葉姣鳳 高翔

1.甘肅交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730030

2.甘肅精銳建設(shè)工程有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730030

1 冷拌瀝青混合料國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外從80年代初就開(kāi)始研究和開(kāi)發(fā)常溫拌和混合料，以簡(jiǎn)化路面修補(bǔ)工序，達(dá)到快速修補(bǔ)的目的，在這方面，英國(guó)和日本等國(guó)家進(jìn)行了非常系統(tǒng)的研究，不僅成功地研制出常溫混合料產(chǎn)品，而且實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的商品化生產(chǎn)。英國(guó)研制的快速道路修補(bǔ)材料在美國(guó)、加拿大、南非等地從-45℃低溫到路面溫度達(dá)54℃高溫等各種氣候條件下使用，效果顯著，修補(bǔ)迅速，成本比同類(lèi)的材料降低30%左右，該產(chǎn)品選用兩種級(jí)配：標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配(集料最大粒徑6mm)和細(xì)級(jí)配(集料最大粒徑3mm)，粘結(jié)材料為Emcol混合液 EML。

在美國(guó)，Rissel領(lǐng)銜的FHWA研究計(jì)劃在1986年完成了適用于重交通路面修補(bǔ)的冷拌冷鋪瀝青混合料設(shè)計(jì)方法，該項(xiàng)研究確定了冷拌冷鋪法修補(bǔ)的工藝及存在問(wèn)題，研究了現(xiàn)行修補(bǔ)工藝的有效性、安全性。該研究主要側(cè)重于施工方面，對(duì)冷拌冷鋪瀝青混合料性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法與指標(biāo)方面的研究較少。

SHRP中的H計(jì)劃對(duì)瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)研究，研究成果涉及瀝青路面的應(yīng)急維修、坑槽的養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)、低溫季節(jié)路面的養(yǎng)護(hù)等技術(shù)問(wèn)題，多數(shù)論文都圍繞低溫氣候中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題，通常對(duì)修補(bǔ)材料的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，但是對(duì)修補(bǔ)材料存儲(chǔ)過(guò)程中瀝青結(jié)合料的老化以及材料的老化對(duì)混合料工作性能的影響研究較少。

Prowell和Franklin于1995年研究了13種適用于冬季修補(bǔ)的冷拌冷鋪瀝青混合料，該項(xiàng)研究選定了40個(gè)3800mm×75mm的坑槽進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，室內(nèi)試驗(yàn)研究了冷拌冷鋪液裹覆集料的能力、瀝青膜抗剝落能力、沸騰試驗(yàn)、混合料的工作性等，得出了以下結(jié)論：混合料的耐久性和穩(wěn)定性(抵抗推擠作用)指標(biāo)是評(píng)價(jià)材料質(zhì)量好壞的關(guān)鍵指標(biāo)；坑槽深度大于50mm的要分層鋪筑壓實(shí)；實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)的優(yōu)劣并不足以決定混合料質(zhì)量的優(yōu)劣，但是它能為混合料的設(shè)計(jì)和質(zhì)量控制提供指導(dǎo)和依據(jù)；瀝青抽提試驗(yàn)不能準(zhǔn)確地測(cè)定冷拌瀝青混合料中冷拌冷鋪液的用量。

目前，用于路面維修的冷鋪瀝青大致可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是乳劑型冷鋪瀝青，如乳化瀝青、改性乳化瀝青等。另一類(lèi)是溶劑型冷鋪瀝青，主要是采用各種有機(jī)溶劑來(lái)稀釋粘稠瀝青得來(lái)。本文以溶劑型冷鋪瀝青對(duì)湖南某高速公路路面進(jìn)行維修為例，主要研究了冷拌瀝青混合料的生產(chǎn)和施工工藝。

2 工程概況

湖南省某高速公路，是湖南省“十五”期間公路建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目之一，于2005年建成通車(chē)，主線(xiàn)全長(zhǎng)160km，雙向四車(chē)道，設(shè)計(jì)行車(chē)速度120、100、80km/h，路幅寬度采用28、26m兩種形式，路面主要結(jié)構(gòu)形式為4cm厚AK-13A改性瀝青抗滑上面層+6cm厚中粒式瀝青砼AC-20中面層+8cm粗粒式瀝青砼AC-25下面層+1cm厚瀝青稀層、透層+36cm5%水穩(wěn)碎石基層+18cm4%水穩(wěn)砂礫底基層。隨著近年來(lái)該高速公路通車(chē)年限達(dá)到10年以上，車(chē)流量逐年增加，瀝青路面部分路段出現(xiàn)了不同程度的損壞，給行車(chē)舒適性和安全性造成了較大的影響，必須進(jìn)行維修。

