袁媛

摘 要：本文將結(jié)合吉懷高速公路某隧道瀝青路面工程，分析長(zhǎng)隧道瀝青路面施工帶來的問題及原因，闡述長(zhǎng)隧道瀝青路面施工應(yīng)對(duì)措施和方案，并詳細(xì)介紹乳化瀝青溫拌混合料在長(zhǎng)隧道中的適宜性和應(yīng)用技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高速公路；長(zhǎng)隧道；瀝青混凝土；乳化瀝青溫拌；施工方案

中圖分類號(hào)：U416.217

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422（2013）08-0139-03

1 前言

近年來隨著高速公路的迅速發(fā)展，瀝青混凝土以其舒適、快捷、維修養(yǎng)護(hù)方便、噪聲小的特點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用。越來越多的山區(qū)高速公路也選擇了在隧道內(nèi)鋪筑瀝青混凝土路面，但隧道獨(dú)特的地理、環(huán)境因素使得鋪筑隧道瀝青混凝土與常見的瀝青路面施工工藝有較大的差異。如何在長(zhǎng)大隧道中施工好瀝青路面，對(duì)施工組織管理、施工技術(shù)提出了很高要求。

2 工程概況

吉懷高速公路路面第37合同段K51+540～ K77+780段，全長(zhǎng)26.248km。其中桐木坳隧道全長(zhǎng)1922m（屬于長(zhǎng)隧道）單幅寬7.75m，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)。路面設(shè)計(jì)方案是上、下2層改性瀝青混凝土，上面層是4cmAC—13（C），下面層是6cmAC—20（C）。

該隧道瀝青路面工程特點(diǎn)和施工難點(diǎn)：

2.1 由于該隧道較長(zhǎng)，通風(fēng)條件有限，瀝青混合料施工過程中，隧道內(nèi)混合料的熱量加上機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的熱量難以有效散失，隧道內(nèi)的溫度會(huì)維持在較高位，容易使得各種施工機(jī)械水溫和油溫過高造成開鍋，造成不必要的停機(jī)怠工。

2.2隧道內(nèi)斷面較小，施工機(jī)械設(shè)備較多，光線不足，視野不好，噪聲較大，質(zhì)量和安全隱患突出。

2.3 傳統(tǒng)熱拌瀝青混合料在攤鋪過程中會(huì)散發(fā)出有害氣體，加之機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的廢氣不能及時(shí)散發(fā)，隧道內(nèi)的有害氣體濃度會(huì)越來越高，對(duì)施工人員的呼吸系統(tǒng)造成傷害，不利于施工人員的身體健康。

3 施工應(yīng)對(duì)措施和方案

3.1 隧道內(nèi)的通風(fēng)方案

在兩側(cè)洞口各安裝T35-11 型 11 kW 的大功率通風(fēng)機(jī) 2 臺(tái)，配備3臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)供電。通風(fēng)機(jī)置于隧道兩邊的排水溝蓋板上，具體通風(fēng)方向是在攤鋪機(jī)前方的洞口，從外向里抽，壓路機(jī)后的洞口，由里向外抽，用于在自然風(fēng)速過低，洞內(nèi)空氣流動(dòng)不暢的情況下增加隧道內(nèi)空氣流動(dòng)速度，保持新鮮空氣，保證現(xiàn)場(chǎng)氧氣比例。為了防止攤鋪機(jī)因水溫或油溫過高導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)，應(yīng)該采用換水或使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)著攤鋪機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)吹，盡快降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。

3.2 照明方案

配備4臺(tái)csh-dz02 帶發(fā)電機(jī)式可升降移動(dòng)照明燈，用于現(xiàn)場(chǎng)照明。 攤鋪機(jī)前面安排1臺(tái)，用于自卸車和指揮人員照明，有專人照看，隨攤鋪機(jī)前進(jìn)而向前移動(dòng)。 攤鋪機(jī)后部固定安裝 1 臺(tái)，用于質(zhì)量人員隨時(shí)檢查攤鋪質(zhì)量和施工人員處理兩側(cè)與路緣石銜接部位。在靠后部位兩側(cè)排水溝上部蓋板上各1 臺(tái)，給壓路機(jī)碾壓提供照明，安排專人負(fù)責(zé)按照碾壓段落調(diào)整照明方向和向前移動(dòng)，使機(jī)械操作手和現(xiàn)場(chǎng)施工人員能看清每個(gè)角落。

3.3 安全技術(shù)方案

3.3.1所有施工人員必須經(jīng)體檢合格后方能上崗，每人均要配戴好防毒口罩，洞內(nèi)作業(yè)安排于平時(shí) 2 倍的工作人員進(jìn)行2h1 次的輪流作業(yè)，輪流休息。 現(xiàn)場(chǎng)開水、淡鹽水和保?。ㄇ鍥觯╋嬃媳仨毠?yīng)充足，以滿足施工人員飲用和降溫需要。

