蘇 加 強(qiáng)

(云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院，云南 昆明 650051)

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USP溫拌改性瀝青混合料施工技術(shù)研究

蘇 加 強(qiáng)

(云南省公路科學(xué)技術(shù)研究院，云南 昆明 650051)

從原材料選擇和配合比設(shè)計(jì)、施工準(zhǔn)備、施工工藝等環(huán)節(jié)出發(fā)，分析了USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術(shù)，研究表明:USP溫拌改性瀝青混合料應(yīng)嚴(yán)格控制集料含水量和粉塵含量；拌和時(shí)間延長(zhǎng)10 s左右；壓實(shí)后養(yǎng)生24 h，再進(jìn)行二次碾壓。

USP溫拌改性，施工技術(shù)，拌和，攤鋪，壓實(shí)

國(guó)家要求公路建設(shè)推廣應(yīng)用溫拌瀝青鋪路技術(shù)、交通建設(shè)材料循環(huán)利用技術(shù)，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。USP是一種溫拌改性劑，它以廢舊塑料和廢舊橡膠為母料，與有機(jī)助劑混合而成；再按一定比例直接與基質(zhì)瀝青混合，形成USP溫拌改性瀝青。這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用，工藝操作簡(jiǎn)單，利于變廢為寶、節(jié)能減排，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，USP溫拌改性瀝青混合料能夠滿足各項(xiàng)路用性能指標(biāo)。本文對(duì)USP溫拌改性瀝青混合料的施工技術(shù)進(jìn)行分析，供工程界參考。

1 USP溫拌改性瀝青混合料

1.1 USP溫拌改性瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)

雖然我國(guó)已經(jīng)有部分省市制定了相關(guān)溫拌瀝青混合料施工技術(shù)指南，但在使用不同的溫拌劑時(shí)，各項(xiàng)性能差異性很大，無(wú)通用性。因此，在進(jìn)行溫拌瀝青混合料技術(shù)的研究和施工時(shí)，仍按JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中熱拌瀝青混合料路面的相關(guān)要求執(zhí)行。應(yīng)用溫拌技術(shù)的工程，要保證溫拌特性，施工和易性增強(qiáng)，溫拌瀝青混合料在路用性能方面甚至超過(guò)相同類型及級(jí)配的熱拌瀝青混合料。今后在不斷地工程實(shí)踐中，歸納總結(jié)出我國(guó)溫拌瀝青混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

1.2 原材料選擇及USP溫拌改性瀝青混凝土

1)瀝青。改性瀝青性質(zhì)是否優(yōu)良與作為母體材料的基質(zhì)瀝青有很大的關(guān)系。本文中基質(zhì)瀝青統(tǒng)一采用殼牌70號(hào)瀝青，按JTG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程的要求對(duì)基質(zhì)瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試檢測(cè)結(jié)果,如表1所示。各項(xiàng)指標(biāo)都符合規(guī)范要求。

2)集料。溫拌瀝青混合料的拌和溫度比熱拌瀝青混合料的拌和溫度要低，因此溫拌瀝青混合料對(duì)集料含水量的要求較高，同時(shí)要注意防止集料離析。對(duì)于溫拌瀝青混合料所使用的集料，除含水量外，還應(yīng)特別注意集料表面潔凈無(wú)雜質(zhì)及其與溫拌改性瀝青的粘附性。本文施工的集料為石灰?guī)r，各項(xiàng)性能和施工標(biāo)準(zhǔn)均符合規(guī)范。

3)溫拌改性劑。目前工程中采用的溫拌劑大多是進(jìn)口的，如Evotherm,Sasobit，Aspha-Min等，價(jià)格較貴，經(jīng)濟(jì)性欠佳。本文采用

的是國(guó)產(chǎn)USP溫拌改性劑，可以使瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性能、抗低溫凍裂性能得以大大提高，同時(shí)還使得瀝青混凝土在低溫、常溫下具有滿足施工要求的和易性。USP溫拌改性劑是將橡膠粉、塑料粉、有機(jī)助劑，三者按照一定的比例摻配，化學(xué)法合成USP改性劑，常溫下呈粘稠液態(tài)，密封存放兩年不離析，質(zhì)量穩(wěn)定；且三者比例可以微調(diào)，以適應(yīng)特定的路用性能和工程實(shí)踐的需求。改性劑技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表1 殼牌70號(hào)基質(zhì)瀝青檢驗(yàn)指標(biāo)

