李廣才

摘 要：以河南省濟陽市濟源至陽城高速公路路面施工為背景，從橡膠復合改性瀝青實際應用效果、環(huán)境保護、效益價值等貼合項目實際應用的角度來介紹阻燃劑、溫拌劑在公路隧道路面施工當中的應用。

關鍵詞：瀝青施工；工程應用；溫拌劑；阻燃劑

中圖分類號：U416 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）01-0109-03

0 引言

隧道在相對封閉、狹小的空間內(nèi)進行施工，面臨通風性能差、瀝青路面施工時產(chǎn)生的煙霧、粉塵和高溫等問題，嚴重影響施工人員的健康等問題。在瀝青混凝土各項性能指標滿足設計及規(guī)范要求的前提下，滿足環(huán)保、抑煙、無毒、不造成二次火災等使用要求，需要適當降低瀝青混凝土生產(chǎn)、施工的溫度。在濟陽高速隧道路面施工當中，通過添加溫拌劑及阻燃劑的方式，提高了橡膠復合改性瀝青瀝青混合料的使用性能，進而減少隧道施工的污染，降低能耗，保護環(huán)境。

1項目簡介

濟源至陽城高速公路濟源段，項目起點位于山西省與河南省的交界處，王屋鎮(zhèn)牛角洞附近，起點樁號為ZK38+515（YK38+550），向北與山西省陽蟒高速相接，路線向南至終點樁號K56+900濟源市大峪鎮(zhèn)廟前村附近，與長濟高速相接，線路全長19.7 km。主要施工內(nèi)容為全線19.7 km的瀝青路面攤鋪[1]。其中，隧道長度占比60.7%，總長達11.98 km，中長隧道5座，大于3 000的長隧道1座，隧道路面結(jié)構層設計為4 cm細粒式橡膠復合改性（膠粉+SBS）瀝青混凝土WRAC-13上面層（添加阻燃劑，長度大于2 ?km的隧道添加溫拌劑），6 cm中粒式SBS改性瀝青混凝土AC-20C中面層（長度大于2 ?km的隧道添加溫拌劑）。

2 原材料及配合比設計

2.1 原材料

2.1.1 橡膠復合改性瀝青

基質(zhì)瀝青的選用首先滿足設計及規(guī)范的要求，選用AH-70號A 級重交通道路石油瀝青，路用廢胎粉選用常溫粉碎的斜交胎膠粉，其顆粒粒徑大小宜在0.4～0.6 mm之間（30～40目），其他技術指標應符合《路用廢胎橡膠粉》（JT/T797）的相關要求。膠粉的添加量為瀝青質(zhì)量的20%，技術要求如表1。

2.1.2 集料機礦粉

中粗骨料采用堅硬耐磨的石料，石料的磨光值應大于42。路面使用的碎石骨料采用錘式破碎機生產(chǎn)的機制碎石，以充分保證骨料的技術質(zhì)量。

瀝青面層所用細集料應采用微風化的石灰?guī)r石料加工而成的機制砂（不得使用采石廠的下腳料），加工后的細集料級配良好，各項檢測指標符合設計及規(guī)范要求。

瀝青混合料所用礦粉宜原材料為石灰?guī)r等堿性石料，通過研磨等工藝，磨制成粉狀而成的礦粉，礦粉應干燥、潔凈。礦粉每50 t為一個檢驗批，進行一次質(zhì)量檢測，具體技術要求如表2。

2.1.3 溫拌劑

溫拌劑選用湖北安捷路橋技術有限公司生產(chǎn)的AJ-W1瀝青溫拌劑。它是一種表面活性劑，使用時直接投入瀝青中進行攪拌均勻即可[2]。在保證瀝青混凝土壓實質(zhì)量的前提下，還可以實現(xiàn)相對較低的拌和、攤鋪溫度。根據(jù)我部的膠結(jié)料類型與級配設計，在理想狀態(tài)下，AJ-W1型瀝青溫拌劑能降低30～50℃瀝青混凝土的正常施工所需的溫度。

AJ-W1型瀝青溫拌劑為棕黃色液體，密度0.9～0.96 g/cm3，黏度（20℃）為520 MPa·s，使用時添加至拌合站的卸油池中，與熱瀝青一同泵送至瀝青儲罐后使用機械攪拌至均勻，添加劑量通常為瀝青的0.4%～0.5%，約占瀝青混合料的0.25‰。

2.1.4 阻燃劑

阻燃劑選用湖北安捷路橋技術有限公司生產(chǎn)的添加型瀝青專用阻燃劑，其阻燃效果較好，OI指數(shù)一般可達25以上，而普通產(chǎn)品OI指數(shù)一般為20 左右（試驗方法參考GB/T2406-1993）。摻入后不影響瀝青的其他路用性能，在達到阻燃性能的同時不改變?yōu)r青的技術性能。抑煙、無毒或無腐蝕氣體產(chǎn)生，少粉塵，不造成二次火災，不會對操作人員造成傷害，對環(huán)境無污染。技術指標如表3所示。

