在公路建設(shè)中,瀝青路面因其良好的性能優(yōu)勢(shì)且易于維修養(yǎng)護(hù)而被廣泛應(yīng)用, 然而瀝青混合料的拌和過程往往采用熱拌方式,溫度高達(dá)170 ℃,在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的能源消耗,以及有害氣體、煙霧顆粒的排放,不僅造成環(huán)境污染,同時(shí)危害人體健康[1]。溫拌技術(shù)是目前新推出的一項(xiàng)瀝青混合料拌和技術(shù), 該技術(shù)可有效降低瀝青混合料在施工拌和過程中所需的溫度,從而減少高溫施工環(huán)境帶來的不良影響。 同時(shí),在一些寒冷地區(qū)進(jìn)行瀝青路面施工時(shí), 常規(guī)的熱拌施工所需要的溫度較高,實(shí)際施工較為困難,此時(shí)采用溫拌技術(shù)可降低施工難度。 該技術(shù)深得行業(yè)工作者的喜愛。 本文依托實(shí)際工程,探究溫拌技術(shù)在瀝青路面施工中的應(yīng)用。
溫拌瀝青混合料的拌和溫度約為120 ℃,壓實(shí)溫度約80 ℃,其性能與熱拌瀝青混合料的性能接近。 相較于熱拌技術(shù),在降低能源消耗與減少環(huán)境污染方面,溫拌技術(shù)有明顯優(yōu)勢(shì),在緩解瀝青老化方面也要優(yōu)于熱拌技術(shù)。 而且在冬季或寒冷地區(qū)施工,溫拌技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)在低溫環(huán)境下施工,還可降低施工難度,雖然施工成本稍有增加,但所收獲的經(jīng)濟(jì)效益超出甚多[2]。同時(shí),該技術(shù)在低溫環(huán)境下的壓實(shí)效果較好,有利于降低路面產(chǎn)生水損害的風(fēng)險(xiǎn),提高路面水穩(wěn)定性。
某公路正式通車多年,道路使用年限較長(zhǎng),隨著車輛荷載的日益增多及車輪的反復(fù)作用,道路破壞程度較大,路面多處出現(xiàn)裂縫、 車轍等病害。 經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)需要修補(bǔ)的面積范圍較大,預(yù)計(jì)養(yǎng)護(hù)成本較高。 相關(guān)單位結(jié)合多方面的考量初步制訂施工方案, 決定對(duì)道路上面層進(jìn)行銑刨處理后采用溫拌技術(shù)拌和瀝青混合料并攤鋪至面層。
通過檢測(cè)人員現(xiàn)場(chǎng)取芯發(fā)現(xiàn)原路面采用的瀝青材料為70#基質(zhì)瀝青, 考慮到現(xiàn)如今交通量與重載交通的增大,對(duì)實(shí)際道路質(zhì)量的要求也相對(duì)較高, 采用原來的瀝青材料可能無法滿足實(shí)際需要, 故決定采用SBS 改性瀝青用于新瀝青混合料的拌和。 SBS 改性瀝青相關(guān)性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表1、表2。
表1 SBS改性瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果
表2 TFOT后殘留物檢測(cè)結(jié)果
由于集料用于瀝青上面層的鋪筑,所以,對(duì)集料的質(zhì)量要求也相對(duì)較高,在集料的選取中應(yīng)選擇抗滑能力、耐磨耗能力及堅(jiān)固性較強(qiáng)的巖石[3]。 這也是影響路面使用壽命的重要因素,同時(shí)良好的抗滑性能可保證車輛行駛過程中的安全。 經(jīng)過綜合比較本工程項(xiàng)目選擇玄武巖碎石作為集料材料。 玄武巖相關(guān)性能指標(biāo)如表3 所示。
表3 玄武巖性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果
公路工程中常用的溫拌劑有3 類,分別為聚合物型、表面活性劑型和天然礦粉型。 為實(shí)現(xiàn)溫拌技術(shù)在相對(duì)較低施工溫度條件下成功拌制瀝青混合料, 通過在熱瀝青中加入溫拌劑以分散瀝青中所形成的膠團(tuán)從而達(dá)到在此溫度下的拌和目的。 經(jīng)綜合比較多種溫拌劑, 本工程決定選用聚合物型中的Sasobit 溫拌劑。
根據(jù)制定的施工方案要求, 該項(xiàng)目道路上面層需進(jìn)行銑刨處理,銑刨后的舊料及時(shí)運(yùn)出現(xiàn)場(chǎng),并將路表面層殘余垃圾雜質(zhì)清理干凈,避免影響后續(xù)攤鋪新瀝青混合料的性能。 由于該項(xiàng)目施工線路較長(zhǎng),為保證項(xiàng)目的順利推進(jìn),應(yīng)先確定1 km的試驗(yàn)路段進(jìn)行施工, 待試驗(yàn)路段施工完畢后且各項(xiàng)性能驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行全線施工。本項(xiàng)目選取K1+100~K2+100 作為試驗(yàn)路段。