3 冷拌冷鋪瀝青混合料路面生產(chǎn)工藝

3.1 冷拌冷鋪瀝青混合料的生產(chǎn)和儲(chǔ)存

（1）冷拌冷鋪瀝青混合料原材料的質(zhì)量控制。集料是混合料的骨架，對(duì)最終產(chǎn)品的性能指標(biāo)起著非常重大的影響。要求對(duì)集料進(jìn)行質(zhì)量控制：①其酸堿性要與結(jié)合料適應(yīng)。一般采取SiO2含量高的堿性集料。含水量不能太高(不超過(guò)石料重量的3%～4%)。若含水量大于上述值，則需進(jìn)行必要的烘干，使其適中。如果集料在加入瀝青前干燥不充分，含水量太大就容易造成路面剝落。細(xì)集料(0.074毫米)含量應(yīng)低于6%。比表面積不得超過(guò)5cm2/g。不宜采用黃砂作細(xì)集料。礦料對(duì)結(jié)合料應(yīng)無(wú)不良作用。云母和硫磺是典型的有害成份，含有這兩種成分的礦料不能使用，回收粉塵不能使用。同時(shí)要求潔凈，注意清除灰和泥。集料中的過(guò)量粉塵和石屑是造成路面剝落的另一個(gè)原因?？梢栽谏a(chǎn)過(guò)程中采取一些措施杜絕問(wèn)題的發(fā)生，例如，可以使集料通過(guò)一個(gè)配有吸塵裝置的干燥箱，采取升溫的方法來(lái)幫助去除粉塵。要控制集料中的針片狀比例，以保證其強(qiáng)度。美國(guó)對(duì)集料的要求很?chē)?yán)格，一些主要生產(chǎn)廠家還通過(guò)一些標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)來(lái)確定用于其產(chǎn)品中的集料所應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量指標(biāo)。這些試驗(yàn)將決定適用的添加劑以及對(duì)最終產(chǎn)品構(gòu)成影響的，包括混合料粘度在內(nèi)的某些產(chǎn)品性能，從而使產(chǎn)品達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo)。

（2）冷拌冷鋪瀝青混合料的生產(chǎn)工藝。溶劑型常溫瀝青混合料的生產(chǎn)可采用人工拌和機(jī)械拌和兩種方法，生產(chǎn)工序?yàn)椋孩賹⒓虾娓珊Y分，按照設(shè)計(jì)配合比要求進(jìn)行配料，然后倒入拌和機(jī)中。②配制改性稀釋液體瀝青，按照設(shè)計(jì)配合比確定瀝青、添加劑以及溶劑的用量。③將配制好的改性稀釋液體瀝青在80℃左右的工作溫度，加入到拌和機(jī)中。④開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)拌和均勻。

3.2 冷拌冷鋪瀝青混合料生產(chǎn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)

①拌和溫度應(yīng)控制在80℃左右。多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，拌制冷拌冷鋪瀝青混合料，拌和溫度宜低不宜高。這一方面是由于所用瀝青為稀釋瀝青，溫度較高，容易引起石油溶劑的揮發(fā)，不僅影響混合料的性能，而且也影響生產(chǎn)的安全性；另一方面是因?yàn)榛旌狭习韬统隽虾螅枰鋮s后才能裝袋儲(chǔ)存，溫度高了將延長(zhǎng)冷卻的時(shí)間，影響生產(chǎn)作業(yè)效率，拌和溫度實(shí)際控制在80℃左右即可，為使混合料拌和均勻，可適當(dāng)延長(zhǎng)拌和時(shí)間。如有花白料，寧可通過(guò)延長(zhǎng)拌和時(shí)間解決。②拌和冷拌冷鋪瀝青混合料時(shí)瀝青用量的偏差宜不超過(guò)±0.2%，以免影響混合料的儲(chǔ)存性。③出料與冷卻?；旌狭习韬秃蠹纯沙隽?，將混合料卸在卡車(chē)內(nèi)，運(yùn)至適當(dāng)場(chǎng)地。熱的混合料不能直接裝袋保存，而應(yīng)該先將混合料予以冷卻至常溫。場(chǎng)地要求為水泥混凝土地坪，地坪應(yīng)清潔干凈，事先用拖把打掃清潔，表面無(wú)灰土和粉塵，混合料卸在地坪上也可避免污染?；旌狭闲断潞?，由人工分?jǐn)傇诘仄荷希钇淅鋮s，這就是所謂“攤薄冷卻”工藝，場(chǎng)地越大，混合料分?jǐn)傇酱?，堆積厚度越薄，冷卻越快。混合料冷卻后，用手抓一把，如混合料不粘手，則可以裝袋儲(chǔ)存。如果混合料拌和后直接裝袋，由于粒料表面的瀝青粘度較低，瀝青甚至可以移動(dòng)，則顆粒之間極易親和而粘結(jié)成團(tuán)，要打散就很困難。而當(dāng)瀝青混合料冷卻后，粒料表面的瀝青粘度增大，瀝青的內(nèi)聚力也增大，相互之間則不易親和，除非在外力的壓縮下，使它們相互緊密靠攏，顆粒之間才能產(chǎn)生粘結(jié)。所以冷拌瀝青混合料的儲(chǔ)存時(shí)的疏松性和使用時(shí)的壓實(shí)性，不僅與正確的配合設(shè)計(jì)有關(guān)，而且還與合理的生產(chǎn)工藝有密切關(guān)系。冷拌冷鋪瀝青混合料正式作為一種產(chǎn)品投入生產(chǎn)，雖然拌制工藝過(guò)程可以直接使用現(xiàn)有設(shè)備，但混合料冷卻裝袋過(guò)程，根據(jù)產(chǎn)量的大小則確定是否需要添置相應(yīng)的設(shè)備。如國(guó)外有資料介紹，將混合料卸在破帶輸送機(jī)上，經(jīng)過(guò)有強(qiáng)風(fēng)的通道使之快速冷卻，實(shí)際上也是一種“攤薄冷卻”工藝。④由于冷拌冷鋪瀝青混合料含有較多的石油溶劑，為了安全需要，要求在混合料生產(chǎn)全過(guò)程禁煙、防火。

