USP溫拌改性瀝青混合料應用技術分析

江冠文，胡美娟，何仲強

(廣州肖寧道路工程技術研究事務所有限公司，廣東 廣州 510000)

0 引 言

公路工程是交通運輸建設的重要結構，在現代工程建設期間國家對于生態環保技術的應用尤為重視，在保證工程建設質量的同時也要實現對生態環境的保護與資源利用率的提升。USP溫拌改性瀝青混合料應用技術，是利用溫拌改性劑與瀝青混合料進行充分攪拌，來強化公路瀝青混合料質量的同時節約施工材料，其施工原理簡單易懂，操作便捷度較高，因而對其技術應用進行分析具有現實意義。

1 USP溫拌改性瀝青混合料

1.1 USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術指標概述

針對USP溫拌改性瀝青混合料施工技術應用的指標方面，還沒有統一的規劃標準，USP溫拌改性劑種類比較多樣，在具體應用期間能夠發揮的拌合作用成效也存在差異，部門地區設置的施工技術指標之間相互不通用。基于此，在其施工技術應用規范標準方面，還是以JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范中熱拌瀝青混合料路面的相關要求執行[1]。在應用溫拌技術開展施工期間需要強化溫拌施工的充分性和易操作性，最終利用施工技術拌合而成的瀝青混合料質量與性能要達到優質的狀態，以實現技術應用的價值和作用。

1.2 USP溫拌改性瀝青混合料技術應用的施工材料

USP溫拌改性瀝青混合料技術應用的施工材料主要包括瀝青、集料、溫拌改性劑和溫拌改性瀝青混凝土等，每一類施工材料的應用都需要保證材料質量與適用性。在瀝青材料使用當中，常用的是殼牌70#瀝青類型。在材料使用之前，需要按照瀝青混合料試驗規程來對材料的各項性能指標進行檢測，根據檢測結果確定應用材料符合質量標準之后才能投入使用。

在集料應用方面，由于溫拌瀝青混合料施工期間的拌合溫度相對比較低，需要應用含水量充足的集料種類，這樣才能在溫拌技術施工溫度環境當中保證瀝青混合料拌合充分性。并且集料在應用之前需要對材料清潔度進行檢查，不能將其他的雜物帶入混合料當中，保證集料混合應用時能夠與溫拌改良瀝青進行充分的黏合。

溫拌改良劑的應用，目前我國公路工程當中比較常用的溫拌改良劑都是進口種類，售賣的價格比較高，應用成本方面比較高。國產USP溫拌改性劑近些年應用也逐漸普遍起來，其應用能夠促進瀝青混凝土性能的優化提升，在施工期間能夠加強瀝青混凝土黏合性能。國產的USP溫拌改性劑當中包含塑料粉和有機助劑、橡膠粉，這三種材料按照相應科學比例進行混合，產生化學反應最終形成USP溫拌改性劑產品，在正常溫度下改良劑是處于粘稠的液體狀態，保證密封性良好的狀態下，保質期是兩年，具有良好的穩定性能。

溫拌改性瀝青混凝土材料是將瀝青原材料與USP溫拌改性劑在規范溫度環境下進行充分攪拌、混合，形成USP溫拌改性瀝青混合材料。其實相對來說USP溫拌改性瀝青混凝土的攪拌施工與熱拌技術有異曲同工之妙，都可以應用大型的專用攪拌設備進行生產作業。

2 USP溫拌改性瀝青混合料應用前期施工技術分析

2.1 施工設備

USP溫拌改性瀝青混合攪拌技術的施工技術原理相對比較簡單，設備的應用只需要引進正常的瀝青混合攪拌機械設備即可，但是在施工設備準備的時候要注意回收的粉塵處理不能直接應用。回收粉塵所形成的礦粉細度無法達到0.075 mm，含量也小于75%，整體的狀態不具備穩定性，回收的礦粉當中包含多樣化的雜質結構，不符合施工要求。

而且礦粉密度與含水量性能都與溫拌技術應用規范要求不相符合。基于此，針對粉塵回收方面，需要做到只回收但不利用，其他的壓實機械、運輸機械、攤鋪設備等都需要根據具體施工設計規范，對設備類型、數量、運行參數等內容進行明確。

2.2 基層施工

在進行USP溫拌瀝青混合料攤鋪之前，需要對基層結構進行相應的準備處理，對基層材料的密度、強度、平整度與含水度等性能進行檢測，保證基層結構質量。然后對基層表面進行清潔，不要有雜物，根據基層的具體情況設置相應的封層，強化各層結構的粘合度。

