買永雅
摘? 要:早期修建的瀝青路面多采用熱拌瀝青混合料,因熱拌瀝青施工溫度要求高,在生產(chǎn)環(huán)節(jié)瀝青、集料需高溫加熱,將會消耗大量能源,且排放廢氣等污染物,危害環(huán)境質(zhì)量。為了克服熱拌瀝青缺陷,更好地保護生態(tài)環(huán)境,節(jié)約能源,溫拌瀝青得到了廣泛應用。此類材料可以降低瀝青黏度,改善瀝青材料高溫性能。該文結(jié)合具體工程案例,對溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計、應用技術(shù)要點進行了分析與探討,以期全面提升工程質(zhì)量,延長路面使用壽命。
關(guān)鍵詞:溫拌技術(shù);瀝青混合料;工程概況
中圖分類號:U414? ? ? ? ? 文獻標志碼:A
0 引言
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國交通運輸事業(yè)也取得了顯著的成績。公路交通建設(shè)作為我國重要的基礎(chǔ)性國民經(jīng)濟產(chǎn)業(yè),能夠降低運輸成本、縮短運輸時間、帶動沿線產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對促進經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了積極的作用。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國90%以上的高等級公路均采用瀝青路面結(jié)構(gòu),瀝青作為路面施工的主要材料,在我國公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴大的過程中,需求量也越來越高。同時,隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展,早期修建的大量公路工程逐步進入大中修階段,將產(chǎn)生大量廢舊瀝青混合料,此時,選用泡沫廠拌冷再生施工技術(shù),可以充分利用廢舊瀝青材料,降低成本,提高施工效果。
1 工程概況
某公路工程全長13.2 km,所處地區(qū)四季分明,夏熱冬寒,雨熱同期。若選用熱拌施工方案,施工工期緊張,只能在5~9月份施工。此外,該地區(qū)道路兩邊建筑物較多,人口量大,瀝青混合料施工將排放大量廢氣,對周邊環(huán)境污染較大,若交通長時間封閉,將會對人們的正常生活造成諸多不便。為了降低施工難度,緩解施工壓力,可采用溫拌瀝青混合料施工。
2 溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計分析
2.1 原材料選擇
2.1.1 瀝青結(jié)合料
從正規(guī)廠家采購瀝青材料,根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,采用保證SBS改性瀝青材料,其各項指標應滿足規(guī)范要求,并在70℃以上控制其軟化點。
2.1.2 集料
集料分為2種。1)粗集料。采用堅硬、潔凈、干燥的優(yōu)質(zhì)石料作為粗集料,且其各項指標均滿足規(guī)范要求。2)細集料。按照施工規(guī)范要求,合理采用細集料,保證其各項指標符合規(guī)范規(guī)定。根據(jù)工程實際情況,以機制砂作為瀝青混合料細集料。
2.1.3 填料
采用石灰?guī)r、強基性巖石等作為瀝青混合料礦粉,保證其干燥、潔凈,且能由礦粉倉內(nèi)自由流出,各項質(zhì)量指標均滿足規(guī)范要求。
2.1.4 溫拌添加劑
相比同類型熱拌瀝青混合料,在瀝青混合料內(nèi)摻加適量溫拌添加劑后,拌和、碾壓環(huán)節(jié),均可降低加熱溫度,一般可降30℃左右。
2.2 配合比設(shè)計分析
因該路段交通量大,軸重在額定荷載之上,因此采用粗型混合料進行溫拌改性瀝青混合料AC-13型配合比設(shè)計,要求把礦料級配進行骨架密實結(jié)構(gòu)型調(diào)換,級配范圍見表1。
該工程為AC-13型混合料,13.2 mm為最大公稱粒徑,2.36 mm為分類的關(guān)鍵篩孔,此通過率在40%以下,因此,可將其級配看做是粗型密級配。根據(jù)相關(guān)要求,可按4檔料組成AC-13混合料,其配比如下:10 mm~15 mm∶5 mm~10 mm∶機制砂∶礦粉=25∶26∶45∶4。
2.3 確定混合料出料及養(yǎng)生溫度
為保證施工質(zhì)量,必須做好施工溫度控制,尤其是混合料出料及養(yǎng)生階段的溫度。根據(jù)溫拌瀝青施工設(shè)計要求,待完成拌和作業(yè),在溫拌混合料出料之后,需做2 h養(yǎng)生處理,并確定成型測試指標,通過旋轉(zhuǎn)壓實儀,建立了溫度與空隙率之間的關(guān)系。根據(jù)相關(guān)試驗分析可知,出料溫度不同,則成型后試件的空隙率也有所不同,根據(jù)空隙率大小,可確定出料溫度及養(yǎng)生溫度最佳值。但在確定溫度前,應先擬定油石比,根據(jù)同級配熱拌改性瀝青混合料AC-13最佳油石比,預估4.9%為溫拌瀝青混合料油石比。據(jù)試驗結(jié)果表明,當出料及養(yǎng)生溫度為145℃時,空隙率為3.5%;當溫度為135℃時,空隙率為4.0%;當溫度為125℃時,空隙率為4.6%。說明出料溫度從145℃逐步下降至125℃時,空隙率呈上升趨勢?;诮?jīng)濟性原則,決定采用4%空隙率下的出料及養(yǎng)生溫度,即135℃。
