王东珂 吕永涛
摘 要:在公路事业进步的背景下,养护维修工作愈发重要,对养护技术提出了较高的要求,其中,温拌沥青混合料的应用,值得引起高度探讨。基于此,本文详细分析了施工要点,希望能够为实际养护工作提供参考和借鉴,提高公路的养护质量。
关键词:温拌沥青混合料;公路养护;应用
1 温拌技术的分类
1.1 沥青发泡技术
发泡技术的本质是降低沥青的粘度,来提高沥青混合料低温情况下的施工和易性。实际施工过程中,首先将沥青加热到一定温度,然后通过设备将水喷入热沥青之中,通过水分的蒸发产生的水蒸气,水蒸气在一定压力作用下进入沥青的结构体系中,来达到降低沥青粘度的作用。
1.2 有机添加剂
目前在温拌沥青混合料生产过程中常用到的有机添加剂为蜡,蜡的熔点相对降低,能够在低于100℃下进行融化,从而起到降低沥青混合料施工温度的作用,同时能够兼顾润滑作用。
1.3 表面活性技术
表面活性技术是目前温拌沥青混合料技术中一种较为先进的技术,温拌沥青混合料技术不是通过改变沥青的粘度,但可以影响集料与沥青间的微观界面,促使微观界面间的摩擦降低。
2 温拌沥青混合料在公路养护中的技术优势
沥青混合料在生产过程中加热到较高温度会产生沥青烟,采用温拌沥青混合料技术降低了沥青的拌和温度,从而有效的减少了有害气体的排放,在一定程度提高了对环境和施工人员健康的保护。降低了沥青混合料的拌和温度,集料的加热度需要燃烧的燃料减少,起到了节约能源,同时提高沥青混合料的生产效率。减轻了沥青混合料拌和过程中沥青的老化。沥青的老化过程会随着温度的升高而加快,而采用温拌沥青混合料技术降低了生产以及摊铺施工过程中的温度,沥青的老化也得到减轻,对于延长路面使用寿命十分有益。延长沥青混合料的施工季节,可以在气温相对较低的环境下进行沥青混合料的施工,增加了公路养护作业施工的灵活性、便利性。
3 温拌沥青混合料路用性能分析
根据确定的设计级配组成来准备沥青混合料,混合料选用的原材料集料为石灰岩,沥青采用70#基质沥青,按照马歇尔试验方法制备沥青混合料试件,测定沥青混合料马歇尔指标,通过马歇尔试验指标确定沥青混合料的确定最佳沥青用量为7%,温拌剂的掺量采用产品的推荐用量为沥青用量的8%,对热拌沥青混合料和温拌沥青混合料进行验证,沥青混合料温度下降20~30℃左右的条件下,马歇尔试件各项体积指标满足要求,8%掺量的温拌剂起到了改善沥青混合料的工作性的作用。同时添加温拌剂还可以采用与热拌沥青混合料相同的级配设计,便于温拌沥青混合料在实际施工过程中的推广和应用。
4 温拌沥青混合料拌和流程
推荐采用矿粉后加法,具体添加顺序为:矿料(纤维)—沥青(延时2s~3s添加DAT)—延时5s~6s加矿粉—湿拌—结束。其中,如果需要加纤维,则需保证纤维与矿料干拌时间不少于6s;DAT的喷入量与沥青质量比为5∶95,DAT在沥青开始喷洒后延时2s~3s开始喷入,喷入时间需控制在8s~10s以內,且必须保证在沥青喷洒结束之前完成浓缩液的喷洒,在沥青喷洒结束后延后5s~6s添加矿粉,避免在水蒸气排出时添加矿粉(影响矿粉计量精度),减少矿粉损失和减少矿粉堵塞概率。
如果遇到拌和设备程序不能实现矿粉后加,具体添加顺序更改为:矿料十矿粉(纤维)—延时4s~5s加沥青(延时2s~3s添加DAT)—湿拌—结束。通过安装喷洒杆的位置和喷头的方向,确保温拌剂喷洒扇面与沥青喷洒扇面基本重叠,避免温拌剂直接与石料接触。生产添加纤维的沥青混合料时,纤维必须在混合料中充分分散、拌和均匀。拌和机应配备同步添加装置,松散的絮状纤维可以在喷入沥青的同时或稍后采用风送设备喷入拌和锅,拌和时间宜延长6s以上。颗粒纤维可在粗集料投入的同时自动加入。
温拌添加剂添加设备(DAT)需具备准时、足量、自动化添加的功能。应采用相应的配套专用设备,添加设备的技术要求详见《DAT喷洒设备技术标准》。为了尽快排除拌和过程产生的水汽,拌和锅需打开孔径不小于50cm的排气口,排气口的设置高度稍大于混合料拌和区高度,以便气体顺利排出。
5 温拌沥青混合料的摊铺及碾压
摊铺工序按照普通热拌沥青混合料技术标准操作即可。摊铺宽度不超过6m时需要配置2台钢轮压路机、1台胶轮压路机;摊铺宽度超过6m时,采用3~4台钢轮压路机、2台胶轮压路机。针对不同气候特征、不同路面结构形式推荐碾压组合,具体的碾压组合根据试验段试铺情况确定。气候条件不利因素较多时,采用胶轮压路机进行初压有助于压实。但是为了避免轮迹,需尽早安排钢轮振动压实。
在碾压作用下,温拌沥青混合料的沥青胶浆的挤出效应与热拌时有显著的不同,在碾压时可以采用胶轮部分替代振动钢轮的复压作用。在进行橡胶改性沥青混合料及SMA混合料摊铺时,初压必须保证足够的振动碾压,复压采用胶轮压路机,且需保证胶轮碾压时混合料的温度不低于135℃。在不能进行振动碾压的场合,必须采用胶轮。
总之,揉搓和振动作用对温拌沥青混合料的压实至关重要。在钢轮压路机吨位足够而且能够调整振动频率和幅度的情况下,全钢轮碾压队列可以完成温拌混合料的压实(初压高幅低频,复压低幅高频)。胶轮参与压实对于提高上部密实度有明显好处。对于低温季节施工,胶轮直接或在钢轮初压仅一遍后开始碾压,此时胶轮承担初压和复压的一部分,但复压的后一部分由(低幅高频)振动压路机承担,以便充分消除轮迹。对于骨架密实型结构,比如SMA或橡胶沥青等路面结构,初压必须保证足够的振动碾压,复压采用胶轮压路机,并且需要保证胶轮碾压时混合料的温度不低于135℃。
6 结语
目前我国公路大部分进入到养护维修阶段,存在着相应的不确定因素,需要更加全面的控制。在这样的背景下,必须结合实际情况,把握沥青混合料的特点,对其性能进行详细分析,把握其施工温度,做好拌和与摊铺施工,保障材料的有效应用。通过科学合理的步骤,对细节进行控制,提高温拌沥青混合料的路用性能,促进公路养护工作的顺利进行。
参考文献:
[1]王贤良,陈尚,刘昭.温拌橡胶沥青混合料级配路用性能试验研究[J].西安建筑科技大学学报(自然科学版),2018(06):90-91.
[2]吴涛,周琅.拌和温度对温拌沥青混合料相关特性的影响研究[J].黑龙江交通科技,2018(12):89-90.