王守闯,王士崇
(河南省光大路桥工程有限公司,河南 濮阳 457000)
泡沫沥青混合料技术可降低沥青混合料生产的运行温度,实现了减少资源浪费,降低成本。2020 年在濮阳文明路修建中,利用温拌泡沫沥青混合料技术铺筑的2523.25m 面层,经过将近一年的通车,使用效果较好,具有应用推广价值。
文明路(濮范高速-S101)新建道路工程位于河南濮阳市清丰县,呈南北走向,起于濮范高速,终点止于S101,路线全长2523.25m,道路红线为50m。道路等级为城市主干道路;设计车速50km/h。车道设计路面结构如表1 所示。
表1 路面结构层
热拌技术和温拌技术与冷拌技术对比如表2 所示。
表2 热拌技术和温拌技术与冷拌技术对比
AC-13 温拌沥青混合料级配情况如表3 所示。
表3 AC-13 温拌沥青混合料级配
根据对不同种类沥青发泡特性的试验研究,通过试验分析,4.1%的泡沫沥青用量下,沥青混合料的技术性能指标满足要求,且各项指标性能最优[1]。
使用沥青试验机进行发泡试验,每次进行平行试验4~5 次,然后取其平均值。结果如表4 所示。
表4 沥青发泡温度和发泡用水量的确定试验结果
由试验结果可知,沥青满足规范要求。试验最终确定70#沥青的发泡温度为160℃,发泡用水量为3%,沥青发泡倍数为10 倍,半衰期为8s。图1 为沥青膨胀率和半衰期曲线。
图1 沥青膨胀率和半衰期曲线
马歇尔稳定度试验如表5 所示,马歇尔空隙率试验如表6 所示。干湿劈裂强度比如表7 所示,动稳定度试验如表8 所示。
表5 马歇尔稳定度试验
表6 马歇尔空隙率试验
表7 干湿劈裂强度比
表8 动稳定度试验
集料根据上述试验确定的级配添加矿料。沥青存放在沥青罐内,发泡沥青温度控制在160℃以内。必须有稳定连续的干净水供应。
车辆的运输能力大于现场摊铺能力,满足现场施工的要求,运输过程中采用篷布覆盖防止散落、防止污染[2]。
摊铺时做到缓慢、匀速、连续摊铺,不得随意停机、掉头。
碾压应密实,压实度符合规范要求。
(1)混合料性能试验。取样放入恒温箱,恒温1~2h 后进行试验,试验结果如表9 所示。
表9 沥青混合料试验
(2)旋转压实试验结果如表10 所示。
表10 混合料旋转压实试验结果对比
由此可见,泡沫沥青温拌混合料技术可实现较好的压实度,在达到压实功后亦可达到与热拌混合料相
同的密度和压实度。
2021 年9 月,笔者对濮阳市清丰县文明路泡沫沥青路面进行质量检测,结果表明泡沫沥青路面具有较好的路面结构承载能力[3]。
文明路沥青面层施工正值10 月中旬,气候凉爽,生产施工时环境温度10~19℃。沥青混合料生产所用粗集料平均含水率0.5%,0~5mm 细集料平均含水率1.7%,集料常规温度为7~10℃。通过对沥青混合料拌的温度和天然气用量的对比分析,进行综合效益分析,如表11 所示。
表11 节能及经济效益分析
采用温拌混合料技术可使生产温度降低20~35℃,节约能耗25%以上。此外,二氧化碳等其他有害物质的排放量明显减少。
(1)工程实践证明,泡沫沥青温拌混合料的生产温度低,其可操作性良好。
(2)节能降耗25%以上。由于泡沫沥青混合料材料是在常温下材料进行拌和,节省了能源和原材料,使得路面总体造价降低。
(3)温拌泡沫沥青混合料能够提高路面结构承载能力,从而延长道路的使用寿命。
(4)使用道路工程已通车将近1 年,使用状况良好,无裂缝、车辙、拥包等病害,但仍需对已铺筑的路面进行更长期的跟踪与评测,对其耐久性做进一步研究。