USP温拌改性沥青混合料施工技术研究

苏 加 强

(云南省公路科学技术研究院，云南 昆明 650051)



USP温拌改性沥青混合料施工技术研究

苏 加 强

(云南省公路科学技术研究院，云南 昆明 650051)

从原材料选择和配合比设计、施工准备、施工工艺等环节出发，分析了USP温拌改性沥青混合料的施工技术，研究表明:USP温拌改性沥青混合料应严格控制集料含水量和粉尘含量；拌和时间延长10 s左右；压实后养生24 h，再进行二次碾压。

USP温拌改性，施工技术，拌和，摊铺，压实

国家要求公路建设推广应用温拌沥青铺路技术、交通建设材料循环利用技术，推进生态文明建设和实现可持续发展。USP是一种温拌改性剂，它以废旧塑料和废旧橡胶为母料，与有机助剂混合而成；再按一定比例直接与基质沥青混合，形成USP温拌改性沥青。这项技术应用，工艺操作简单，利于变废为宝、节能减排，促进环境保护。经实践验证，USP温拌改性沥青混合料能够满足各项路用性能指标。本文对USP温拌改性沥青混合料的施工技术进行分析，供工程界参考。

1 USP温拌改性沥青混合料

1.1 USP温拌改性沥青混合料技术指标

虽然我国已经有部分省市制定了相关温拌沥青混合料施工技术指南，但在使用不同的温拌剂时，各项性能差异性很大，无通用性。因此，在进行温拌沥青混合料技术的研究和施工时，仍按JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范中热拌沥青混合料路面的相关要求执行。应用温拌技术的工程，要保证温拌特性，施工和易性增强，温拌沥青混合料在路用性能方面甚至超过相同类型及级配的热拌沥青混合料。今后在不断地工程实践中，归纳总结出我国温拌沥青混合料的各项技术指标。

1.2 原材料选择及USP温拌改性沥青混凝土

1)沥青。改性沥青性质是否优良与作为母体材料的基质沥青有很大的关系。本文中基质沥青统一采用壳牌70号沥青，按JTG E20—2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程的要求对基质沥青的各项性能指标进行了测试检测结果,如表1所示。各项指标都符合规范要求。

2)集料。温拌沥青混合料的拌和温度比热拌沥青混合料的拌和温度要低，因此温拌沥青混合料对集料含水量的要求较高，同时要注意防止集料离析。对于温拌沥青混合料所使用的集料，除含水量外，还应特别注意集料表面洁净无杂质及其与温拌改性沥青的粘附性。本文施工的集料为石灰岩，各项性能和施工标准均符合规范。

3)温拌改性剂。目前工程中采用的温拌剂大多是进口的，如Evotherm,Sasobit，Aspha-Min等，价格较贵，经济性欠佳。本文采用

的是国产USP温拌改性剂，可以使沥青混凝土的高温稳定性能、抗低温冻裂性能得以大大提高，同时还使得沥青混凝土在低温、常温下具有满足施工要求的和易性。USP温拌改性剂是将橡胶粉、塑料粉、有机助剂，三者按照一定的比例掺配，化学法合成USP改性剂，常温下呈粘稠液态，密封存放两年不离析，质量稳定；且三者比例可以微调，以适应特定的路用性能和工程实践的需求。改性剂技术指标见表2。

表1 壳牌70号基质沥青检验指标

表2 USP改性剂技术指标

4)温拌改性沥青混凝土。USP温拌改性沥青则是将一定比例的基质沥青和USP温拌改性剂在规定温度下拌和均匀的均质体。USP温拌改性沥青混凝土的生产工艺则与热拌沥青混凝土相似，可采用大型沥青混凝土搅拌设备生产。本文中研究的USP温拌改性沥青混凝土矿料级配采用AC-13型，铺筑面层6 cm厚，配合比、油石比、改性剂掺配比例(改性沥青重量内掺)见表3。

表3 沥青混合料配合比设计 %

2 施工前期准备

2.1 设备机械准备

目前大多数温拌技术都需要添置新设备或者对原有设备进行改造，而USP温拌剂的添加工艺非常简单容易操作，只需与基质沥青混合均匀即可，因此对现有的热拌沥青混合料设备无需改造。但回收的粉尘不能直接用作矿粉，原因主要有以下几点：

1)矿粉的细度要求通过0.075 mm含量大于75%，回收的矿粉很难达到且不稳定；

2)矿粉要求用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石磨细的纯矿粉，而回收的矿粉含有一定土等杂质；

3)矿粉的密度要求不小于2.5 t/m3，而回收的矿粉达不到；

4)矿粉的含水量要求不大于1%，而回收的矿粉含水量大，还有固块。

因此要特别注意的是粉尘回收再利用装置，设置成只回收不利用。运输、摊铺和压实机械根据试验段铺筑确定施工机械类型、数量及组合方式，确定松铺系数和生产工艺流程。

2.2 基层准备

进行摊铺温拌沥青混合料之前，应使基层材料的密实度、结构强度、平整度、含水量等满足规范要求，还要对基层进行清扫除尘，必要时要喷洒透层油、粘层油或者做封层，确保层间粘结力和防水。本文中采用的是在水泥稳定碎石基层上加一层乳化沥青碎石封层。