2.4 混合料體積指標
按照上述分析,可采用4.9%作為預估油石比,確定最大理論相對密度及毛體積相對密度,并在此基礎(chǔ)上,對空隙率(VV)、礦料間隙率(VMA)、飽和度(VFA)等進行計算,具體見表2。
因該地區(qū)四季分明,夏熱冬寒,混合料按4%空隙率設(shè)計,根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求,VMA>14%,VFA可控制在65%~75%。根據(jù)表2,VMA為14.4%,VFA為72.2%,均在規(guī)范要求以內(nèi),則說明按照上述配合比設(shè)計具有可行性。
3 溫拌瀝青混合料的應用技術(shù)要點
3.1 施工拌和
根據(jù)要求,可在拌和站集中拌和材料。在拌和過程中,需合理控制瀝青和集料加熱溫度,出料溫度需控制在
120 ℃~140 ℃。按照試驗確定的生產(chǎn)配合比,按比例投放瀝青結(jié)合料等材料,保證用量準確。在整個拌制過程中,要具有均勻性,無花白、結(jié)團等問題。拌和之后,需及時運輸至現(xiàn)場,不宜存儲。
3.2 運輸施工
根據(jù)混合料生產(chǎn)能力等實際情況,確定運輸車用量。運料前,要保證運輸車內(nèi)潔凈,避免污染混合料。在裝料前,需要將一層潤滑劑均勻地涂抹到車廂側(cè)板、底板部位,避免混合料與車廂板黏結(jié)。裝料時,可分3次完成裝料處理,順序為“前-后-中”。運輸過程中,車廂需采用帆布等材料全面覆蓋,避免混合料蒸發(fā)過快,影響混合料質(zhì)量。卸料時,應與攤鋪機之間保持安全距離,避免碰撞。完成之后,需及時清理車廂。
3.3 攤鋪施工
溫拌瀝青混合料的攤鋪施工工藝要求連續(xù)、緩慢地進行攤鋪施工,攤鋪速度控制在每分鐘2 m~4 m,在整個過程中,嚴禁隨意更變速度、中斷、急轉(zhuǎn)彎等。若因路面寬度問題,無法一次性完成攤鋪,需進行擋板加設(shè)及切邊處治,并將黏層油涂抹到接觸處。在攤鋪施工中,需做好傳感器高程控制,在再生混合料內(nèi),埋設(shè)螺旋布料器,盡可能地避免混合料離析。
3.4 碾壓施工
對于溫拌瀝青混合料施工來說,壓實度是否符合設(shè)計要求極為重要。根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況,可分初壓、復壓、終壓3個階段完成碾壓施工。1)選擇DD110雙鋼輪壓路機施工,碾壓遍數(shù)為2~3遍,速度控制在1.5 km/h~3 km/h。2)復壓。采用22 t單鋼輪壓路機施工,碾壓遍數(shù)為3~4遍,速度控制在2 km/h~3.5 km/h。3)終壓。采用膠輪壓路機施工,碾壓遍數(shù)為4~6遍,速度控制在3 km/h~4 km/h。完成施工后,要保證無明顯輪跡,壓實度滿足設(shè)計要求。
3.5 養(yǎng)護施工
結(jié)束上述施工后,需做一定時間的自然養(yǎng)護,當路表溫度降至50℃以下,即可開放交通。在整個養(yǎng)護階段,需做好養(yǎng)生記錄工作,保證路面養(yǎng)護質(zhì)量。
3.6 質(zhì)量檢測
完成施工后,可對路面質(zhì)量進行檢測,該文主要對路面構(gòu)造深度、壓實度等指標進行檢測,結(jié)果見表3。
由此可見,在施工攤鋪中,混合料攤鋪溫度相比熱拌瀝青混合料攤鋪溫度較低,但攤鋪厚度、構(gòu)造深度、壓實度等均在規(guī)范值范圍內(nèi),施工性能良好,則表明溫拌瀝青混合料施工可滿足設(shè)計要求,具有良好的施工效果。
4 結(jié)語
綜上所述,在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,我國公路建設(shè)事業(yè)也取得了顯著的成績。但在公路規(guī)模持續(xù)擴大的同時,也會帶來一定的環(huán)境污染問題,尤其是瀝青加熱產(chǎn)生的廢氣污染?;诃h(huán)保、節(jié)能理念,溫拌瀝青混合料在公路路面施工中得到了廣泛應用,相比熱拌瀝青,溫拌瀝青加熱溫度相對較低,且不會產(chǎn)生廢氣污染,可達到節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低成本的目的。在具體施工過程中,只有嚴格按照施工要求,做好各項施工準備工作,規(guī)范施工工藝,提高施工技術(shù)水平,才能更好地推進公路行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
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