周相陽
摘要:本文首先簡(jiǎn)單介紹了彩色瀝青混凝土路面的優(yōu)勢(shì),詳盡闡述了彩色瀝青混凝土材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝,以便促進(jìn)彩色瀝青混凝土路面在市政道路中的廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:彩色瀝青;市政道路;混凝土路面
前言
彩色瀝青混凝土路面是一種新型的鋪面技術(shù),它是指脫色瀝青或淺色膠結(jié)料、顏料、彩色集料和添加劑等材料在特定的溫度條件下拌和而成的各種彩色瀝青混合料,經(jīng)過攤鋪、碾壓成為具有一定強(qiáng)度和使用性能的非黑色瀝青混凝土路面,被廣泛運(yùn)用于公路、道路或廣場(chǎng)等場(chǎng)所。
1彩色瀝青混凝土路面的特點(diǎn)
1.1美化環(huán)境
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高,人們對(duì)環(huán)境的要求也日益提高,不僅希望道路通暢,也要越來越美觀。在步行街、景觀區(qū)、廣場(chǎng)、公園、道路等場(chǎng)合鋪設(shè)各種彩色路面,與周圍的綠草、樹木、花卉等相映成趣,從而起到美化環(huán)境的作用,給人以美的享受。比如1970年在日本召開的萬國博覽會(huì)上,其所鋪筑的彩色路面、廣場(chǎng)使人賞心悅目,烘托出了萬國博覽會(huì)的熱烈氣氛。
1.2組織和控制交通
專家研究認(rèn)為,改變道路條件能夠引導(dǎo)駕駛員正確行駛。由于彩色瀝青路面能夠利用色彩區(qū)分車道,引導(dǎo)車流,因此對(duì)交通的組織和管理作用日益得到人們的重視。不同色彩的路面在某種程度上比垂直交通標(biāo)志及畫標(biāo)志線更好。這是因?yàn)椴煌愋偷能嚨啦捎貌煌伾穆访婵梢蕴岣唏{駛員的識(shí)別效果,還能使駕駛員的注意力更加集中,從而起到誘導(dǎo)車流、安全行車、交通管理直觀化的作用。例如在市政道路交通事故多發(fā)地段,可以鋪筑紅色或黃色路面,直觀提醒駕駛員謹(jǐn)慎行車。又如在中小學(xué)校區(qū)域附近的道路上鋪筑鐵紅色路面,能提醒駕駛員減速行駛。此外,新型彩色路面因比普通瀝青路面摩擦系數(shù)高,因此還會(huì)有防滑作用。在司機(jī)遇到緊急情況剎車時(shí),彩色路面可以防止車輛側(cè)滑。城市車道一般劃分成“車優(yōu)先”和“人優(yōu)先”兩種類型。在“人優(yōu)先”的車道上,除設(shè)置“限制車速”標(biāo)志外,同時(shí)采取鋪筑彩色路面,用不同顏色代表不同的功能,可作為交通穩(wěn)靜化的管理標(biāo)志。德國在1990年已將交通穩(wěn)靜化標(biāo)志方法納入了交通法規(guī)。除此之外,彩色瀝青路面還有減少污染和降低噪聲的作用。
2彩色瀝青混凝土材料的選擇
2.1膠結(jié)料
國內(nèi)外生產(chǎn)彩色瀝青路面的膠結(jié)料主要有兩類:脫色瀝青和人工調(diào)配的淺色膠結(jié)料。脫色瀝青是利用適當(dāng)溶劑將石油瀝青中的瀝青質(zhì)組分脫去,剩下的顏色較淡組分,并配以適當(dāng)?shù)母男圆牧仙a(chǎn)得到。該生產(chǎn)工藝復(fù)雜,需要投入大量的資金及設(shè)備,且污染嚴(yán)重,不利于推廣。淺色膠結(jié)料則是利用現(xiàn)代石油化工產(chǎn)品(樹脂、聚合物、石油餾分等)經(jīng)人工調(diào)配而成,其性能與道路石油瀝青相當(dāng)。該技術(shù)原理簡(jiǎn)單,且可操作性強(qiáng),比較適合我國實(shí)際情況,目前我國研制的彩色膠結(jié)料均屬此類。彩色膠結(jié)料的技術(shù)指標(biāo)要求應(yīng)考慮彩色瀝青路面的使用場(chǎng)合和環(huán)境,參考現(xiàn)行瀝青技術(shù)要求,并結(jié)合彩色瀝青的特性和目前我國彩色瀝青生產(chǎn)的技術(shù)水平綜合確定。同時(shí),還應(yīng)考慮到彩色瀝青的色彩耐久性要求,薄膜烘箱加熱試驗(yàn)后其顏色應(yīng)保持穩(wěn)定。