3 USP温拌改性沥青混合料施工工艺

3.1 USP温拌改性沥青混合料拌和

USP温拌改性沥青混合料在拌和前，已经将USP温拌改性剂与基质沥青按照13%的比例拌和，改性沥青的温度控制在100 ℃。集料的加热温度控制在120 ℃。集料的温度可根据集料的含水量调整，以干燥为准。混合料的拌和时间要比普通沥青混合料的拌和时间延长10 s，以保证沥青与集料之间的充分裹附，避免出现花白料。拌和设备采用三一重工的热拌沥青拌和设备，见图1。

3.2 USP温拌改性沥青混合料运输

USP温拌改性沥青混合料出料温度在110 ℃左右，考虑运输距离导致的温度散失，仍需采取保温措施，使用沥青混合料转运车或者对混合料采取覆盖保温。经实践证明，USP温拌改性沥青混合料生产后6 h内摊铺压实，均能满足施工要求。运输车厢内要保证洁净，并在车厢表面涂抹隔离剂。装料时要按照前、后、中的次序进行装料，以减少混合料的离析。

3.3 USP温拌改性沥青混合料摊铺

USP温拌改性沥青混合料的摊铺温度范围90 ℃±10 ℃，这是根据沥青的粘温曲线和变温击实试验结果所得。摊铺设备采用螺旋布料器和熨平板，将摊铺宽度设置到适宜的宽度，两幅之间应有50 mm～100 mm左右的搭接。在摊铺过程中搭接处沥青混合料易离析，安排了专门的技术操作人员，人工及时去除离析料，补回正常料。

3.4 USP温拌改性沥青混合料压实

压实设备主要有：钢轮振动压路机、胶轮压路机。压实过程分为：初压、复压、终压和二次碾压。USP温拌改性沥青混合料的压实温度较低，但是初压、复压、终压都应在尽可能高的温度下进行，压实温度控制在60 ℃以上。初压用钢轮压路机静压4遍，复压先用钢轮振动压实2遍，再用胶轮压路机压实6遍～8遍，终压用钢轮压路机静压至少2遍。由于USP温拌改性剂的特性，USP温拌改性沥青混合料压实后，混合料中的有机助剂还没有完全挥发，延长了沥青混合料的固化时间，因此在施工24 h后对路面再进行二次碾压，保证其压实度。只要摊铺压实工作能够及时，USP温拌改性沥青混合料可实现在0 ℃以下施工。施工现场压实过程见图2。

3.5 USP温拌改性沥青混合料检测与开放交通

施工过程中，不需要封路，车辆可以有序行驶，对路面压实没有影响。温拌改性沥青混合料施工结束后，技术人员要对路面进行钻芯取样，测定路面密度，同时检测其他路用性能，待路面混合料冷却至50 ℃后即可完全开放交通。USP温拌改性沥青混合料，虽然车辆的行驶不影响其性能，但是固化时间较长，检测工作安排在二次碾压之后。

4 结语

USP温拌改性沥青混合料施工和易性和路用性能都能达到规范要求，表明USP温拌改性沥青混合料可广泛用于干线公路沥青面层的铺筑，特别适用于超薄面层和长大隧道面层的铺筑。应加强对温拌沥青混合料施工技术的研究，积累施工经验，以实现在更低温度下的施工应用。USP温拌改性沥青混合料为解决“黑色污染”和“白色污染”找到了一条有效路径，使它们变废为宝，节约了宝贵的石油资源，符合国家关于资源重复利用、提倡循环经济的大政方针，应该得到大力的推广和应用。

[1]JTG F40—2004,公路沥青路面施工技术规范.

[2]王立久，刘 慧.骨架密度型沥青混合料集料级配设计方法.中国公路学报，2008，21(5):6-9.

[3]JTG E20—2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程.

[4]裴建中，邢向阳.温拌沥青混合料施工技术研究.筑路机械与施工机械化，2010(3):41- 44.

Study on construction technology of USP warm mix modified asphalt

Su Jiaqiang

(ResearchInstituteofHighwayScienceandTechnologyofYunnanProvince，Kunming650051，China)

Construction technology about USP warm mix modified asphalt is studied by analyzing raw material, the mix proportion design, construction preparation and technology. The research indicates that: the water and dust content of USP warm mix modified asphalt should be controlled, the mixing time is ten seconds longer, it needs 24 h for asphalt solidification after compaction, and then secondary compacting.

USP warm modified, construction technology, mix, paving, compact

1009-6825(2015)01-0103-02

2014-10-23

苏加强(1973- )，男，高级工程师

TU535

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