2.2 配合比設計

2.2.1 礦料組成設計

材料配合比為10～20 mm集料：5～10 mm集料：3～5 mm集料：機制砂：礦粉=24：40：10：21：5，油石比為5.7%。

2.2.2 瀝青混合料的性能評價

經(jīng)試驗檢測，加入溫拌劑、阻燃劑后，瀝青混合料穩(wěn)定度、強度、滲水系數(shù)等各項性能指標參數(shù)符合設計及規(guī)范要求具體內(nèi)容見表3。

3施工工藝

3.1 瀝青混合料拌和

環(huán)保節(jié)能型改性劑的投放應采用風送設備，保證每盤混合料所需要的改性劑的用量。膠粉與SBS復合改性瀝青應配備快速升溫的高溫儲存罐，瀝青泵送配備15 kW的三螺桿泵或高粘度齒輪泵保證瀝青的順利泵送[3]。拌合站選用間歇式攪拌機。摻溫拌劑（環(huán)保節(jié)能型改性劑）的改性瀝青混合料各狀態(tài)下的加熱溫度如表4所示。

3.2 瀝青混合料運輸

運輸采用40輛15 t以上自卸汽車。裝料時，移動汽車，將混合料分別均勻裝于車斗前后及中間位置，防止混合料骨料扎堆從而預防或降低混合料出現(xiàn)離析等現(xiàn)象。完成混合料裝車以后，要將瀝青混凝土及時運輸至施工現(xiàn)場，避免長時間放置。攤鋪前應對混合料進行檢查，對不符合設計及規(guī)范要求的混合料禁止進行使用。

3.3 瀝青混合料攤鋪

瀝青混合料攤鋪采用兩臺履帶式瀝青混凝土攤鋪機進行攤鋪。兩臺攤鋪機之間相距10 m，分兩組進行攤鋪作業(yè)施工。兩臺攤鋪機攤鋪寬度范圍內(nèi)重疊15 cm，并且重疊部分需壓路機整體進行壓實。通過兩側(cè)調(diào)整好標高的鋼絲線進行路面標高控制，攤鋪機傳感器放置于鋼絲線上。攤鋪機攤鋪作業(yè)速度控制在攤鋪3 m/min左右，設置專人處理不合格的攤鋪地點，采取人工鏟除換填合格填料在壓實的措施處理。

3.4 瀝青混合料壓實

攤鋪機攤鋪約30 m左右長度后開始碾壓。碾壓程序及工藝：先穩(wěn)壓—后振壓—后靜壓—最后靜壓收光。具體碾壓組合方式如表6所示。壓路機的碾壓方向根據(jù)路面標高動態(tài)調(diào)整，按照由低向高的原則進行碾壓，逐遍碾壓，碾壓時壓路機錯輪一半。嚴格碾壓時間，提高碾壓工作效率，確保瀝青混凝土在高溫下完成初壓、復壓、終壓。

4 溫拌阻燃瀝青混合料與傳統(tǒng)瀝青混合料對比分析

4.1 疲勞特性

為了分析瀝青混合料的剪切疲勞性能，自制雙面剪切專用夾具。取0.3、0.4、0.5三個應力水平，按應力控制加載模式進行試驗，根據(jù)試驗結(jié)果，溫拌劑有利于提高混合料抗剪切疲勞能力。

4.2 黏度

加入溫拌劑后，瀝青可以實現(xiàn)在較低的溫度下達到高溫下的瀝青粘度。經(jīng)過試驗檢測及現(xiàn)場實際應用，通過合理添加溫拌劑和阻燃劑的方式，使瀝青拌和、攤鋪等溫度降低20℃左右。

4.3 水穩(wěn)定性能

通過進行浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗等試驗得知，溫拌劑、阻燃劑的添加，對水穩(wěn)定性有輕微影響，但在規(guī)范允許之內(nèi)，其各項性能完全滿足隧道內(nèi)交通和環(huán)境的要求。

5 結(jié)語

溫拌阻燃瀝青混凝土與普通熱拌瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能差別不大，但在隧道等通風條件較差的特定施工環(huán)境下，有較好的應用前景。適當添加溫拌劑、阻燃劑后，能有效降低熱拌瀝青的拌和及施工溫度，節(jié)約能源資源，同時可以減少較高溫度條件下作業(yè)和瀝青混凝土生產(chǎn)時產(chǎn)生的濃煙對作業(yè)人員健康的影響，實現(xiàn)能約節(jié)約、降低排放、保護環(huán)境、降低污染目標。

參考文獻

[1] 沈揚.對瀝青路面施工工藝技術的幾點探討[J].江西建材，2016 （6）：215+221.

[2] 劉鑫.溫拌阻燃橡膠復合改性瀝青混合料性能及工程應用[J].廣東公路交通，2020（46）：29-33.

[3] 李達.阻燃溫拌改性劑對瀝青混合料路用性能的影響研究[J].筑路機械與施工機械化，2014（4）：84-87.