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公路工程溫拌瀝青施工技術初探

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  摘 要:伴隨我國社會經濟的快速發展,公路工程建設規模不斷擴大,不僅有效拉動經濟發展,也為人們日常出行提供極大便利。溫拌瀝青技術是一種新型、有效的施工技術,可有效提升公路的安全性、舒適性及整體質量。溫拌瀝青技術的應用,可解決許多施工問題,增強道路結構穩定性,降低施工作業難度,使公路使用壽命大幅延長,改善其通行能力,對公路事業發展具有十分重要的意義。
  關鍵詞:溫拌瀝青;作用機理;高溫穩定性
  1 溫拌瀝青作用機理
   熱拌瀝青、冷拌瀝青是傳統瀝青混合料的兩種形式,熱拌瀝青混合料路面具有較高的結構強度及較好的穩定性。目前這種技術在我國等級較高的路面結構中大量應用。但熱拌瀝青混合料施工中將產生極大的有害氣體,對環境與人將造成極大的危害。在環境日益惡化的今天,溫拌瀝青技術誕生,這種技術具有熱拌、冷拌兩種技術的優勢,在公路工程路面施工中得到了廣泛的應用。溫拌瀝青或瀝青混合料(Warm Mix Asphalt,簡稱WMA),是利用相應技術方式,在溫度較低的情況下確保瀝青能夠進行拌和施工作業,并確保溫拌瀝青技術水平高于HMA的使用性能。
   (1)高溫穩定性。高溫條件下或長期高荷載作用下瀝青路面都會出現嚴重變形現象,其中還包含無法恢復的永久變形,進而出現路面病害,如車載、擁包等。瀝青混合料高溫穩定性是指在高溫作用下瀝青混合料能夠對車輛荷載的反復作用予以抵抗,且不會出現嚴重的永久變形,確保路面平整度的特性。一般可選用車轍試驗對溫拌再生瀝青混合料高溫穩定性進行評價。
   1)試驗方法。瀝青拌和完成后,即可進行車轍試件制作,在一定條件下沿同一軌道利用一定荷載輪子進行來回行走,在變形穩定階段對混合料產生1mm變形車輪所行走的次數進行測量,記錄,也可稱為動穩定度DS。
   2)試驗結果與分析。在溫拌或正常拌和條件下,再生瀝青混合料高溫車轍試驗結果為:以AC-20為再生瀝青混合料類型分析,溫拌DS動穩定度為2872次/mm;正常拌和DS動穩定度為3154次/mm。
   由此可見,相比正常拌和DS動穩定度,溫拌時較低,DS動穩定度值與規范規定(DS≥ 800次/mm)相符。
   (2)低溫抗裂性。作為路面結構面層,氣溫條件對瀝青路面影響較大,如氣溫較低,低溫收縮變形現象極易產生,但因面層受基層摩阻力,或路面無限連續板體可約束收縮變形等因素的影響,瀝青面層內部極易出現拉應力。相比瀝青混合料極限抗拉強度,拉應力較高時,瀝青路面將產生裂縫。為此,瀝青混合料必須具備良好的低溫抗變形能力。一般可選用低溫小梁彎曲試驗用于溫拌再生瀝青混合料低溫抗裂性評價。
   1)試驗方法。以-10.5℃~-9.5℃作為試驗溫度范圍,通過每分鐘50mm的速率,對瀝青混合料小梁跨中進行集中荷載施加,直到斷裂破壞,并對試件跨中荷載和撓度之間關系曲線進行準確記錄。通過破壞時的跨中撓度進行瀝青混合料破壞彎拉應變地計算,在低溫條件下,瀝青混合料的破壞彎拉應變逐步增加,低溫柔韌性、抗裂性則越好。
   2)試驗結果及分析。在溫拌與正常拌和條件,再生瀝青混合料的小梁彎曲試驗。由此可得,在拌和溫度不同的情況下,瀝青混合料彎曲應變基本相同,且都與規范要求(規定值≥2300με)相符。
