自融雪瀝青混合料在橋面鋪裝層中的典型應用研究

趙亞軍

摘 要：自融雪瀝青混合料由于物理和化學系的雙重作用，在降低路面冰點，延緩路表結冰和融雪化冰方面具有顯著的優勢而在道路建設中得到了廣泛的應用。文章通過對自融雪瀝青混合料原材料檢測、配合比設計、性能檢測、施工工藝介紹和質量檢測，對寶天高速公路應用自融雪瀝青混合料成套技術進行詳細研究說明，以期能為同類工程建設提供相應的技術借鑒。

關鍵詞：自融雪瀝青混合料；原材料；配合比；施工工藝；質量控制

中圖分類號：TU997 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）21-0161-02

1 工程概況

自融雪瀝青混合料，又稱為融雪抑冰瀝青混合料（Anti-freeze asphalt concrete，AFAC），在世界范圍內引起了廣泛重視并得到了廣泛應用。寶（雞）天（水）高速公路牛背至天水段是連霍高速G30在甘肅境內的重要路段，也是甘肅省公路網“四縱四橫四重”主骨架的組成部分。路線起于陜甘兩省分界出的牛背，經東岔、百花等地，終點是甘肅省第二大城市天水市北道區的甘泉鎮，全長90.908公里。全線采用雙向四車道高速公路技術標準，計算行車速度100km/h。寶天高速公路地處秦巴山地潤濕區，進入冬季后氣溫低，降雪較多，加之重型車輛多，剎車水流到路面后極易結冰且不易解凍，嚴重影響過往車輛通行安全。為了防止冬季冰雪災害，保障行車安全，在橋面鋪裝層養護維修中鋪筑自融雪瀝青混合料。

2 試驗路原材料及配合比設計

2.1 原材料指標

（1）改性瀝青。瀝青采用SBS I-C改性瀝青，按照《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004標準方法對其技術性能進行檢測，其主要指標為：25℃針入度為75（0.1mm）、軟化點84℃、5℃延度為40（cm）、135℃旋轉粘度為2.2 Pa.S、彈性恢復為96.3%。

（2）集料。集料選用武山鴛鴦玉石溝料場生產的石料，其規格為：10-15mm、5-10mm、3-5mm及0-3mm石屑。按照《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40-2004中高速公路面層用集料質量相應要求對其進行檢測，主要指標為：壓碎值6.6%、針片狀10～15mm6.1%；5～10mm4.4%、與瀝青的粘附性5級，其級配情況見下表1。

（3）融雪材料。所用融雪材料為自行研制的一種新型融雪劑，其0.075mm篩孔通過率為79.2%，鹽分含量為56%，pH為8.3。

2.2 配合比設計

2.2.1 設計級配確定

自融雪瀝青混合料級配選用AC-13。為了最大限度地實現試驗室完成的目標配合比，從各熱料倉取料進行了礦料篩分以及確定級配，根據試驗，最終確定混合料的生產配合比為：1#倉（22-11）：2#倉（11-6）：3#倉（6-3.5）：4#倉（0-3.5）：融雪劑=36：18：8：33：5，其級配圖如圖1。

2.2.2 最佳油石比確定

選擇4.5%、4.8%、5.0%、5.2%、5.5%五種油石比進行馬歇爾擊實試驗，試驗結果如表2。

其OAC1=5.13，OAC2=4.90，得最佳油石比為5.0%（換算成瀝青用量為4.8%）。

2.3 性能驗證

（1）高溫穩定性

為了檢驗自融雪瀝青混合料的高溫穩定性，在最佳油石比下，成型30cm×30cm×5cm的車轍板在60℃條件下進行車轍試驗，其動穩定度為7710（次/mm），總變形量為1.168mm。

（2）低溫抗裂性

在最佳油石比下成型30cm×30cm×5cm的車轍板，并切成250mm×30mm×35mm的小梁試件，進行低溫小梁彎曲試驗，其抗彎拉強度為8.08MPa，最大彎拉應變為2677（με）。

（3）水穩定性

在最佳油石比下，成型標準馬歇爾試件，進行浸水馬歇爾試驗及凍融劈裂試驗，殘留穩定度為85.2%，凍融劈裂強度比為84.6%。

（4）融雪性能評價

采用電導率試驗評價自融雪瀝青混合料的融雪性能，在水質分析中，水的電導率與其中所含有的有機酸、堿及鹽量有一定關系[1]。當它們的含有量比較低時，電導率隨著水中的氯離子濃度的增加而增加，根據溶液電導率值就能間接推測水中氯離子的濃度，由此可評價融雪效果。本次試驗采用電導法測定水的鹽分濃度，所用儀器為DDS-11D電導率儀。本文所測電導率都是溶液在25℃時的電導率。