3.3.2隧道內(nèi)作業(yè)嚴(yán)禁吸煙用火，攤鋪機(jī)上配備一定數(shù)量的干粉滅火器，洞口外停放滿載水車2 臺(tái)以上備用。同時(shí)開工前，作業(yè)地點(diǎn)和時(shí)間應(yīng)向當(dāng)?shù)毓蚕啦块T備案。

3.3.3安排專人進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)交通指揮，搞好隧道口交通管制。禁止非施工車輛和無關(guān)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)域，排除和減少其他干擾因素。運(yùn)料車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人指揮，為減少廢氣排放，每次進(jìn)洞不超過5輛。進(jìn)入隧道內(nèi)汽車低速行駛，打開近光燈，以保證交通安全。進(jìn)洞后一律?？吭谒淼烙覀?cè)的行車道上。 預(yù)留超車道為應(yīng)急通道，并保持通道暢通。 料車駛?cè)胧┕^(qū)等待倒料時(shí)要熄火，以免隧道內(nèi)產(chǎn)生過多的廢氣。

3.3.4在攤鋪機(jī)前設(shè)專人指揮卸料車倒車，無關(guān)人員一律不得在作業(yè)面內(nèi)停留；攤鋪后的瀝青混凝土如無必要嚴(yán)禁施工人員在上面行走，如果確實(shí)需要處理攤鋪質(zhì)量缺陷才可上去，但是在壓路機(jī)碾壓路線上嚴(yán)禁停留。

4 瀝青混凝土的選擇、技術(shù)原理

考慮到隧道較長(zhǎng)，傳統(tǒng)熱改性瀝青混凝土的高溫和氣體排放可能導(dǎo)致隧道內(nèi)施工環(huán)境更加惡劣，影響施工人員的身體健康和施工進(jìn)度。業(yè)主、設(shè)計(jì)院和施工單位一致同意變更設(shè)計(jì)方案，將原10cm改性瀝青混凝土設(shè)計(jì)方案變更為10cm改性乳化溫拌瀝青混凝土。

乳化瀝青溫拌混合料是一種以特制的乳化瀝青為結(jié)合料，拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150℃～180℃）和冷拌瀝青混合料（常溫）之間，性能與熱拌瀝青混合料相當(dāng)?shù)囊环N新型瀝青混合料。

4.1乳化瀝青溫拌技術(shù)原理

溫拌乳化瀝青技術(shù)用的乳化瀝青通常含有較高的軟化點(diǎn)和蒸發(fā)殘留物含量（一般在70%左右），應(yīng)用溫度在80℃左右。當(dāng)乳化瀝青與熱石料接觸時(shí)，乳化瀝青中的大部分水分將被瞬間蒸發(fā)掉，殘留水分質(zhì)量?jī)H占瀝青膠結(jié)料質(zhì)量的0.2%左右。然而，這部分水分對(duì)瀝青混合料起到潤(rùn)滑劑作用，使瀝青混合料的拌和、攤鋪和壓實(shí)溫度都得到了較大程度地降低。

4.2乳化瀝青溫拌混合料性能分析

本工程上面層石料為玄武巖，礦料級(jí)配為 AC—13。下面層石料為石灰?guī)r，合礦料級(jí)配為AC—20。合成礦料級(jí)配如表1所示。

在瀝青混合料設(shè)計(jì)階段，采用的瀝青膠結(jié)料為用于生產(chǎn)SBS乳化瀝青的SBS改性瀝青，其性能指標(biāo)見表2，經(jīng)試驗(yàn)確定的油石比分別為5.6%（AC—13）和4.4%（AC—20）。

所采用的SBS改性乳化瀝青的性能檢測(cè)結(jié)果見表3。根據(jù)乳化瀝青蒸發(fā)殘留物試驗(yàn)結(jié)果，換算得到乳化瀝青溫拌混合料的油石比分別為8.2%（AC—13）和6.5%（AC—20）。

在瀝青混合料性能驗(yàn)證階段，通過車轍試驗(yàn)獲得的動(dòng)穩(wěn)定度DS來評(píng)價(jià)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性能，通過凍融劈裂試驗(yàn)獲得的劈裂強(qiáng)度比TSR來評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。此外，還通過旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)比較了兩種不同瀝青膠結(jié)料的混合料在不同成型溫度下的壓實(shí)性能。

為了檢驗(yàn)高溫穩(wěn)定性，成型車轍試件，試件尺寸為300 mm ×300mm × 50 mm，車轍試驗(yàn)的試驗(yàn)溫度為60℃，輪壓0.7 MPa，車輪行走速度42次/min，試驗(yàn)時(shí)間1h。結(jié)果見表4。

由于乳化瀝青溫拌混合料中含有占瀝青膠結(jié)料質(zhì)量0.2%左右的水分，這部分水分在瀝青混合料中起到潤(rùn)滑劑的作用，使乳化瀝青溫拌混合料具有良好的施工和易性。而良好的施工和易性使得混合料中的空隙分布更加均勻（圖1），從而保證乳化瀝青溫拌混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分布均勻。這也是乳化瀝青溫拌混合料的動(dòng)穩(wěn)定度高于相應(yīng)的熱拌瀝青混合料的原因。

