井新眾 石俊

【摘要】：對(duì)隧道鋪裝中使用的瀝青混合料采取相應(yīng)的降溫和阻燃措施是非常必要的。本文對(duì)阻燃溫拌瀝青混合料在隧道路面施工中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)探討。

【關(guān)鍵詞】：阻燃溫拌；瀝青混合料；隧道路面

0引言

福建某高速項(xiàng)目建設(shè)單位及設(shè)計(jì)單位決定在某長(zhǎng)大隧道上面層采用SMA—13阻燃改性瀝青混合料（阻燃劑與瀝青質(zhì)量比為20%）。本文結(jié)合該隧道上面層阻燃改性瀝青SMA—13路面施工，通過對(duì)配合比設(shè)計(jì)、室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)分析，表明該隧道阻燃改性瀝青混合料SMA-13的各項(xiàng)體積指標(biāo)、路用性能均能滿足該高速公路及相關(guān)規(guī)范要求，在充分考慮添加阻燃劑后的阻燃性能的同時(shí)，瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性比未摻阻燃劑SMA—13混合料有所提高。

一、阻燃瀝青混合料在某高速公路某長(zhǎng)大隧道的應(yīng)用

1.1阻燃劑對(duì)改性瀝青的常規(guī)性能影響

按照《公路瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJE20—2011），試驗(yàn)室對(duì)摻入不同用量的阻燃劑SBS改性瀝青進(jìn)行了針入度、延度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)，摻量分別為0%、10%、20%和25%。利用不同阻燃劑摻量的三大指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果，分析阻燃劑對(duì)改性瀝青三大指標(biāo)影響。

通過對(duì)不摻阻燃劑和阻燃劑摻量為10%、20%和25%的改性瀝青三大指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果分析，得出以下結(jié)論：a）摻阻燃劑改性瀝青的針入度隨摻量的增加逐漸變小，說明摻阻燃劑瀝青逐漸變硬，抵抗變形能力增大，表明阻燃劑能與瀝青很好地相容，交聯(lián)形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；b）隨著阻燃劑用量的增加，瀝青的延度逐漸變小，瀝青延度對(duì)外加劑非常敏感，即使很少的添加量都會(huì)使延度有較大的變化，這是因?yàn)樽枞紕┡c瀝青只是物理上的共混，張力變大，很容易因出現(xiàn)缺陷而應(yīng)力集中發(fā)生斷裂；c）瀝青軟化點(diǎn)反映了瀝青的溫度敏感性，實(shí)質(zhì)上也反映了瀝青的等粘度溫度，通常軟化點(diǎn)越高，則粘度越大，溫度穩(wěn)定性越好，另外不同摻量的阻燃劑試驗(yàn)表明摻入一定用量阻燃劑能夠提高瀝青的軟化點(diǎn)。

1.2隧道阻燃瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)及性能分析

1.2.1混合料級(jí)配要求

在選定適合的集料、填料和膠結(jié)材料后，瀝青混合料級(jí)配的好壞將極大地影響瀝青混合料的物理力學(xué)性能和路用性能。因此，為獲得高性能瀝青混合料，采用三種級(jí)配進(jìn)行試驗(yàn)，最終得出SMA—13瀝青混合料的各檔材料比例及合成級(jí)配（見圖1）。

圖1 SMA-13瀝青混合料設(shè)計(jì)級(jí)配圖

1.2.2不同油石比馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)已確定的級(jí)配進(jìn)行不同油石比下的馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果見表1。

表1 SMA—13瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

從試驗(yàn)結(jié)果的各項(xiàng)體積指標(biāo)分析來看，6.0%和6.3%油石比的瀝青混合料各項(xiàng)體積指標(biāo)均能滿足相關(guān)要求。

1.2.3最佳油石比的確定

根據(jù)SMA路面設(shè)計(jì)要求，空隙率應(yīng)控制在3.0%～4.5%。根據(jù)實(shí)際工程情況，本次設(shè)計(jì)最佳油石比約為6.1%，且其他指標(biāo)（VMA、VCAmix、穩(wěn)定度和飽和度等）均滿足設(shè)計(jì)要求。

1.3阻燃劑對(duì)瀝青混合料性能的影響

在施工過程中我們用同種級(jí)配分別對(duì)阻燃瀝青混合料與未加阻燃劑瀝青混合料進(jìn)行了性能比對(duì)，分析阻燃劑對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性影響。

