干法直投塑料改性劑瀝青路面養護技術研究

郭根才

(泉州市公路局，泉州 362000)

1 引言

隨著道路交通運輸行業的迅速發展， 原本鋪筑的水泥路面已不能滿足現階段使用，路面出現一系列破損，為了使行駛更加順暢、 減少交通事故、 增加道路的使用壽命，同時為了響應“十三五”規劃，本項目將依托福建地區某公路部分路段“白+黑”路面進行改造[1]，引入環保瀝青混凝土路面鋪筑技術， 對熱瀝青混合料體系的黑色化結構工藝熱瀝青混合料中應用高強度的塑料類直投式改性劑MPE 進行了試驗研究。

2 工程概況

永春縣呈祥柴橋頭至雪山部隊公路路面是在原有水泥混凝土路面的基礎上進行了“白加黑”的加鋪，由于受行車荷載、溫度、養護等多重因素作用，出現了橫縫、縱縫、龜裂、坑洞、斷板、接縫破損、板邊及板角破損、伸縮縫破損、麻面露骨、抗滑能力不足等一系列病害，路面凹凸不平，已嚴重影響到了車輛的通行(如圖1 所示)。 該公路部分路段項目路線總長12.7224km， 此公路共包括五個試驗路段， 其中某試驗段引進試驗了熱瀝青混合料體系的黑色化結構工藝， 熱瀝青混合料中采用了高強度的塑料類直投式改性劑MPE 改性材料與直投改性工藝，鋪筑修復結構層厚度為4cm。

圖1 公路路面狀況

3 罩面結構設計方案

該公路經過30 多年的使用， 路表面出現了各種損壞。 首先，對部分路面進行封鎖、并進行清掃；其次，對路表面的損壞的進行修復處理，然后灑布粘層；在修復好的路面上加鋪4cm 的熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料。 作為表面層使用的加鋪層，能夠較好地耐高溫、耐低溫， 同時也有較好的抗滑性能， 也防止路表水的下滲，充分起到了保護道路的作用。

4 原材料及配合比設計

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料最佳瀝青用量為6.3%， 礦料比例為：9.5～13.2mm 碎石∶4.75～9.5mm 碎石∶石屑∶礦粉=43∶35∶13∶9，MPE 用量為瀝青用量的6.5%，抗剝落劑摻量為瀝青用量的0.4%，木質纖維用量為瀝青混合料用量的0.3%，生產配合比[2]試驗結果表1、表2。

表1 MPE 直投式改性SMA-13 目標配合比設計結果

表2 MPE 直投式改性SMA-13 生產配合比設計級配

5 干法直投罩面施工工藝[3]

(1)下承層準備

瀝青面層施工前，先對下承層進行清掃，清除各類雜物及散落材料，封閉作業面前后道路，減少施工帶來的污染，并及時灑布粘層，為瀝青上面層施工做好準備。

(2)混合料拌和

采用福建鐵拓機械有限公司生產的77M 鐵拓2000型間歇式瀝青混合料拌和機進行拌和， 嚴格按照配合比上料； 集料的正常烘干， 要求烘干的集料溫度不低于185℃，在拌和第一盤瀝青混合料時，適當減少進入烘干筒的集料數量和提高火焰溫度，保證在開機時，粗、細集料和瀝青的加熱溫度略高于規定值， 避免第一盤溫度不夠；烘干后集料二次篩分與計量，并送入攪拌桶，同時從礦粉添加孔投入相應計量的MPE 及纖維穩定劑，進行干拌，干拌時間為5s(即拌合樓正常的集料下料時間5s)；干拌后噴入瀝青(摻了抗剝落劑)， 瀝青的溫度在150℃～160℃之間，正常濕拌40～50s，混合料出料溫度基本控制在160℃。

(3)混合料運輸

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 裝料前運輸車輛應當清理干凈，為防止粘結，在車箱內涂刷少量柴油作為隔離劑。裝料時為防止混合料離析，應按前、后、中的順序裝料。 出廠前逐車檢測混合料的溫度，并用帆布覆蓋保溫、防塵。

