溫拌瀝青在冬季施工中應(yīng)用

1、溫拌瀝青在冬季施工中的應(yīng)用溫拌瀝青技術(shù)是一種通過物理或化學(xué)作用，降低瀝青高溫黏度，從而使瀝青在相對(duì)較低的溫度條件下與集料拌與，且不降低熱拌瀝青混合料性能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低溫環(huán)境施工。正是由于這樣的特性，現(xiàn)在也開始在低溫施工中開始漸漸使用溫拌技術(shù)。如河北的張石高速公路，天定高速公路等。溫拌技術(shù)在低溫環(huán)境下的應(yīng)用，大大地延長了施工的時(shí)間，同時(shí)其原有的改性作用也提高了路面的性能。因此，溫拌低溫施工在交通基礎(chǔ)建設(shè)中具有廣闊的發(fā)展前景。近幾年隨著溫拌技術(shù)的不斷成熟完善，在國內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛。一方面在市政工程應(yīng)用中主要具有節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；另一方面在高等級(jí)公路工程，其中在隧道內(nèi)施工應(yīng)用最為廣

2、泛，大大改善了隧道瀝青路面施工的工作環(huán)境；此外，有的工程中采用溫拌瀝青技術(shù)來代替SBS改性瀝青技術(shù)，譬如云南昆明西北繞城高速公路采用EC-120溫拌劑替代了SBS改性瀝青技術(shù)一次性鋪筑了約50萬itf的溫拌改性瀝青路面，并取得了很好的效果。本文以貴州清織高速公路路面第十一合同段鋪筑溫拌瀝青技術(shù)試驗(yàn)段，介紹溫拌在低溫施工時(shí)的具體應(yīng)用。一、項(xiàng)目背景該項(xiàng)目依托工程為G76廈（廈門）蓉（成都）高速公路貴州境內(nèi)清鎮(zhèn)至織金段路面第H一合同段，路線起訖樁號(hào)為K32+200-K66+060,設(shè)計(jì)里程33.85km,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為高速公路雙向四車道，設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h,路面設(shè)計(jì)寬度為24.5m,路面結(jié)構(gòu)采用瀝青

3、混凝土。路面結(jié)構(gòu)組合：上面層為4cmSMA-13,中面層為6cmAC-20,下面層為8cmAC-25,瀝青混合料為30萬t。在11月份之后，連續(xù)的低溫讓處于路面施工高峰的施工單位處于施工的尷尬境地。在施工過程中，施工單位中交一公局廈門公司采取了多項(xiàng)保溫措施，但是依然不能在5c以下攤鋪SMA路面。同時(shí)在別的項(xiàng)目也都存在著這樣的問題。為了能夠如期完成年底通車的任務(wù)，經(jīng)過項(xiàng)目辦、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)控單位等多次論證，最后決定采用有機(jī)降黏型的溫拌劑來解決低溫施工的問題。本標(biāo)段采用了EC-120溫拌改性劑。為驗(yàn)證溫拌瀝青技術(shù)在010C低溫條件下施工效果，在清鎮(zhèn)至織金段高速公路選取了兩個(gè)不同的路段各1km,分別進(jìn)

4、行上面層SMA-13與中面層AC-20的路面低溫鋪筑試驗(yàn)。二、材料集料本試驗(yàn)路采用的粗集料為玄武巖，細(xì)集料為石灰?guī)r機(jī)制砂；集料的各項(xiàng)性能指標(biāo)能夠滿足公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程中的相關(guān)要求。瀝青上面層混合料采用“東?！迸芐BS改性瀝青，中、下面層采用“昆侖”牌70號(hào)普通基質(zhì)瀝青。溫拌劑該項(xiàng)目選用新型節(jié)能環(huán)彳溫拌改性添加劑EC-12aEC-120溫拌改性劑是一種聚烯煌類的有機(jī)降黏劑，其熔點(diǎn)為100C,采用干摻法工藝，即在加入瀝青時(shí)，直接投放入拌與樓中，添加比例為瀝青用量的3.5%。三、配合比設(shè)計(jì)礦料級(jí)配選擇室內(nèi)試驗(yàn)按照J(rèn)TCF42-2005JTG052-2002與設(shè)計(jì)文件要求對(duì)路面上面層、中面層熱拌瀝青

