硅藻巖瀝青復合改性在老撾13號公路的應(yīng)用

楊啟茂

（云南陽光道橋股份有限公司，云南 昆明 650200）

0 引言

老撾13號公路是貫穿老撾南北的交通主干道，南聯(lián)柬埔寨，經(jīng)萬象、萬榮、瑯布拉邦、烏多姆賽至我國磨憨口岸，為改善中老兩國互聯(lián)互通道路狀況，滿足兩國經(jīng)濟貿(mào)易發(fā)展需要，中國政府結(jié)合萬象至磨憨口岸13號公路的狀況，通過“雙優(yōu)”在原有道路上修復拓寬建設(shè)烏多姆賽至巴蒙段81.5km公路，項目由云南陽光道橋股份有限公司進行EPC總承包施工。瀝青路面施工結(jié)合立項的“硅藻復合改性瀝青混合料關(guān)鍵技術(shù)研究及擴大應(yīng)用”研究成果，將硅藻巖瀝青復合改性進行了應(yīng)用，取得了技術(shù)與經(jīng)濟的優(yōu)良效果。

1 工程概況

項目位于老撾北部山區(qū)和熱帶季風氣候地區(qū)，植被繁茂覆蓋率達90%以上，氣溫高，全年分為旱季和雨季。每年5-10月為雨季，平均氣溫24.2℃，雨量充沛，年均降雨量1700mm多，氣候炎熱濕潤。11月至次年4月為旱季，平均氣溫27.3℃，全年4月份最熱，月平均氣溫為29℃，12月份最涼，月平均氣溫為24℃。項目設(shè)計路面寬度7m。路面結(jié)構(gòu)為5cm厚瀝青混凝土AC-16C+粘層+0.6cm碎石封層+透層+20cm厚水泥穩(wěn)定基層+15cm厚碎石底基層［1］。鑒于項目處于高溫、多雨、潮濕、縱坡大、平曲線半徑小、瀝青面層薄等特點，為確保項目質(zhì)量，采用硅藻巖瀝青復合改性瀝青混凝土鋪筑。

2 硅藻巖瀝青復配

為便于硅藻土和巖瀝青在國外工程中添加，試驗室小樣制備時對巖瀝青和硅藻土進行性能檢測，目標配合比經(jīng)批準，在國內(nèi)對硅藻土和巖瀝青復配，工藝如下：

一是復配采用帶有螺旋輸料器的拌合鍋，內(nèi)有攪拌齒輪。先將硅藻土通過投料口加入，通過螺旋輸料器輸送至攪拌鍋內(nèi)，在按確定的比例投入巖瀝青。

二是待巖瀝青通過輸料器輸入到攪拌鍋內(nèi)，在攪拌鍋內(nèi)攪拌最小5min，以保證硅藻土和巖瀝青混合均勻。在攪拌鍋的端頭下方有計量裝置按鈕，按照事先設(shè)定的數(shù)量進行硅藻巖瀝青復合后的分裝。

3 生產(chǎn)配合比調(diào)試

項目石場在K96+500處，瀝青為泰國標準的泰普克60-70號道路石油瀝青。現(xiàn)場對硅藻巖瀝青復合改性劑進行了生產(chǎn)配合比調(diào)試：

3.1 原材料試驗

1）瀝青。采用泰普克60-70道路石油瀝青，經(jīng)試驗，針入度、軟化點、延度指標符合國內(nèi)70號道路石油瀝青標準。

2）集料。對拌和站的冷料和熱料進行篩分、密度以及冷熱料、4#料的砂當量等指標試驗，滿足設(shè)計文件［1］規(guī)定要求。

3.2 配合比設(shè)計

配合比設(shè)計按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）AC-16C的要求進行。表1為級配礦料比例，表2是礦料合成級配。

配合比采用在國內(nèi)復配好的硅藻巖瀝青改性劑，按設(shè)計級配礦料比例，采用 4.4%、4.7%、5.0% 3個瀝青用量進行馬歇爾試驗，結(jié)果見表3。

根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗及現(xiàn)場拌合實際情況，取4.6%為瀝青用量。4.6%瀝青用量下的馬歇爾試樣結(jié)果主要指標為：實測密度2.433g/cm3；理論密度2.529g/cm3；空隙率3.8%；穩(wěn)定度11KN；流值3.2mm；粉膠比1.646；動穩(wěn)定度試驗結(jié)果為6 279次/mm。

表1 級配礦料比例

表2 礦料合成級配

表3 各瀝青用量馬歇爾指標值

4 試驗路段鋪筑及檢測

試驗路段選擇在K2+000 - +200處，拌和樓在拌和時直接添加硅藻復合改性劑，拌和樓出料后按正常瀝青路面鋪筑要求實施。

4.1 改性劑添加投料方式

瀝青拌合樓為意大利進口3000型，無粉料投料倉及螺旋輸料設(shè)備，但在拌和樓拌鍋附近有60cm×40cm的活動小窗，直接與拌鍋相連，硅藻巖瀝青復合改性劑從該小窗人工投放。

1）復改硅藻土品質(zhì)。每批到場的硅藻巖瀝青復合改性劑應(yīng)觀察顏色，正常的硅藻巖瀝青復合改性劑呈黑色或者褐黑色，應(yīng)與現(xiàn)場堆放呈白色或者灰白色的硅藻精土進行區(qū)分。每批次硅藻巖瀝青復合改性劑到場后進行硅藻巖瀝青復合改性劑含水量檢測，要求含水量≤5%，同時將硅藻巖瀝青復合改性劑摻入混合料中進行動穩(wěn)定度檢測，保證DS＞6 000次/mm。