2.2集料
(1)粗集料。彩色瀝青路面粗集料的選擇,應(yīng)同時(shí)兼顧色彩和路面材料常規(guī)性能兩方面的要求。為保證彩色路面顏色的耐久性,粗集料應(yīng)選擇與顏料顏色一致或盡可能接近的石料扎制而成??蛇x擇的石料有石灰?guī)r、玄武巖、輝綠巖、花崗巖等,顏色一般以紅色、黃色、綠色為主。考慮到彩色石料來源、性質(zhì)、加工等諸多方面的限制,用于市政道路中的彩色石料技術(shù)指標(biāo)可根據(jù)具體情況在普通集料基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬,如壓碎值、洛杉磯磨耗損失、磨光值等。此外,為了保證集料與膠結(jié)料之間足夠的黏附性(黏附性等級(jí)≥4級(jí)),最好選擇堿性石料(如石灰?guī)r)。
(2)細(xì)集料。細(xì)集料宜采用與粗集料相同的石料扎制而成的機(jī)制沙或石屑。細(xì)集料必須潔凈,沙當(dāng)量、含泥量等指標(biāo)必須符合技術(shù)指標(biāo)要求。
(3)顏料。顏料既是彩色瀝青路面色彩的主要貢獻(xiàn)者,也對(duì)瀝青路面成本有較大影響。目前主要有無機(jī)顏料和有機(jī)顏料,有機(jī)顏料色彩鮮艷,但是價(jià)格昂貴、耐久性差;無機(jī)顏料價(jià)格便宜,耐光、熱老化性能強(qiáng),長(zhǎng)期使用不易褪色。因此,一般多采用無機(jī)顏料,如鐵紅、鉻黃、鉻綠等。顏料應(yīng)能承受日光照射,不褪色、不溶于水并有良好的耐熱性。顏料要做高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn),其方法是將顏料加熱到200℃,保溫1h,以色度變化與否衡量高溫的穩(wěn)定性。
(4)礦粉??紤]到彩色瀝青混凝土的抗水損害能力,同時(shí)保證彩色瀝青路面的色彩鮮艷,應(yīng)采用石灰?guī)r等堿性石料磨細(xì)的礦粉,同時(shí)要求其外觀呈白色。
3彩色瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)
與普通瀝青混凝土相同,彩色瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試驗(yàn)方法。由于城市瀝青路面多采用AC-13或AC-16瀝青混凝土,彩色瀝青路面可選用這種混合料類型,其礦料級(jí)配范圍見表1。對(duì)于其他使用場(chǎng)合如停車場(chǎng)、住宅小區(qū)等,可采用較薄層的彩色瀝青路面,其級(jí)配可選擇AC-5或AC-10等。
實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)彩色路面使用場(chǎng)合和環(huán)境在級(jí)配范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整。比如為提高彩色路面的高溫穩(wěn)定性和抗滑能力,可適當(dāng)減少粗集料中較大粒徑和細(xì)集料中較細(xì)部分的比例,適當(dāng)增加中間檔次的粗集料,形成s形嵌擠密實(shí)級(jí)配。顏料可替代礦粉作為填料使用,摻加顏料后則相應(yīng)減少礦粉的用量。顏料用量影響彩色路面的顏色和顏色的耐久性,通常增加顏料用量路面的顏色會(huì)更加鮮艷,同時(shí)耐久性增加。顏料用量可根據(jù)實(shí)際工程需要調(diào)整,考慮到經(jīng)濟(jì)性并借鑒以往的工程經(jīng)驗(yàn),建議顏料摻加量約為2%左右。表2和表3為上海市市政工程管理局彩色瀝青混凝土技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和性能檢驗(yàn)技術(shù)要求。