1.3.1阻燃劑對(duì)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的影響

瀝青路面由于高溫而引起破壞，車轍問題非常突出，除影響行車的舒適性，還影響行車安全。按照J(rèn)TJE20—2011試驗(yàn)規(guī)程中相關(guān)方法分別對(duì)兩種瀝青混合料進(jìn)行了車轍試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

混合料類型 油石比（%） 動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）

1 2 3 平均 要求

SMA-13 6.1 4123 4182 4433 4246 ≥3000

阻燃SMA-13 6.1 4886 5034 4921 4947

表2 動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，摻入20%阻燃劑的瀝青混合料在充分發(fā)揮阻燃性能的同時(shí)，高溫穩(wěn)定性也高于普通SMA—13瀝青混合料。

1.3.2阻燃劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性能的影響

為使瀝青路面具有較好的耐久性，我們采用浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)的方法分析摻阻燃劑對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，摻阻燃劑對(duì)改性瀝青混合料水穩(wěn)定性能影響不大，同時(shí)能夠滿足規(guī)范及項(xiàng)目要求，具體結(jié)果見表3和表4。

混合料類型 馬歇爾穩(wěn)定度/KN 浸水馬歇爾穩(wěn)定度/KN 殘留穩(wěn)定度（%） 要求（%）

SMA-13 12.12 11.09 91.5 ≥85

阻燃SMA-13 12.25 11.31 92.3

表3浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

混合料類型 未凍融劈裂強(qiáng)度/MPa 凍融后劈裂強(qiáng)度/MPa 劈裂強(qiáng)度比（%） 要求（%）

SMA-13 0.7251 0.6323 87.2 ≥80

阻燃SMA-13 0.7742 0.6876 88.8

表4凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

二、阻燃瀝青混合料施工質(zhì)量控制

2.1阻燃瀝青混合料的拌合

為避免阻燃劑分解，應(yīng)嚴(yán)格控制拌合溫度。SBS改性瀝青加熱溫度應(yīng)控制在165～170℃，集料加熱溫度應(yīng)控制在185～200℃，礦粉和阻燃劑不加熱，混合料出料溫度應(yīng)控制在170～180℃，當(dāng)溫度超過190℃應(yīng)予廢棄。在阻燃瀝青混合料拌合過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免局部溫度過高，導(dǎo)致阻燃劑分解，如發(fā)現(xiàn)混合料有水氣產(chǎn)生，應(yīng)予廢棄。

2.2阻燃瀝青混合料的運(yùn)輸

混合料宜采用大噸位自卸運(yùn)輸，運(yùn)輸車輛需有保溫覆蓋層。使用油水混合液作為隔離劑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制油水比例，嚴(yán)禁使用純石油制品。運(yùn)輸過程中混合料溫降不得大于10℃，阻燃瀝青混合料的貯存時(shí)間不宜超過4h（盡量做到隨拌隨用）。

2.3阻燃瀝青混合料的碾壓

混合料攤鋪后，初壓應(yīng)在較高溫度下緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，攤鋪機(jī)和壓路機(jī)的間距不大于100m，不得產(chǎn)生推移和開裂。壓路機(jī)應(yīng)由下坡腳向上坡腳碾壓，相鄰碾壓帶應(yīng)重疊30cm；并保證初壓溫度不低于150℃；復(fù)壓采用鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)高頻低幅振動(dòng)碾壓，達(dá)到要求的壓實(shí)度，并無明顯輪跡。壓路機(jī)應(yīng)以緩慢而均勻的速度碾壓，混合料的壓實(shí)應(yīng)按初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段進(jìn)行。

三、結(jié)語

試驗(yàn)結(jié)果表明，阻燃劑對(duì)改性瀝青針入度、延度、軟化點(diǎn)及混合料具有一定的影響，但總體上對(duì)瀝青及瀝青混合料影響沒有超出規(guī)范要求。阻燃劑能夠添加到瀝青混合料中，在施工過程中需嚴(yán)格控制混合料拌合溫度，防止因局部溫度過高導(dǎo)致阻燃劑分解。

參考文獻(xiàn)：

[1]張海，李冬松，歐陽偉，等.基于乳化平臺(tái)的votherm溫拌瀝青混合料性能[J].沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，25（2）：240-243.

[2]彌海晨，祁峰，郭平，等.乳化型溫拌瀝青混合料性能試驗(yàn)方法研究[J].中外公路，2012，31（6）：238-240.