2） 添加量。按拌和能力及配合比提前稱量分裝，按規(guī)定數(shù)量投入，投入時現(xiàn)場設(shè)置兩人，便于復核監(jiān)督，確保投放準確無誤。對有條件的拌和樓，應(yīng)安裝自動添加設(shè)備。

3）混合料拌制。由于硅藻巖瀝青復合改性劑為粉末狀材料，按室內(nèi)馬歇爾試驗拌和時間測試，拌和時當熱料加入拌鍋的同時加入硅藻巖瀝青復合改性劑，拌和時間不得小于50s，拌和至混合料均勻、無花白料，拌和、出料溫度按照改性瀝青混合料的要求進行控制。

4.2 試驗路段鋪筑

試驗路段鋪筑后對路面進行各項指標檢測，符合要求后正式鋪筑。

1）硅藻巖瀝青改性劑投放及拌和。在拌和鍋加入礦料的同時從拌和機觀察口一次性將硅藻巖瀝青復合改性劑全部投入拌和樓中，需額外延長拌和時間5-10s，即總拌和時間為50s，1-2s后噴入瀝青一起拌和后出料。

2）混合料運輸。運料車采用專用保溫車運輸，注意保溫、防雨、防污染，若混合料不符合施工溫度要求，或結(jié)成團塊、遭雨淋的不鋪筑。運料車每次使用前后清掃干凈，在車廂板上涂一薄層防止瀝青黏結(jié)的隔離劑或防黏劑。

3）混合料的攤鋪與碾壓。鋪筑硅藻巖瀝青復合改性瀝青混合料面層時，保證人員機械配備合理、分工明確，有序組織，拌和能力與攤鋪速度協(xié)調(diào)，嚴格控制各階段料溫，攤鋪過程不停機。配置2臺8 t雙鋼輪、1臺20 t的膠輪壓路機，1臺鋼輪按初壓、振壓各1遍，速度1.5-2 km/h；膠輪靜壓4遍，速度3.5-4.5 km/h；另一臺鋼輪靜壓2遍，速度2.5-3.5 km/h；均以緩慢均勻速度碾壓。

4.3 試驗路段施工質(zhì)量檢測

在試驗路鋪筑完成后，進行全面檢測評價，檢測結(jié)果證明，硅藻巖瀝青復合改性瀝青混合料各項指標符合路面設(shè)計［1］指標要求，試驗路取得了良好效果。

1）試驗路鉆芯取樣。在拌和樓對瀝青混合料取樣，并對試驗路進行鉆芯取樣9個，厚度在5.0-6.5cm之間，平均厚度5.9cm；毛體積平均值2.414 g/cm3；最大理論密度2.529 g/cm3；芯樣空隙率在4.5%-5.5%之間，實現(xiàn)了有效質(zhì)量控制。

2） 壓實度檢測結(jié)果。在試驗路的壓實度檢測中，除了少數(shù)鉆取幾個芯樣檢測壓實度外，大量采用無核密度儀檢測和控制壓實度的無損檢測方式，以減少對路面的人為損壞。隨機抽取16個點，壓實度在93.4%-95.6%之間，壓實度控制較好，壓實均勻性也得到較好保證。

3）滲水系數(shù)檢測結(jié)果。除采用無核密度儀控制壓實度外，還采用滲水系數(shù)法加強對壓實度的控制，以保證路面的殘留空隙率符合預期要求。試驗路滲水系數(shù)檢測15個點，在80.5-140.9 mL/min之間。滲水系數(shù)小，效果佳。

4）構(gòu)造深度檢測結(jié)果。項目在多雨地區(qū)，為保證面層抗滑構(gòu)造深度，以鋪砂法進行測定，確?？够项A期要求。試驗路檢測15個點，在0.59-0.68mm之間。構(gòu)造深度均滿足降雨量＞1 000mm時構(gòu)造深度≥0.55mm的要求。

表4 K0+000 - K2+000、K37+010 - K81+478路段檢測結(jié)果

表5 K2+000 - K37+010路段檢測數(shù)據(jù)

5 項目回訪

項目2年缺陷責任期滿時，進行回訪檢測。主要檢測平整度、構(gòu)造深度、車轍、摩擦系數(shù)、滲水指標。

1）回訪檢測情況。回訪檢測時，按縱坡大小進行分段檢測，K2+000-K37+010縱坡較大，增加了滲水及擺式摩擦值檢測，結(jié)果見表4、表5。

從檢測結(jié)果來看，平整度指標合格率維持較高水平，反映抗滑性能的構(gòu)造深度指標參考《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50-2006）中規(guī)定評定，合格率高，說明路面抗滑性能較好，各檢測指標值及合格率均比較理想。

2）達到要求。通過對硅藻巖瀝青復合改性瀝青混凝土路平整度、構(gòu)造深度及車轍指標檢測可知，各項檢測指標符合設(shè)計要求，項目通過2年的運營，各項指標值及合格率良好。

經(jīng)過本項目的應(yīng)用，“硅藻復合改性瀝青混合料關(guān)鍵技術(shù)研究及擴大應(yīng)用”課題研究成果可以用于高溫、多雨、潮濕、瀝青面層厚度低于5.5cm的半剛性瀝青路面，對東南亞、東盟國家和中老、中緬經(jīng)濟走廊瀝青路面建設(shè)和我省道路建設(shè)具有技術(shù)支撐作用。