5、混凝土混合料進(jìn)行配合比試驗(yàn)，在級(jí)配范圍內(nèi)調(diào)整合成級(jí)配。經(jīng)過多種配合比綜合分析后，選定推薦的油石比：SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石混凝土為6.1%、AC-20中粒式瀝青混凝土為4.2%。四、配合比驗(yàn)證溫拌瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中附錄B、C進(jìn)行。溫拌瀝青混凝土也通過目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)滿足熱拌瀝青混合料的相關(guān)技術(shù)要求。在進(jìn)行配合比試驗(yàn)時(shí)，溫拌相應(yīng)的操作溫度比熱拌降低20C。其中，SMA-13瀝青混合料中木質(zhì)素纖維用量為瀝青混合料的0.35%。試驗(yàn)結(jié)果可知，在降低成型溫度20c情況下，添加EC-120溫拌劑的SMA13瀝青混合料與

6、AC20瀝青混合料體積指標(biāo)、穩(wěn)定度、水穩(wěn)定性能及高低溫性能均可以滿足JTGF40-2004技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)要求。五、溫拌技術(shù)施工情況由于瀝青瑪蹄脂碎石混凝土對(duì)冬季施工氣溫更加敏感，難以壓實(shí)。故本文重點(diǎn)對(duì)SMA-13上面層溫拌試驗(yàn)路的冬季施工應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。六、溫拌瀝青技術(shù)冬季施工的注意事項(xiàng)由于該路段地處貴州畢節(jié)市織金縣海拔1300多米的山區(qū)，冬季12月2月份氣溫常處于10c以下，夜間甚至出現(xiàn)負(fù)溫，導(dǎo)致瀝青混凝土溫度損失較快。采取溫拌瀝青技術(shù)改進(jìn)措施，并做好施工過程中各工序的溫度控制，以減少溫度損失。采用本項(xiàng)目溫拌瀝青技術(shù)，提高瀝青混凝土的高溫性能，克服因低溫環(huán)境及施工條件等因素影響產(chǎn)生的壓實(shí)

7、度不夠、推移及裂紋等瀝青路面缺陷。七、拌與生產(chǎn)EC-120溫拌改性劑添加方式為“干摻法”，可以采用人工或自動(dòng)投料兩種作業(yè)方式，在噴入熱瀝青的同時(shí)加入EC-120溫拌改性劑，與熱瀝青一起進(jìn)行濕拌。現(xiàn)場采取投料機(jī)自動(dòng)投料的方式，熱集料加熱溫度控制在160170c之間。干拌總時(shí)間控制在3540s左右，以拌與均勻無花白料為宜。溫拌瀝青混合料出料溫度約為150160C。其他方面控制與普通改性瀝青混合料相同。施工過程中拌與樓出料正常，瀝青裹附均勻，無花白料。現(xiàn)場實(shí)測，溫拌瀝青混合料出料溫度控制在148160C,出料時(shí)瀝青煙塵等有害氣體明顯減少。試驗(yàn)路施工所用拌與樓為4000型間歇式拌與樓，其參數(shù)設(shè)置如下：

8、骨料溫度165C,瀝青溫度165C,干拌拌與時(shí)間8s,濕拌拌與時(shí)間40s,單盤料質(zhì)量3900kg，產(chǎn)量約為200t/h,每盤料的生產(chǎn)周期約為65s。八、混合料運(yùn)輸混合料運(yùn)輸采用大噸位自卸汽車，運(yùn)料車前后移動(dòng)，分前、后、中三次堆料，以減少集料離析現(xiàn)象。在運(yùn)輸前，過磅房檢查出料溫度，滿足要求后用蓬布覆蓋并扣牢后運(yùn)輸。九、攤鋪與碾壓攤鋪機(jī)就位后，按計(jì)算的松鋪厚度調(diào)整熨平板高度，攤鋪前將攤鋪機(jī)熨平板預(yù)熱到100c左右，將瀝青混合料從自卸車卸至攤鋪機(jī)受料倉斗內(nèi)攤鋪，攤鋪速度控制在23min。從攤鋪現(xiàn)場看，鋪面整體均勻性良好，碾壓時(shí)混合料無推移。檢測人員在施工現(xiàn)場選取5個(gè)位置進(jìn)行溫度檢測，其對(duì)應(yīng)的溫拌攤鋪