溫拌瀝青混合料的拌和過程為先將SBS 改性瀝青加熱至一定溫度,一般在110~130 ℃均可,此時(shí)加入溫拌劑以達(dá)到降低拌和溫度的目的,然后將其與加熱好的集料一同拌和,并在混合料拌和過程中添加一定摻量的抗剝落劑。 待拌和一定時(shí)間后即可出料,一般為60 s,拌和時(shí)間不宜過長(zhǎng)。
拌和完畢的瀝青混合料需及時(shí)運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng), 在將混合料裝車的過程中要求分3 次進(jìn)行, 以防止出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。 一輛運(yùn)輸車不宜裝料過滿,避免在運(yùn)輸途中顛簸震蕩造成混合料撒漏嚴(yán)重。 同時(shí)因溫拌混合料本身溫度不高,在冷卻之前需盡快送至現(xiàn)場(chǎng)攤鋪,在這個(gè)過程中需做好保溫措施,可在車廂頂部鋪蓋帆布層,以延緩混合料溫度的冷卻時(shí)間。
待溫拌混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后, 先對(duì)混合料進(jìn)行溫度檢測(cè),對(duì)于滿足溫度要求的混合料及時(shí)進(jìn)行攤鋪[4];對(duì)于一些已冷卻且固結(jié)的混合料,因其無法進(jìn)行攤鋪及碾壓,所以需要及時(shí)處理掉。 攤鋪設(shè)備在施工過程中應(yīng)盡可能平穩(wěn)且均勻攤鋪,對(duì)于邊角等特殊處難以攤鋪到位的區(qū)域,可安排人工協(xié)助處理。
碾壓方式及碾壓設(shè)備的選擇直接影響著壓實(shí)質(zhì)量。 本項(xiàng)目采用鋼輪壓路機(jī)+膠輪壓路機(jī)的組合方式進(jìn)行碾壓,以提高施工效率及施工質(zhì)量水平,碾壓過程嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行。
道路的壓實(shí)效果對(duì)其鋪筑質(zhì)量有直接影響。 若壓實(shí)度不滿足要求,經(jīng)車輛荷載作用后路面很容易產(chǎn)生裂縫、剝落等其他病害, 進(jìn)而水分很容易進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部, 產(chǎn)生更大的破壞。 本項(xiàng)目隨機(jī)選取5 個(gè)測(cè)試點(diǎn), 對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè),其檢測(cè)見表4。
表4 壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果
由表4 檢測(cè)結(jié)果可知,試驗(yàn)路段壓實(shí)度均達(dá)標(biāo),各樁號(hào)測(cè)點(diǎn)壓實(shí)度均不低于98%,道路驗(yàn)收合格。
防止水分深入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部也是道路檢測(cè)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 水損害對(duì)路面結(jié)構(gòu)破壞性強(qiáng),擁有良好的防水性能對(duì)路用性能而言有積極的作用。 為保證試驗(yàn)結(jié)果的客觀性,本項(xiàng)目從試驗(yàn)路段中隨機(jī)選取5 個(gè)測(cè)點(diǎn)分別進(jìn)行5 次檢測(cè), 得到滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果見表5。
表5 滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果
由滲水系數(shù)結(jié)果可看出, 因施工前期道路破壞較大,裂縫、網(wǎng)裂病害較多,因此,該階段路面滲水系數(shù)均較大,最大滲水系數(shù)達(dá)到105 mL/min,此時(shí)路面防水性能較差。經(jīng)溫拌技術(shù)拌和混合料重新鋪筑后,滲水系數(shù)整體下降幅度較大,最大滲水系數(shù)為71 mL/min。由此說明溫拌瀝青混合料具有較好的防水性能。