溫拌瀝青技術(shù)在瀝青路面施工中的應(yīng)用

卜宗

（中建路橋集團(tuán)第六工程有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

一、工程概況

某高速公路全長(zhǎng)53.62km，雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，起點(diǎn)樁號(hào)為K1520+000，終點(diǎn)樁號(hào)為K1573+260，路基寬36m，路基平均填高4m。最大填高6m，最小填高3.2m。瀝青路面設(shè)計(jì)總厚度為80cm，下面層和上基層之間聯(lián)結(jié)層采用6cm的ATB-25混合料，基層采用水泥穩(wěn)定碎石層。

二、施工工藝

（一）原材料準(zhǔn)備

1.溫拌劑

采用有機(jī)化學(xué)類溫拌改性劑，外形呈白色固體顆粒狀，可有效改善瀝青流動(dòng)性能，熔點(diǎn)在105℃左右，溫度超過120℃時(shí)會(huì)導(dǎo)致固體顆粒溶解為流動(dòng)狀態(tài)。因此，瀝青混合料在高溫時(shí)加入溫拌劑可降低瀝青與集料之間的黏結(jié)力，從而降低瀝青混合料的生產(chǎn)溫度。

2.瀝青

試驗(yàn)路段施工使用SBS改性瀝青作為原材料，并對(duì)瀝青各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。

（二）溫拌瀝青制備

所用瀝青為SBS改性瀝青需要在160℃恒溫裝置中預(yù)熱20min，再加入溫拌劑，摻量為0%、1%、2%、3%、4%，分別記為A組、B組、C組、D組、E組，然后在攪拌器轉(zhuǎn)速為1500r/min后攪拌30min制得溫拌瀝青。

1.針入度

瀝青黏稠度最直接的檢測(cè)方法是針入度試驗(yàn)，針入度值可以有效反映瀝青的黏稠度，針入度值越大，瀝青越黏稠。為研究不同溫拌劑摻量對(duì)瀝青黏稠度的影響，項(xiàng)目組根據(jù)規(guī)范要求，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品A組、B組、C組、D組、E組5組溫拌瀝青進(jìn)行針入度試驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青針入度檢測(cè)結(jié)果

2.軟化點(diǎn)

為研究不同溫拌劑摻量對(duì)瀝青軟化點(diǎn)的影響，項(xiàng)目組對(duì)5組溫拌瀝青進(jìn)行軟化點(diǎn)試驗(yàn)，不同溫拌劑摻量瀝青軟化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青軟化點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果

3.延度

為研究不同溫拌劑摻量對(duì)瀝青延度的影響，項(xiàng)目組對(duì)5組溫拌瀝青進(jìn)行延度試驗(yàn)，在試驗(yàn)溫度為5℃時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。不同溫拌劑摻量瀝青延度檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 不同溫拌劑摻量下溫拌瀝青延度檢測(cè)結(jié)果

（三）級(jí)配設(shè)計(jì)

本文優(yōu)選集料，粗集料選用玄武巖，細(xì)集料選用石灰?guī)r機(jī)制砂。為研究不同級(jí)配設(shè)計(jì)對(duì)溫拌瀝青路面路用性能的影響，選取K450+000～K450+300道路右側(cè)作為試驗(yàn)路段，將300m試驗(yàn)路段平均分成3段，每段長(zhǎng)100m。級(jí)配1制備的混合料攤鋪試驗(yàn)路段A，級(jí)配2制備的混合料攤鋪試驗(yàn)路段B，級(jí)配3制備的混合料攤鋪試驗(yàn)路段C，試驗(yàn)路段級(jí)配設(shè)計(jì)方案如表4所示。

表4 試驗(yàn)路段級(jí)配設(shè)計(jì)方案

（四）碾壓

碾壓工作可以使粗細(xì)集料相互擠壓密實(shí)，因此碾壓作業(yè)十分重要。試驗(yàn)路段采用沖擊碾壓技術(shù)。碾壓成型規(guī)則為“先輕壓，后重壓、先慢壓，后快壓、先壓兩邊，后壓中間”。

三、路用性能檢測(cè)

（一）車轍試驗(yàn)

車轍試驗(yàn)可有效反映瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，為研究溫拌瀝青不同級(jí)配對(duì)瀝青路面高溫穩(wěn)定性能的影響，在試驗(yàn)路段進(jìn)行小型往返車轍試驗(yàn)，動(dòng)穩(wěn)定檢測(cè)結(jié)果如表5所示，其動(dòng)穩(wěn)定度DS計(jì)算如式（1）所示。

表5 試驗(yàn)路段動(dòng)穩(wěn)定檢測(cè)結(jié)果

式中，DS為動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）；d1為對(duì)應(yīng)時(shí)間t1的變形量（mm）；d2為對(duì)應(yīng)時(shí)間t2的變形量（mm）；C1為修正系數(shù)，取1.0；C2為試件系數(shù)，取1.0；N為試件輪碾速度，取42次/min。

由表5可知，試驗(yàn)路段A動(dòng)穩(wěn)定度為5648次/mm，試驗(yàn)路段B動(dòng)穩(wěn)定度為5894次/mm，試驗(yàn)路段C動(dòng)穩(wěn)定度為5724次/mm，3條溫拌瀝青試驗(yàn)路段動(dòng)穩(wěn)定度均符合要求，使用級(jí)配2的試驗(yàn)路段動(dòng)穩(wěn)定度最好，高溫穩(wěn)定性最佳。

（二）低溫彎曲試驗(yàn)

瀝青路面最常見的病害是裂縫，為研究溫拌瀝青不同級(jí)配對(duì)瀝青路面低溫穩(wěn)定性能的影響，在試驗(yàn)路段進(jìn)行小梁彎曲試驗(yàn)，計(jì)算彎曲試驗(yàn)最大拉應(yīng)變?nèi)缡剑?）所示，計(jì)算結(jié)果如表6所示。

表6 最大拉應(yīng)變檢測(cè)結(jié)果

由表6可知，試驗(yàn)路段A最大拉應(yīng)變?yōu)?152με，試驗(yàn)路段B最大拉應(yīng)變?yōu)?185με，試驗(yàn)路段C最大拉應(yīng)變?yōu)?124με，3條溫拌瀝青試驗(yàn)路段最大拉應(yīng)變均符合要求，使用級(jí)配2的試驗(yàn)路段最大拉應(yīng)變最大，低溫穩(wěn)定性最佳。

四、結(jié)語

本文采用溫拌劑摻量為0%、1%、2%、3%和4%的比例制備溫拌瀝青，并檢測(cè)其三大指標(biāo)。當(dāng)溫拌劑摻量為4%時(shí)延度不滿足規(guī)范要求，因此應(yīng)將摻量控制在1%～3%。此外，經(jīng)項(xiàng)目組在試驗(yàn)路段采用不同級(jí)配攤鋪施工，開展車轍試驗(yàn)和低溫彎曲試驗(yàn)可知，表面溫拌瀝青混合料使用級(jí)配2可提高路用性能。