9、溫度分別為148C、152C、154C、151C、149C,攤鋪溫度平均值為150.8C。保證碾壓質(zhì)量是溫拌瀝青施工的關(guān)鍵。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，試驗(yàn)路采用的碾壓方式及溫度如下。(1)初壓：采用鋼碾壓路機(jī)前靜后振全幅碾壓3遍，碾壓速度為23km/h,現(xiàn)場5個(gè)位置的初壓溫度分別為：143C、146C、148C、147C、145Co(2)復(fù)壓：采用膠輪壓路機(jī)全幅碾壓4遍，碾壓速度為4km/h,現(xiàn)場5個(gè)位置的復(fù)壓溫度分別為：135C、136C、134C、137C、133Co(3)終壓：采用鋼碾壓路機(jī)靜壓1遍光面，碾壓速度為4km/h,現(xiàn)場碾壓終了溫度遠(yuǎn)高于90C,符合規(guī)范要求。十、施工檢測根據(jù)以往的工程應(yīng)用

10、經(jīng)驗(yàn)，加入EC-120溫拌改性劑后，在降低混合料拌與及成型溫度的情況下，仍然能很好地保證混合料各項(xiàng)指標(biāo)不下降，甚至一些指標(biāo)有所提高。本文將從拌與樓取生產(chǎn)熱料對(duì)比熱拌瀝青混合料與溫拌瀝青混合料的馬歇爾空隙率，瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度，凍融劈裂強(qiáng)度比與低溫彎曲梁。十一、溫拌效果檢測本文對(duì)比了拌與生產(chǎn)過程中熱拌瀝青混合料與添加EC-120的溫拌瀝青混合料馬歇爾空隙率。可知，添加了EC-120溫拌劑后，在降低了20c成型溫度情況下，馬歇爾試件的空隙率雖然有所上升，但仍滿足中相關(guān)的技術(shù)要求，說明EC-120溫拌劑能夠有效降低瀝青的高溫黏度，降低瀝青混合料的成型溫度，具有較好的溫拌效果。十二、高溫穩(wěn)定性能檢測

11、本試驗(yàn)采用車轍試驗(yàn)，按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程中的要求進(jìn)行車轍試驗(yàn)，使用輪碾成型機(jī)成型300mmx300mmx50mm的試件，試驗(yàn)溫度為60C,試驗(yàn)輪接地壓強(qiáng)為0.7MPa?？芍诮档土?0c成型溫度情況下，添加EC-120溫拌劑可以大大改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，動(dòng)穩(wěn)定度提高約35%。十三、水穩(wěn)定性能檢測由于采用凍融劈裂實(shí)驗(yàn)檢測殘留劈裂強(qiáng)度以檢驗(yàn)混合料的抗水損害能力，其條件比一般的浸水實(shí)驗(yàn)更苛刻一些，故本文采用凍融劈裂試驗(yàn)對(duì)比評(píng)價(jià)溫拌與熱拌瀝青混合料的水穩(wěn)定性能?？芍砑覧C-120溫拌劑的凍融劈裂強(qiáng)度比基本與熱拌瀝青混合料的基本持平，說明在降低了20c成型溫度情況下，溫拌S

12、MA瀝青混合料的水穩(wěn)定性能沒有降低，能夠滿足規(guī)范要求。十四、低溫性能檢測本文采用低溫彎曲梁試驗(yàn)對(duì)比評(píng)價(jià)瀝青混合料的低溫穩(wěn)定性能。可知，添加EC-120溫拌劑的低溫小梁最大彎拉應(yīng)變比基本與熱拌瀝青混合料的基本持平，添加EC-120溫拌劑瀝青混合料低溫性能能夠滿足規(guī)范要求。卜五、施工后路面質(zhì)量檢測在路面施工的第2日進(jìn)行現(xiàn)場鉆芯取樣，滲水系數(shù)及平整度檢測，通過檢測鉆芯試件的壓實(shí)度滿足規(guī)范要求，在冬季低溫施工且降低施工溫度情況下，添加溫拌劑不影響路面施工的壓實(shí)效果；此外，其滲水系數(shù)及平整度等指標(biāo)也滿足規(guī)范要求。結(jié)語通過廈蓉高速公路貴州境內(nèi)溫拌瀝青試驗(yàn)路應(yīng)用表明，摻加EC-120溫拌改性劑瀝青混合料在冬季低溫施工且降低施工溫度情況下，仍可以滿足路面施工的壓實(shí)效果；此