表2 USP改性劑技術(shù)指標(biāo)

4)溫拌改性瀝青混凝土。USP溫拌改性瀝青則是將一定比例的基質(zhì)瀝青和USP溫拌改性劑在規(guī)定溫度下拌和均勻的均質(zhì)體。USP溫拌改性瀝青混凝土的生產(chǎn)工藝則與熱拌瀝青混凝土相似，可采用大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備生產(chǎn)。本文中研究的USP溫拌改性瀝青混凝土礦料級(jí)配采用AC-13型，鋪筑面層6 cm厚，配合比、油石比、改性劑摻配比例(改性瀝青重量?jī)?nèi)摻)見(jiàn)表3。

表3 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) %

2 施工前期準(zhǔn)備

2.1 設(shè)備機(jī)械準(zhǔn)備

目前大多數(shù)溫拌技術(shù)都需要添置新設(shè)備或者對(duì)原有設(shè)備進(jìn)行改造，而USP溫拌劑的添加工藝非常簡(jiǎn)單容易操作，只需與基質(zhì)瀝青混合均勻即可，因此對(duì)現(xiàn)有的熱拌瀝青混合料設(shè)備無(wú)需改造。但回收的粉塵不能直接用作礦粉，原因主要有以下幾點(diǎn)：

1)礦粉的細(xì)度要求通過(guò)0.075 mm含量大于75%，回收的礦粉很難達(dá)到且不穩(wěn)定；

2)礦粉要求用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石磨細(xì)的純礦粉，而回收的礦粉含有一定土等雜質(zhì)；

3)礦粉的密度要求不小于2.5 t/m3，而回收的礦粉達(dá)不到；

4)礦粉的含水量要求不大于1%，而回收的礦粉含水量大，還有固塊。

因此要特別注意的是粉塵回收再利用裝置，設(shè)置成只回收不利用。運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)機(jī)械根據(jù)試驗(yàn)段鋪筑確定施工機(jī)械類型、數(shù)量及組合方式，確定松鋪系數(shù)和生產(chǎn)工藝流程。

2.2 基層準(zhǔn)備

進(jìn)行攤鋪溫拌瀝青混合料之前，應(yīng)使基層材料的密實(shí)度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、平整度、含水量等滿足規(guī)范要求，還要對(duì)基層進(jìn)行清掃除塵，必要時(shí)要噴灑透層油、粘層油或者做封層，確保層間粘結(jié)力和防水。本文中采用的是在水泥穩(wěn)定碎石基層上加一層乳化瀝青碎石封層。

3 USP溫拌改性瀝青混合料施工工藝

3.1 USP溫拌改性瀝青混合料拌和

USP溫拌改性瀝青混合料在拌和前，已經(jīng)將USP溫拌改性劑與基質(zhì)瀝青按照13%的比例拌和，改性瀝青的溫度控制在100 ℃。集料的加熱溫度控制在120 ℃。集料的溫度可根據(jù)集料的含水量調(diào)整，以干燥為準(zhǔn)?；旌狭系陌韬蜁r(shí)間要比普通瀝青混合料的拌和時(shí)間延長(zhǎng)10 s，以保證瀝青與集料之間的充分裹附，避免出現(xiàn)花白料。拌和設(shè)備采用三一重工的熱拌瀝青拌和設(shè)備，見(jiàn)圖1。

3.2 USP溫拌改性瀝青混合料運(yùn)輸

USP溫拌改性瀝青混合料出料溫度在110 ℃左右，考慮運(yùn)輸距離導(dǎo)致的溫度散失，仍需采取保溫措施，使用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車或者對(duì)混合料采取覆蓋保溫。經(jīng)實(shí)踐證明，USP溫拌改性瀝青混合料生產(chǎn)后6 h內(nèi)攤鋪壓實(shí)，均能滿足施工要求。運(yùn)輸車廂內(nèi)要保證潔凈，并在車廂表面涂抹隔離劑。裝料時(shí)要按照前、后、中的次序進(jìn)行裝料，以減少混合料的離析。