成型標準馬歇爾試件，將試件浸泡在5000ml的燒杯中，每個燒杯盛有2500ml水，測定溶液隨時間變化的電導率，并與普通的馬歇爾試件作對比[2-4]，試驗結果見下圖2。

3 自融雪瀝青混凝土橋面鋪裝施工關鍵技術

3.1 混合料的生產

根據試驗，自融雪瀝青混合料的制備流程如下：原材料的準備、石料用量的計算、加熱、加纖維干拌、瀝青噴射、加融雪劑、濕拌、出料。在生產流程中要保證以下幾個環節：

（1）各種熱礦料按設定的重量投放至攪拌倉。

（2）在熱料進料結束后，把設定重量的聚酯纖維投入攪拌倉。

（3）將礦料和聚酯纖維干拌6～8s。

（4）加入瀝青后拌合2～4s。

（5）濕拌時間45～55s。

（6）自融雪瀝青混合料出料溫度控制為：>170℃。

（7）自融雪瀝青混合料廢棄溫度控制：>195℃。

3.2 混合料運輸

需保證足夠數量的運輸車輛，并在車廂底板和側板均勻涂抹一層隔離劑，隔離劑一般采用油水混合物，并且擦凈積存的余液，建議在運輸車上包裹雙層帆布或棉被保溫，防止熱量散失，拌合好的自融雪瀝青混合料必須及時地運至攤鋪現場，以保證攤鋪質量。

3.3 混合料的攤鋪

為保證攤鋪的連續性，攤鋪機前必須有5輛以上的運輸車等候才能進行攤鋪作業，禁止出現攤鋪機等候運料車的情況。攤鋪時單幅一次成型。瀝青混合料的松浦系數應根據混合料類型由試鋪試壓確定。本試驗段松鋪系數取1.15，攤鋪過程中應隨時檢查攤鋪層厚度及路拱、橫坡，由使用混合料總量與面積校驗平均厚度。混合料的攤鋪、碾壓要一次成型，在盡可能高的溫度下進行，所有施工工序必須在混合料溫度降至100℃以前全部結束。攤鋪溫度是指螺旋布料器附近瀝青混合料的溫度，必須嚴格控制攤鋪質量。

3.4 混合料的碾壓

使用雙鋼輪壓路機和輪胎壓路機并列成梯隊的方式碾壓，按初壓、復壓和終壓（包括成型）三個階段進行。

施工過程溫度控制：

（1）混合料到達現場的溫度控制在170℃以上。

（2）攤鋪溫度：165～170℃。

（3）初壓溫度：不低于160℃。

（4）終壓：因氣候原因，終壓結束時表面溫度不低于

110℃。

在對自融雪瀝青混合料進行攤鋪以后，要用鋼輪壓路機及時進行初壓，并緊跟膠輪壓路機進行復壓，終壓仍采用鋼輪壓路機。施工時壓實度管理標準要比通常的混合料高2%。

4 結束語

文章通過室內試驗，首先選用了適合自融雪瀝青混合料的原材料并進行了性能驗證，接著按照路面和融雪除冰的要求，選用了合適的混合料級配類型以馬歇爾方法進行了配合比設計，通過高低溫和水穩定性試驗驗證表明所設計的配合比具有優良的性能。文章最后按照設計的配合比對自融雪瀝青混合料用于橋面鋪裝層中的施工工藝進行了詳細說明，并對施工中的關鍵點質量控制也進行了相應說明，可為同類工程的施工提供一定的技術指導。

參考文獻：

[1]陳拴發，劉狀壯，邢明亮，等.融雪抑冰材料疏水性能影響研究[J].建筑材料學報，2013，16（6）：1059-1063.

[2]譚憶秋.雪災中的路面除冰技術[J].交通建設與管理，2008，2（3）：86-87.

[3]王峰，韓森，張洪偉.鹽化物融冰雪瀝青混合料的應用研究[J].公路，2009，3：176-179.

[4]張洪偉，潘文君，沈路，等.鹽化物融冰雪瀝青混合料室內試驗研究[J].中外公路，2009，29（1）：220-222.

[5]張麗娟.鹽化物融雪瀝青混合料研究[D].西安：長安大學，2010.

[6]JTGF40-2004.公路瀝青路面施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2004.