硬質(zhì)直餾瀝青澆注式混合料在工程中的應(yīng)用

趙恩強(qiáng) 王凱 王霄川

（山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

一、引言

鋼橋面鋪裝技術(shù)在我國應(yīng)用已有20 多年歷史，通過不斷的工程實(shí)踐積累，在施工技術(shù)及科學(xué)研究方面已取得較大成就，以逐漸走出一條，引進(jìn)國外技術(shù)—消化吸收—逐步國產(chǎn)化的模式。其中，澆注式瀝青鋪裝結(jié)構(gòu)憑借其優(yōu)良的密實(shí)防水性能、低溫抗裂性能、耐用性以及良好的施工性能，得到青睞，被廣泛應(yīng)用到鋼橋面鋪裝工程中[1-4]。傳統(tǒng)澆注式瀝青混合料所采用的膠凝材料為直餾瀝青+湖瀝青（TLA），而TLA 完全依靠進(jìn)口，受到國際政治環(huán)境及貿(mào)易爭端的影響，以及出口國開采量等各方面的制約，近幾年湖瀝青價(jià)格上漲而瀝青質(zhì)量不穩(wěn)定，這迫切需要我們找到湖瀝青的替代品，逐漸實(shí)現(xiàn)澆筑瀝青混合料的完全自主化。為此，工程項(xiàng)目提出了采用硬質(zhì)直餾瀝青替代混合瀝青的方案，初始階段GA 混合料將被用于非機(jī)動(dòng)車道及中央分隔帶等低荷載區(qū)域，后期將會(huì)推廣應(yīng)用于向行車道等重荷載位置推廣。硬質(zhì)直餾瀝青被選作替代對(duì)象是因?yàn)閮烧呷笾笜?biāo)較為一致，替代成功的可能性較高。

二、試驗(yàn)研究

（一）室內(nèi)研究

硬質(zhì)直餾瀝青澆注式瀝青混合料（GA）目標(biāo)配合比試驗(yàn)所采用的級(jí)配參考PGA 澆注式瀝青混合料級(jí)配，5～10mm 料：3～5mm 料：中粗砂：礦粉=27%：24%：24%：25%，依據(jù)《復(fù)合澆注式瀝青鋼橋面鋪裝設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》相關(guān)試驗(yàn)，最終確定最佳油石比為8.9%。檢測指標(biāo)如下表1 所示。

表1 目標(biāo)配合比瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果匯總表

相較于PGA 設(shè)計(jì)結(jié)果，GA 最佳油石比偏小，流動(dòng)度偏小，可見在高溫240℃時(shí)，硬質(zhì)直餾瀝青的粘度要低于PGA 所采用的混合瀝青（30#直餾瀝青+TLA），混合料表現(xiàn)出流動(dòng)性偏好；同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果表明，GA 澆注式瀝青混合料的高溫抗車轍性能及低溫抗裂性能都較優(yōu)異，完全滿足設(shè)計(jì)及工程實(shí)際應(yīng)用要求。

依據(jù)目標(biāo)配合比結(jié)果，通過拌合站放料對(duì)熱料倉取樣，進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn)，確定生產(chǎn)配合比結(jié)果為：3#倉（6～12mm）：2#倉（3～6mm）：1#倉（0～3mm）：礦粉=22%：24%：29%：25%，油石比為8.7%。檢測指標(biāo)如下表2 所示。

表2 生產(chǎn)配合比瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果匯總表

（二）拌合機(jī)試拌

基于室內(nèi)配合比的結(jié)果，項(xiàng)目開展GA 混合料拌合機(jī)試拌，參考以往經(jīng)驗(yàn)，除選取最佳油石比8.7%外，令選取油石比8.4%作為試拌對(duì)象。檢測指標(biāo)如下表3 所示。

表3 試拌瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果匯總表

（三）小結(jié)

通過對(duì)上機(jī)試拌試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析可以得出：采用油石比8.7%進(jìn)行試拌生產(chǎn)，所生產(chǎn)混合料的流動(dòng)性能增強(qiáng)，240℃下流動(dòng)度只有3s，不能滿足規(guī)范及施工要求，同時(shí)，高溫抗車轍性能降低，低溫抗裂性提高，分析原因可能是：一上機(jī)批量生產(chǎn)時(shí)與生產(chǎn)配合比放熱料時(shí)，熱料倉存在一定偏差，二拌合機(jī)拌和功能強(qiáng)，拌和時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于室內(nèi)拌合鍋，混合料在庫卡車能升溫保溫過程中，由于混合料數(shù)量大，庫卡車攪拌能力強(qiáng)，混合料攪拌均勻，而室內(nèi)拌和時(shí)混合料在拌合鍋內(nèi)保溫時(shí)間太長，且受拌合鍋容積的影響，一次拌合量小，拌合鍋為電爐絲加熱模式，攪拌過程中底部部分混合料攪拌不到，一直粘附在拌合鍋鍋壁上，在一定程度上加重了混合料的老化。

此外，油石比8.4%上機(jī)拌和時(shí)，試驗(yàn)指標(biāo)檢測結(jié)果與生產(chǎn)配比的8.7%油石比比較，兩者240℃下流動(dòng)度一致，而高溫性能指標(biāo)貫入度、穩(wěn)定度，前者要差于后者，而低溫性能前者要優(yōu)于后者，這驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

三、結(jié)論

采用硬質(zhì)直餾瀝青的澆注式瀝青混合料（GA）各項(xiàng)指標(biāo)能夠滿足設(shè)計(jì)及工程實(shí)際應(yīng)用，可以在鋼橋面非機(jī)動(dòng)車道及中央分隔帶等荷載較小的部位進(jìn)行推廣應(yīng)用；室內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)果與上機(jī)拌和結(jié)果存在一定的偏差，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)所采用的油石比要低于室內(nèi)設(shè)計(jì)油石比；通過測定不同溫度下流動(dòng)度指標(biāo)，建議GA瀝青混合料在施工澆注時(shí)采用230℃，便于工程施工質(zhì)量控制。