3.3 USP溫拌改性瀝青混合料攤鋪

USP溫拌改性瀝青混合料的攤鋪溫度范圍90 ℃±10 ℃，這是根據(jù)瀝青的粘溫曲線和變溫?fù)魧?shí)試驗(yàn)結(jié)果所得。攤鋪設(shè)備采用螺旋布料器和熨平板，將攤鋪寬度設(shè)置到適宜的寬度，兩幅之間應(yīng)有50 mm～100 mm左右的搭接。在攤鋪過(guò)程中搭接處瀝青混合料易離析，安排了專門的技術(shù)操作人員，人工及時(shí)去除離析料，補(bǔ)回正常料。

3.4 USP溫拌改性瀝青混合料壓實(shí)

壓實(shí)設(shè)備主要有：鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)。壓實(shí)過(guò)程分為：初壓、復(fù)壓、終壓和二次碾壓。USP溫拌改性瀝青混合料的壓實(shí)溫度較低，但是初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，壓實(shí)溫度控制在60 ℃以上。初壓用鋼輪壓路機(jī)靜壓4遍，復(fù)壓先用鋼輪振動(dòng)壓實(shí)2遍，再用膠輪壓路機(jī)壓實(shí)6遍～8遍，終壓用鋼輪壓路機(jī)靜壓至少2遍。由于USP溫拌改性劑的特性，USP溫拌改性瀝青混合料壓實(shí)后，混合料中的有機(jī)助劑還沒(méi)有完全揮發(fā)，延長(zhǎng)了瀝青混合料的固化時(shí)間，因此在施工24 h后對(duì)路面再進(jìn)行二次碾壓，保證其壓實(shí)度。只要攤鋪壓實(shí)工作能夠及時(shí)，USP溫拌改性瀝青混合料可實(shí)現(xiàn)在0 ℃以下施工。施工現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)過(guò)程見(jiàn)圖2。

3.5 USP溫拌改性瀝青混合料檢測(cè)與開(kāi)放交通

施工過(guò)程中，不需要封路，車輛可以有序行駛，對(duì)路面壓實(shí)沒(méi)有影響。溫拌改性瀝青混合料施工結(jié)束后，技術(shù)人員要對(duì)路面進(jìn)行鉆芯取樣，測(cè)定路面密度，同時(shí)檢測(cè)其他路用性能，待路面混合料冷卻至50 ℃后即可完全開(kāi)放交通。USP溫拌改性瀝青混合料，雖然車輛的行駛不影響其性能，但是固化時(shí)間較長(zhǎng)，檢測(cè)工作安排在二次碾壓之后。

4 結(jié)語(yǔ)

USP溫拌改性瀝青混合料施工和易性和路用性能都能達(dá)到規(guī)范要求，表明USP溫拌改性瀝青混合料可廣泛用于干線公路瀝青面層的鋪筑，特別適用于超薄面層和長(zhǎng)大隧道面層的鋪筑。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)溫拌瀝青混合料施工技術(shù)的研究，積累施工經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)現(xiàn)在更低溫度下的施工應(yīng)用。USP溫拌改性瀝青混合料為解決“黑色污染”和“白色污染”找到了一條有效路徑，使它們變廢為寶，節(jié)約了寶貴的石油資源，符合國(guó)家關(guān)于資源重復(fù)利用、提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì)的大政方針，應(yīng)該得到大力的推廣和應(yīng)用。

[1]JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.

[2]王立久，劉 慧.骨架密度型瀝青混合料集料級(jí)配設(shè)計(jì)方法.中國(guó)公路學(xué)報(bào)，2008，21(5):6-9.

[3]JTG E20—2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.

[4]裴建中，邢向陽(yáng).溫拌瀝青混合料施工技術(shù)研究.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2010(3):41- 44.

Study on construction technology of USP warm mix modified asphalt

Su Jiaqiang

(ResearchInstituteofHighwayScienceandTechnologyofYunnanProvince，Kunming650051，China)

Construction technology about USP warm mix modified asphalt is studied by analyzing raw material, the mix proportion design, construction preparation and technology. The research indicates that: the water and dust content of USP warm mix modified asphalt should be controlled, the mixing time is ten seconds longer, it needs 24 h for asphalt solidification after compaction, and then secondary compacting.

USP warm modified, construction technology, mix, paving, compact

1009-6825(2015)01-0103-02

2014-10-23

蘇加強(qiáng)(1973- )，男，高級(jí)工程師

TU535

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