2.3 路用性能分析

應用改性瀝青混合料進行道路施工之前，需要對混合料的路用性能展開分析，確保材料能夠滿足工程施工要求。結合這一目標，需要完成前期混合料配制試驗，合理確定USP改性劑、瀝青、集料和級配等各部分組成。采用馬歇爾法，能夠完成混合料擊實試驗。具體來講，就是雙面分別擊實50次，然后在110 ℃的條件下進行保溫。經過24 h的保溫后，在雙面分別擊實25次，之后按照相關技術標準進行混合料性能分析。從試驗結果來看，能夠確定混合料的油石占比達到5%，此時試件穩定度能夠達到最大。

對混合料的高溫穩定性展開分析，需要在室內環境下開展車轍試驗，利用試驗機進行往復測試，使車輪在路面往返行走。混合料中包含活性物質，隨著時間推移，材料中各項指標將有所提升，因此要求在一定時間和溫度條件下對混合料性能進行測試。在試驗過程中，需要達到42次/min的行走速度，溫度應當達到60 ℃。經過反復碾壓8次，然后在110 ℃保溫箱中對試件進行24 h養護。取出后應立即進行往返4次碾壓，在室溫下逐步冷卻，重新進行混合料穩定性分析。通過分析可以發現，試件在45 min內將產生3.8 mm左右的變形量，在達到60 min后變形量變化不大，約達到3.9 mm，動穩定度平均能夠達到7 395次/mm。通過分析可以發現，混合料在高溫條件下依然可以保持較大的穩定性，用于進行道路施工能夠使路面獲得良好的抗車轍性能，有效延長道路的使用壽命。

為確定混合料的水穩定性，需要按照公路工程瀝青混合料試驗規程選擇試驗方法開展測試。具體來講，就是利用水煮法對集料和瀝青的粘附性進行測試，并使用浸水馬歇爾方法和凍融劈裂方法對混合料的穩定性進行測試。開展劈裂試驗，能夠對施工現場路面抵抗外力破壞的能力進行模擬測試，做到有效評價混合料的路用性能。在試驗過程中，由于凍融劈裂試驗需要達到較為嚴格的要求，因此可以得到更加準確的試驗結果，使混合料路用性能接近施工現場實際情況，能夠為全面反映混合料水穩定性提供依據。將該項指標當成是核心展開分析，可以發現混合料劈裂強度比達到82.7%，殘留穩定度能夠達到87.3%，粘附性能夠達到5級。在滲水試驗中，可以確定車轍板試件保持了良好的密實性，說明混合料粘合性較高，能夠滿足改性瀝青混合料配制要求。結合相關技術標準可知，在多雨潮濕地區，要求改性瀝青混合料的凍融強度能夠達到80%以上，殘留穩定度則需要達到85%以上。根據試驗結果可知，通過添加改性劑可以增強混合料的低溫抗疲勞性能，最終獲得的USP溫拌混合料可以滿足各項性能指標要求，能夠在道路施工中可靠應用。

3 USP溫拌改性瀝青混合料應用技術具體施工

3.1 USP溫拌改性瀝青混合料的混合攪拌施工

為避免工程出現質量問題，需要對混合料的原材料進行嚴格的質量控制，在工程中通過多次實踐發現，工程質量不合格的原因往往在于攪拌施工過程中使用的材料不具備合格的質量。在進行混合料配比時，需要在進場時對瀝青以及改良劑相關信息進行詳細的檢查，核對完成之后對其進行性能檢驗，當其檢驗的結果完全符合相關規定時才可以進場。檢測時可以利用新興信息技術進行數據的采集和分析以確保結果高效準確。為了保證檢測質量真實可信，需要對檢測工作進行嚴格的監管。進行取樣和制樣工作時，監理人員需要在取樣、制樣現場監管，試件制作完成之后，需要將樣品的相關信息實時上傳到混凝土信息系統，系統能夠將信息數據包括取制樣時間、上傳時間、取制樣地點等自動記錄下來。為了確保取制樣工作的真實性，監督人員需要對取制樣的過程進行抽驗，查看其是否存在弄虛作假的行為，當發現施工單位以次充好時，需要追究各方責任。除此之外，為了更好地在工程中進行混合攪拌工作，需要工作人員設置科學的配合比，在必要的時候可以將完善配合比的工作委托給專業性較強的質量檢測中心，該中心可以按照不同工程實際施工中所需性能保障USP溫拌改性瀝青混合料滿足質量評定標準。一般來說，USP溫拌改性瀝青混合料混合攪拌之前，將瀝青與USP溫拌改性劑進行混合處理，比例控制在13%，瀝青攪拌溫度為100 ℃。在加入集料進行混合時要將溫度提升至120 ℃左右，具體溫度提升標準也要根據含水量情況進行合理控制，混合攪拌施工的時長要比正常時間多10 s，強化攪拌充分性和黏合質量。在具體混合攪拌施工期間，施工人員要對攪拌過程進行觀察，保證施工質量。

