè)面參數(shù)。

4 效益分析

瀝青溫拌技術可以使瀝青混合料達到熱拌瀝青混合料的性能狀態(tài)和使用效果，同時還具有較低的拌和溫度和壓實溫度。此外，還具備了熱拌瀝青混合料不具備的優(yōu)點，主要有以下幾點：①降低了拌和機的生產(chǎn)成本。由于混合料的拌和溫度下降了30 ℃左右，礦料在干燥筒內的加熱溫度、瀝青加熱和保溫溫度中，都比原來有較大幅度的下降。經(jīng)計算每拌和1 t瀝青混合料，可以節(jié)約0.8～1. 6 kg燃油，燃油成本下降24%左右。由于溫拌劑的潤滑作用，使得拌和機的拌和負荷和機械磨損也有所減少。②降低瀝青老化幅度，提高瀝青混合料路用性能。瀝青經(jīng)溫拌劑改良后，使得混合料的拌和、攤鋪和碾壓溫度得到大幅降低，明顯改善了瀝青混合料的老化程度，顯著提高了路面的使用性能、延長了使用壽命，從而降低了后期道路維護的成本。③大幅降低了有害刺激性氣體和有毒煙霧粉塵的排放，減少了對環(huán)境的污染，顯著提高了現(xiàn)場施工作業(yè)人員的工作環(huán)境，使得現(xiàn)場工作條件顯著改善，對施工人員的健康損害降到最低。④延長了瀝青混合料拌和設備的使用壽命。由于生產(chǎn)溫度的降低，混合料生產(chǎn)過程中對鋼鐵制的生產(chǎn)設備的損耗也相應降低，可以延長設備使用期。

〔編輯：李玨〕