3.3 冷拌冷鋪瀝青混合料的儲(chǔ)存

冷拌冷鋪瀝青混合料應(yīng)采用膠皮口袋或塑料袋外套編制袋，袋裝后加以密封，防止混合料中的石油溶劑揮發(fā)而影響混合料的使用性能?；旌狭厦看鼣?shù)量不宜過(guò)多，一般20kg～25kg一袋為宜，以使人力能夠搬運(yùn)。袋裝混合料應(yīng)存放在室內(nèi)。存放時(shí)口袋不宜堆放過(guò)多，堆放高度宜不超過(guò)100cm，以避免長(zhǎng)期受壓結(jié)塊。袋裝冷拌冷鋪瀝青混合料存放在室內(nèi)，應(yīng)注意透氣通風(fēng)，室中應(yīng)設(shè)有排氣孔。冷拌冷鋪瀝青混合料在生產(chǎn)出來(lái)后仍有可能在儲(chǔ)存時(shí)受到污染，為了避免這樣，建議一種很簡(jiǎn)單的方法，只要把儲(chǔ)藏庫(kù)設(shè)于經(jīng)過(guò)鋪砌的、潔凈的場(chǎng)所即可。在室內(nèi)禁止明火和吸煙。存放改性稀釋瀝青的桶或其他容器，不得用明火檢查，或靠近明火。

冷鋪瀝青在常溫下桶裝密封儲(chǔ)存，可存放兩年以上，應(yīng)將桶存放在陰涼處或通風(fēng)的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，不能放置在陽(yáng)光下，以防受熱膨脹將桶脹裂，并遠(yuǎn)離易燃物品及高氧化度物料。待使用時(shí)，可用導(dǎo)熱油管緩慢加熱，不可用明火加熱。

4 冷拌冷鋪瀝青混合料的施工

4.1 攤鋪碾壓

冷拌冷鋪混合料攤鋪應(yīng)規(guī)范安全操作，從而一定程度上避免發(fā)生人工補(bǔ)料等情況。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)需控制攤鋪路幅寬度，合適的攤鋪寬度可減小產(chǎn)生溫度離析和級(jí)配離析。當(dāng)出現(xiàn)明顯離析、波浪等不良現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)采用刨銑等技術(shù)重新鋪裝。此外雨天應(yīng)及時(shí)處理接縫，停止施工。碾壓通?？煞譃槌鯄骸?fù)壓、終壓三個(gè)步驟，碾壓過(guò)程中應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和實(shí)地情況控制碾壓遍數(shù)及速度，來(lái)提高路面施工質(zhì)量。在攤鋪機(jī)作業(yè)后的路面已具有一定平整度，初次光輪壓路機(jī)碾壓后獲得較為平整的路面，此時(shí)路面已基本壓實(shí)并形成一定強(qiáng)度；復(fù)壓將進(jìn)一步使得路面的平整度和緊密度提高；終壓由光輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓收光，最終達(dá)到路面使用時(shí)的路表形態(tài)。