3.2 USP溫拌改性瀝青混合料的材料運輸

USP溫拌改性瀝青混合料的出料溫度要進行嚴格的控制，出料時溫度要保持在110 ℃左右的狀態[2]，這是由于材料在運輸的過程中溫度會有一定的下降，在運輸期間也要做好保溫處理。為確保材料運輸工作的順利完成，需嚴格檢查運輸單，確保材料準確無誤且狀態良好。混合攪拌好的USP溫拌改性瀝青混合料在成品之后，要在6 h之內進行攤鋪施工，這樣材料應用質量水平最佳。另外，在材料運輸的過程中要保證車輛環境的整潔，在車廂的表面設置一層隔離劑，在裝車的過程中要按照規范順序進行，保證混合料裝載期間能夠保持良好的黏合狀態。同時由于混合料的出料要求較高，因此為了確保其施工時質量較好，最好在出料地點附近展開混合攪拌工作，降低材料運輸對材料質量的影響。

3.3 USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪施工

為了避免施工不規范影響施工工作，應明確混合料的攤鋪施工要點，加強施工的管控。工程管理人員應當對混合料鋪攤施工的進度進行有計劃地檢查與調整，確保施工的執行情況與完成狀態在計劃之內，及時指出施工中出現的不當問題并要求施工人員立即改善，確保混合好的瀝青混合料能夠在規定時間之內得到合理的應用。瀝青混合料的質量可以通過管理人員積極地調整施工計劃實現，將時間與人力資源向關鍵性的施工步驟傾斜。USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪溫度需要控制在90 ℃左右的狀態，溫度上下差異不能超過10 ℃。攤鋪的設備應用螺旋布料器和熨平板，攤鋪的寬度要根據施工實際進行科學的設計和控制。在攤鋪施工過程中，要對攤鋪銜接的部位質量進行嚴格的控制，避免混合料離析，在機械攤鋪時要結合人工輔助，對離析的材料進行補充，保證銜接結構質量。

3.4 USP溫拌改性瀝青混合料的壓實施工

USP溫拌改性瀝青混合料壓實施工的常用設備類型為鋼輪振動壓路機、膠輪壓路機等，壓實施工分為四個階段：初壓、復壓、終壓和二次碾壓，通過反復壓實來強化壓實度，保證混合料與基層的充分黏合，形成堅實的整體結構。在前三個壓實階段施工期間，需要保證其施工溫度不能低于60 ℃。初壓過程中采用鋼輪壓路機進行多次靜壓，靜壓次數控制在3～4次；復壓過程中用鋼輪振動機械和膠輪壓路機進行結合應用，其中膠輪壓路機壓實次數控制在7次左右；在終壓施工期間最少要壓實兩次，根據實際壓實效果合理調節壓實次數。USP溫拌改性劑作用之下，壓實施工完成之后，混合料的凝固需要比較長的時間，因而在終壓之后需要間隔一天的時間，再進行二次碾壓施工，二次碾壓施工必不可少，只有進行科學的二次碾壓，才能夠達到理想中的施工效果。

3.5 USP溫拌改性瀝青混合料質量檢測與交通開放

在USP溫拌改性瀝青混合料施工期間，不需要進行封路處理，可以正常通行車輛，這對壓實施工沒有不良的影響作用，但由于此類混合料需要花費較長的時間才能夠完全固化，因此其需要在二次碾壓工作完成之后再進行質量檢測，確保檢測的結果準確。在所有施工環節都完成之后，要對路面結構質量進行檢測，結構檢測是質量控制中不可或缺的一環。在對USP溫拌改性瀝青混合料的各項質量性能參數進行檢測時尤其需要注重其力學性能檢測，只有檢測結果合格才能夠確保該路段性能滿足施工質量要求。在應用該技術進行檢測時，需要對該路段進行剛度、強度等數據的采集，確保其質量能夠支撐整體結構的穩定，質量達標之后，等到混合料的溫度降到50 ℃，就可以開放路段進行使用[3]。

4 結束語

USP溫拌改性瀝青混合料施工技術應用，能夠優化公路路面工程施工簡易度、質量和效率，因而在我國公路路面工程當中的應用越加普遍。在具體技術施工期間，一定要對施工混合料溫度進行合理、嚴格的控制，保證USP溫拌改性瀝青混合料之間的混合充分性與黏合度，從而充分發揮技術應用的優勢，促進施工環保與節能性能的充分實現。