  2 工程概況
   某公路工程總長度為14.8km,根據整體規劃要求,需進行5.4km主線基層、面層鋪筑。該路段為輔道路段,所在地光照充足,降雨較少,四季分明,雨熱同期。如選用熱拌瀝青混合料施工,施工時間較短,只有4個月,為5月~9月,由施工方面來看,此工程施工工期緊張,任務大。為降低施工難度,決定選用溫拌瀝青混合料進行施工,可有效增加施工周期,減小施工難度。為此,選用200m作為試驗段進行施工。
  3 公路工程溫拌瀝青施工技術要點
   (1)添加溫拌劑。為滿足溫拌瀝青路面施工要求,需將溫拌劑自動添加裝置設置到瀝青混合料拌和樓內。噴射瀝青材料后,經3s即可將溫拌劑噴入,兩者噴入時間基本一致,同時要求兩者噴灑范圍大致重合。為將拌和時形成的水汽順利排出,拌和鍋必須開啟一個排氣口,孔徑需控制在30cm以上。相比混合料拌和區高度,設置排氣口的高度應更高,只有這樣才能順利排除氣體。除此之外,為防止蒸汽將粉料帶走,拌和溫拌混合料后,可選取礦粉后加法施工,噴灑完溫拌劑之后,應保證基本散完汽水,待6s之后,再次進行礦粉摻加。
   (2)拌和施工。相比普通瀝青混合料,需合理控制瀝青、集料加熱溫度。根據拌和施工要求,需先進行2到3秒鐘礦料干拌施工,隨后將瀝青噴入,噴灑時間可控制在3秒左右,待噴灑結束后,即可進行DAT添加劑噴入,此時應對噴灑情況進行詳細觀察,避免出現噴灑失誤。待檢查無誤后,可再次進行礦粉摻加,最后進行30秒鐘濕拌施工,保證拌和均勻。
   (3)混合料運輸。因施工階段氣候較低,并具有較遠運距,需將苫布覆蓋到車頂,且將保溫材料加設到車壁四周,做好保溫工作,防止混合料運送至施工現場后,溫度過低無法使用。同時,應詳細檢查車廂的清潔程度,避免裝料前存在其他材料殘留物,并將一層脫模劑均勻涂刷到車廂底板、側板位置。通過跟蹤檢測運料車了解到整個運輸過程中溫拌瀝青混合料溫度僅下降了10℃,相比熱拌瀝青混合料下降的30℃,降溫速度較慢,在運輸距離較遠的情況下此類材料更具適應性。
   (4)混合料攤鋪及碾壓。 混合料攤鋪施工前,需徹底清理干凈混凝土基層,并進行粘層油鋪灑,待檢查質量滿足設計要求后,即可進行面層攤鋪施工。要求先預熱熨平板,預熱時間需控制在1小時以內,并合理控制其預熱溫度。除此之外,只有和混合料設備表面有接觸的部位,都應進行油水混合液的均勻涂刷,防止與粒料粘黏。
   整個攤鋪施工中,必須及時啟動振動器振搗、夯錘作用,保證路面壓實度滿足設計要求,根據施工規定,需在85%以上控制預壓密實度。攤鋪機施工需具有連續性,要求每分鐘在2到3m之間合理控制攤鋪速度。
  4 結束語
   綜上所述,隨著社會的不斷進步,我國快速提升的科學技術水平使公路建設得到了突飛猛進的發展。在公路工程中,溫拌瀝青混凝土路面施工作為重要的一項內容,其施工水平的高低直接影響到整個公路工程的質量好壞,因此施工單位需要在溫拌瀝青路面的各個階段對施工規范嚴格執行,對施工原則認真遵守,從而進一步提升公路路面施工質量。
  參考文獻:
  [1]曾文彬,溫士俊.泡沫瀝青溫拌技術在間歇式瀝青攪拌設備上的應用[A].2014全國公路養護技術學術年會論文集路面卷[C].2015.
  [2]楊昆.溫拌再生瀝青混合料路用性能的影響因素分析[J].交通世界,2017(25).
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