(4)混合料攤鋪

混合料攤鋪采用非接觸式平衡梁控制厚度和平整度。攤鋪過程中攤鋪機夯錘的振動頻率控制為大于30%，以盡量提高路面的初始壓實度。攤鋪時攤鋪機應緩慢、均勻、連續不間斷作業，以提高平整度，減少混合料離析。試驗段攤鋪速度控制為3m/min。 攤鋪時運料車在攤鋪機前10～30cm 處停住，由攤鋪機推動前進開始緩慢卸料，以免運料車撞擊攤鋪機，影響攤鋪的平整度，如圖2。

為防止混合料離析， 攤鋪過程中保持送料螺旋均勻穩定送料， 并控制混合料的高度不少于送料螺旋的2/3高度，以保證攤鋪面的均勻性。攤鋪好的混合料厚度根據松鋪厚度采用插入法隨時量測，其中熱拌MPE 直投式改性SMA-13 松鋪系數為1.25。

圖2 混合料攤鋪

(5)壓實及成型

混合料碾壓配置1 臺30t 輪胎壓路機，1 臺13t 雙鋼輪壓路機機組合進行碾壓。混合料碾壓緊跟攤鋪進行，以保證在較高溫時碾壓密實， 但要以不產生嚴重推移和裂縫為前提。壓路機碾壓要以緩慢而均勻的速度引進，碾壓路線和方向不得隨意改變。 折返位置需隨攤鋪機前進而前進，不得在同一橫斷面上折返，以免造成混合料推移或擁包，影響路面平整度。嚴禁壓路機在未碾壓成型的路段轉向、掉頭、加水或停留。 碾壓過程按初壓、復壓、終壓三個階段進行，如圖3。

圖3 碾壓完畢的瀝青路面

初壓采用13t 雙鋼輪壓路機靜壓1 遍， 速度為2～3km/h，相鄰碾壓帶重疊1/3 碾壓輪寬度，碾壓時由低向高碾壓。 為防止粘輪， 鋼輪壓路機采用向碾壓輪噴水方式，但要控制水量且要成霧狀，以防混合料降溫過快；復壓緊跟在初壓后開始，采用13t 雙鋼輪壓路機靜壓3 遍，速度為2～3km/h，相鄰碾壓帶重疊1/3 碾壓輪寬度，碾壓時由低向高碾壓，要保持碾壓輪清潔，有混合料粘輪時要及時清除。 終壓采用13t 雙鋼輪壓路機靜壓，遍數以表面無輪跡為準。

(6)開放交通

熱拌MPE 直投式改性SMA-13 瀝青混合料路面路表溫度冷卻至低于50℃后，即可開放交通。

6 冷薄層罩面路用性能檢測

冷薄層罩面在鋪筑后養生8h 后方可開放交通，當氣溫處于施工許可溫度的下限范圍時，時間要求更長一些。工程完工2 個月后， 對橋面鋪裝的冷薄層罩面進行質量檢查和驗收分析，試驗數據見表3 及表4。

表3 瀝青混凝土路面面層構造深度檢測數據結果表

表4 瀝青混凝土路面面層平整度檢測數據結果表

7 結語

福建地區某公路部分路段通過新研究的熱拌MPE直投式改性SMA-13 瀝青混合料進行修復， 并通過一定的試驗確定各項參數，以及合理的施工工藝，使原有的路面不管是強度還是平整度等都有了很大的提高， 也增長了道路的使用壽命。該試驗段在確保性能、不增加瀝青混合料改性成本的前提下，處理了回收塑料垃圾1.0 噸，減少了83%CO2排放、以及柴油、電力、導熱油，證明了此該體系的黑色化方案，達到節能、環保、材料再生利用、減少CO2排放、PM2.5 的污染等問題，同時達到簡化施工，使得國省道、 地方道路黑色化可以無需專用大型瀝青拌合等設備。