4.2 接縫處理

新建瀝青路面接縫通?？煞譃闄M向接縫和縱向接縫。橫向接縫施工常采用平接縫方式處理，沿縱向方向與墊板平齊部位進(jìn)行施工，然后使用鋸縫機(jī)將接頭整平鏟除[4]。在連續(xù)攤鋪施工時(shí)，若攤鋪層鋸切位置存在殘留灰漿，需將其進(jìn)行清理并用黏層瀝青進(jìn)行涂抹。對(duì)于縱向接縫，攤鋪搭接處應(yīng)保持清潔且重疊適當(dāng)寬度，在一定條件下，可通過(guò)碾壓來(lái)消除接縫交接痕跡。

5 冷拌冷鋪瀝青混合料的質(zhì)量控制

質(zhì)量控制也主要分為三個(gè)階段的質(zhì)量控制，主要包括瀝青生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)以及瀝青混合料攤鋪與壓實(shí)三個(gè)階段。在不同的階段要按照相應(yīng)的注意事項(xiàng)進(jìn)行規(guī)范性和針對(duì)性控制，以保證質(zhì)量。

(1)在生產(chǎn)前準(zhǔn)備階段，瀝青存儲(chǔ)罐必須包含足夠的基質(zhì)瀝青且由良好的保溫材料裹附以保證橡膠瀝青的持續(xù)生產(chǎn)。此外還需要對(duì)存儲(chǔ)罐的加熱系統(tǒng)和含導(dǎo)熱油的保溫裝置進(jìn)行詳細(xì)檢查，卻保存儲(chǔ)罐內(nèi)瀝青在生產(chǎn)前的溫度在120～140℃；為了保證膠粉與瀝青能按照設(shè)計(jì)的比例同時(shí)添加，要不斷檢查計(jì)量設(shè)備和膠粉給料裝置。

(2)瀝青完成生產(chǎn)后，如果及時(shí)拌和使用，在拌和過(guò)程中要不斷采用手持黏度儀對(duì)其年度進(jìn)行測(cè)定，以保證其質(zhì)量要求。若4h以?xún)?nèi)不能及時(shí)用掉，就需要用帶有加熱保溫功能的存儲(chǔ)罐進(jìn)行存儲(chǔ)，且溫度控制在180～200℃以?xún)?nèi)。為防止膠粉顆粒下沉并保持良好的分散，還需要不斷的攪拌。

(3)在拌和生產(chǎn)瀝青混合料時(shí)，要盡量將生產(chǎn)設(shè)備盡量靠近混合料攪拌設(shè)備，協(xié)調(diào)兩種設(shè)備的協(xié)調(diào)性并減少橡膠瀝青泵送距離，以防止由于橡膠瀝青泵送時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致集料加熱過(guò)高而降低出料質(zhì)量，進(jìn)而影響冷拌冷鋪瀝青混合料的生產(chǎn)效率[1]。

(4)在冷拌冷鋪瀝青混合料施工前，運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)量就應(yīng)該確定，且要保證有所富余，車(chē)輛本身要具有噸位大，性能好的特點(diǎn)，且等候卸料車(chē)輛保證3～5輛。在車(chē)輛車(chē)廂內(nèi)的底板和側(cè)板涂上防粘劑或隔離劑以保證卸料方便且不粘車(chē)，卸料時(shí)要清理干凈，防止混合料硬化粘結(jié)。在運(yùn)輸過(guò)程為達(dá)到防水、保溫和防污的功能，需要采用苫布覆蓋。為保證冷拌冷鋪瀝青混合料的溫度且防止混合料的離析，在運(yùn)輸過(guò)程中要注意減少車(chē)輛多次制動(dòng)和顛簸。

(5)冷拌冷鋪瀝青混合料在攤鋪過(guò)程中，要重點(diǎn)對(duì)攤鋪的厚度、平整度以及均勻性重點(diǎn)檢查。且在攤鋪結(jié)束后在24h后可開(kāi)放交通，也可以在路面溫度低于50℃后開(kāi)放交通。

6 結(jié)語(yǔ)

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，人類(lèi)運(yùn)用大自然提供資源和自己的智慧過(guò)著越來(lái)越精致便捷的生活，例如在筑路方面的巨大進(jìn)步。本研究對(duì)冷拌冷鋪瀝青混合料在路面施工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。本研究以簡(jiǎn)單介紹路面施工前的準(zhǔn)備，具體為機(jī)械準(zhǔn)備和組織準(zhǔn)備，來(lái)進(jìn)行施工前的必要鋪墊。之后又從瀝青混合料的拌制和運(yùn)輸、瀝青混合料的鋪展以及瀝青混合料的碾壓三個(gè)方面進(jìn)行具體分析，對(duì)湖南某高速公路進(jìn)行了冷鋪修復(fù)，取得了較好的效果。因此，希望本研究可以為相關(guān)從業(yè)人員帶來(lái)一些啟發(fā)。