4彩色瀝青路面施工工藝
彩色瀝青混合料的生產(chǎn)設(shè)備和工藝與一般瀝青混合料基本相同,其不同之處在于各工藝路線上的加入材料有所改變,如填料變?yōu)轭伭?、骨料變?yōu)椴噬?、瀝青變?yōu)闇\色膠結(jié)料。彩色瀝青路面施工應(yīng)注意以下幾方面的問題:
4.1彩色瀝青混合料拌制
(1)避免原有黑瀝青的污染。首先應(yīng)將拌缸清洗干凈??上扔脽岣墒习韬?,然后用柴油加熱干料攪拌。其次,最好重新設(shè)置彩色瀝青膠結(jié)料輸送管線,并對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行標(biāo)定。如果條件有限,可用柴油對(duì)原有瀝青供給泵、瀝青計(jì)量泵以及瀝青輸送管道等進(jìn)行徹底清洗。
(2)嚴(yán)格控制加熱溫度和加熱時(shí)間。加熱溫度過高容易造成彩色瀝青膠結(jié)料老化變黑。彩色瀝青膠結(jié)料的施工溫度宜通過在135℃及175℃條件下測(cè)定黏度溫度曲線。缺乏黏溫曲線數(shù)據(jù)時(shí),可參照以下范圍選擇:彩色瀝青膠結(jié)料的加熱溫度155~165℃,石料加熱溫度165~175℃,出料溫度145~165℃。每盤料的拌和溫度差異應(yīng)小于5℃。為了使顏料分布均勻,應(yīng)合理確定拌和時(shí)間。每盤料的拌和時(shí)間差異較大時(shí),將導(dǎo)致瀝青混合料的顏色不一致。彩色瀝青混合料拌和時(shí)間一般要比普通混凝土增加10~15s,每盤料的拌和時(shí)間差異應(yīng)小于3s。
4.2運(yùn)輸
宜采用大噸位潔凈運(yùn)料車,同時(shí)注意保溫,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度降低不超過10℃。不能噴涂乳化瀝青隔離油,而應(yīng)采用食用油或彩色瀝青結(jié)合料配制的乳化瀝青、稀釋瀝青。
4.3攤鋪
除應(yīng)滿足普通瀝青混合料施工技術(shù)規(guī)范要求外,還要注意以下事項(xiàng):(1)清洗攤鋪機(jī)和壓路機(jī)。攤鋪機(jī)的清洗采用熱干骨料反復(fù)攤鋪,直至骨料無黑色痕跡為止。壓路機(jī)應(yīng)采用柴油擦洗,并在厚紙或麻袋上反復(fù)行走,直至沒有黑色壓痕為止。(2)灑布粘層油應(yīng)采用彩色瀝青膠結(jié)料配制的稀釋油。(3)攤鋪溫度140~150℃,初壓溫度135~145℃,終壓溫度不小于80℃。攤鋪過程盡量做到“緩慢、均勻、不停頓”,以保證路面平整度和減少混合料離析,同時(shí)盡量減少人工補(bǔ)料。(4)宜采用10~12t光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,在保證壓實(shí)度的前提下,盡量采用靜壓。
4.4開放交通
(1)熱拌彩色瀝青路面經(jīng)自然冷卻至表面溫度低于50℃后方可開放交通。需要提前開放交通時(shí),可灑水冷卻降低混凝土溫度。由于彩色瀝青膠結(jié)料中添加了聚合物,其強(qiáng)度形成需要一定的固化時(shí)間,故應(yīng)待彩色瀝青混凝土完全冷卻后開放交通。
(2)施工后通車前應(yīng)注意防止泥土、雜物等污染。施工后宜封閉交通2~6h,禁止一切車輛和行人通行。彩色瀝青路面在尚未完全冷卻時(shí),瀝青膠結(jié)料具有一定的黏附性,因此在通車前應(yīng)做好彩色瀝青路面的早期養(yǎng)護(hù)。
5結(jié)語
彩色瀝青作為一種新型路面材料不僅能夠美化環(huán)境,還能夠提升城市功能和形象。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,人們的生活水平日益提高,彩色瀝青路面必將在不久的將來廣泛應(yīng)用于市政道路建設(shè),對(duì)彩色瀝青路面加以重視十分之有必要。