所謂水損壞是指瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下，由于汽車荷載的作用，進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸作用，水分逐漸滲入瀝青與集料界面上，使瀝青黏附性降低并逐漸喪失黏結(jié)力。瀝青混合料的抗水損壞能力是保證路面水穩(wěn)定性能的關(guān)鍵因素之一，本文通過凍融劈裂試驗(yàn)確定的凍融劈裂強(qiáng)度比來評(píng)價(jià)混合料的水穩(wěn)定性能。結(jié)果見表5。

從表5可知，在其他試驗(yàn)材料和試驗(yàn)條件完全相同情況下，乳化瀝青溫拌混合料的水穩(wěn)定性能與相應(yīng)的熱拌瀝青混合料相當(dāng)。

為考察乳化瀝青溫拌混合料的壓實(shí)性能，試驗(yàn)中選用AC-13礦料級(jí)配，在不同壓實(shí)溫度下經(jīng)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型試件。旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀參數(shù)為：壓實(shí)角1.25 0、壓力600 kPa，設(shè)定壓實(shí)次數(shù)為100次。試驗(yàn)過程中，還對(duì)比研究了SBS改性瀝青混合料在不同溫度下的壓實(shí)性能。結(jié)果見圖2。

從圖2可知，相同的壓實(shí)溫度下，乳化瀝青溫拌混合料的壓實(shí)度更高，即更易于壓實(shí)。在相同的壓實(shí)度下，乳化瀝青溫拌混合料的壓實(shí)溫度比SBS改性瀝青低30℃左右。在100℃—130℃的壓實(shí)溫度范圍內(nèi)，乳化瀝青溫拌混合料的壓實(shí)度僅提高0.6%，而在120℃-150℃的壓實(shí)溫度范圍內(nèi)，相應(yīng)SBS改性瀝青混合料的壓實(shí)度提高了1.5%?？梢姡榛癁r青溫拌混合料的可壓實(shí)溫度范圍更寬。

4.3乳化瀝青溫拌混合料氣體排放

由于拌和溫度和攤鋪溫度的降低，在乳化瀝青溫拌混合料生產(chǎn)過程中，各種氣體排放得到了很大程度降低。表6為國(guó)家環(huán)境分析測(cè)試中心分別在拌和樓和攤鋪現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的氣體排放數(shù)據(jù)。表7為拌和廠燃油消耗檢測(cè)數(shù)據(jù)。

表6、表7的檢測(cè)結(jié)果表明，與熱拌瀝青混合料相比，乳化瀝青溫拌混合料更加節(jié)能環(huán)保，瀝青煙等有害氣體排放降低50%以上，這使得乳化瀝青溫拌混合料非常適合隧道等通風(fēng)不暢項(xiàng)目施工。對(duì)比攤鋪現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工環(huán)境也表明，乳化瀝青溫拌混合料更適合于隧道等通風(fēng)不暢環(huán)境下的施工作業(yè)。

5 溫拌路面使用性能檢驗(yàn)

乳化瀝青溫拌路面鋪筑后，必須對(duì)路面鋪筑質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。評(píng)定方法和標(biāo)準(zhǔn)與熱拌瀝青混合料路面完全相同，評(píng)定項(xiàng)目包括厚度、平整度、壓實(shí)度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)等指標(biāo)。結(jié)果見表8、表9、表10。

以上檢測(cè)結(jié)果表明，乳化瀝青溫拌路面質(zhì)量完全滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中關(guān)于高等級(jí)路面施工質(zhì)量技術(shù)要求。

6 結(jié) 語

目前該長(zhǎng)隧道瀝青面層已完成，從各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)來看，采用的各項(xiàng)技術(shù)措施和施工工藝是可行的。通過對(duì)該長(zhǎng)隧道瀝青路面施工難點(diǎn)的技術(shù)攻關(guān)，總結(jié)出相應(yīng)施工應(yīng)對(duì)措施和方案，積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

溫拌瀝青混合料可壓實(shí)溫度范圍更寬，拌和、攤鋪和壓實(shí)溫度能夠降低30℃以上，不僅能夠節(jié)約能源，還能有效降低有害氣體和粉塵的排放，施工質(zhì)量控制可完全參照現(xiàn)有熱瀝青混合料相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，尤其適于隧道等通風(fēng)不暢環(huán)境下的施工。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙志斌. 長(zhǎng)江隧道瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料功能一體化研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2010（11） .

[2] 劉勝春. 淺析瀝青混凝土路面施工工藝[J]. 科技資訊. 2007（27） .

[3] 張曉戰(zhàn). 路基路面工程施工[M]. 合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[4] 鐘陽，吳宇航. 路基路面工程[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010.

[5] 許偉峰. 溫拌瀝青混合料技術(shù)在隧道路面鋪筑中的應(yīng)用[J]. 公路交通科技. 2011（03） .