就地拌和的冷沥青混合料施工工艺

2015-12-05许馨戈

建材与装饰 2015年46期

关键词：稀释剂矿料乳化

许馨戈

（西藏山南地区公路建设项目管理中心西藏自治区山南地区 856000）

就地拌和的冷沥青混合料施工工艺

许馨戈

（西藏山南地区公路建设项目管理中心西藏自治区山南地区 856000）

为了对就地拌和冷沥青混合料的施工工艺进行深入地分析，本文采用文献资料法和描述性研究法，以冷沥青混合料为研究对象，深入地探讨了在冷沥青混合料就地拌合的过程中选择原材料、确定材料具体用量与实施拌和制作等施工工艺，以期为工程建设的施工人员们提供冷沥青混合料施工工艺方面的参考和帮助。

就地拌和；冷沥青混合料；施工工艺

冷沥青混合料具有适用范围广、经济实惠和污染少等优点，但也会受到气候因素、空气湿度、使用方式和质量控制等因素的影响。所以，在工程建设中负责沥青混合料相关工作的施工人员应该重视就地拌和冷沥青混合料的施工技术，正确、规范地实施就地拌和冷沥青混合料的施工工艺。

1 沥青和矿料的选择

1.1 选择沥青的具体方式

（1）乳化沥青：水分子和沥青原本是两种相互之间不会产生任何混合的绝缘物质。乳化沥青却正是由含有少量乳化剂的水和粘稠沥青相混合所制成的一种分散体系。沥青的细微颗粒在乳化沥青中呈现出分散的样貌，而水分子却呈现出连续排列的形态。乳化沥青有着各式各样的分类。按照乳化剂的不同可以将乳化沥青分为阴离子型和阳离子型这两种。按照乳化沥青中电离子裂化速度的快慢可以将乳化沥青分为慢裂（SS）和中裂（MS）这两种[1]。

（2）稀释沥青：稀释沥青是通过石油类的稀释剂或溶剂对粘稠沥青的液化作用而产生的一种只能在低温条件下使用的沥青原料。一旦稀释沥青中的稀释剂或溶剂因为暴露在空气中而蒸发掉，就只会留下粘接在一起的粘稠沥青和矿料。按照稀释沥青中稀释剂或溶剂在种类和数量上的不同来进行划分和标号，可以将稀释沥青分为慢凝（SC）、中凝（MC）和快凝（RC）这三种[2]。慢凝型的稀释沥青一般是使用蒸馏后的石油原液或轻油来作为稀释剂或溶剂，中凝型的稀释沥青通常会使用煤油一类的稀释剂或溶剂，快凝型的稀释沥青则多为汽油一类的稀释剂或溶剂。

（3）选择沥青材料的参考标准：粘稠度是反映和体现沥青材料粘滞性能的根本性指标。施工人员在选择沥青材料的时候应该依据自身多年的施工经验来挑选出最便于操作和最易于施工，粘稠性最高的沥青材料。气温是选择沥青材料必须要考虑到的一个重要因素。为了让进行冷拌混合的沥青能够在施工现场的常温环境下易于搅拌和加工，施工人员就应该充分考虑到各种沥青材料的粘稠度在这种气温之下的变化情况。矿料的级配是影响和控制沥青材料粘稠度的又一个关键因素。从施工人员多年的拌制经验中可以总结出矿料级配和沥青材料粘稠度之间的基本规律。开级配的矿料和密级配的矿料相比，对沥青材料粘稠度的要求更高。但是两种级配的矿料都应该选择便于施工的最粘稠标号。沥青材料的实际用量、施工现场的气温、当地的空气湿度、降水量、风力以及拌和制作沥青混合料时的温度变化等因素都会对乳化沥青和稀释沥青的粘结速度和凝结硬化程度造成一定的影响。所以在选择沥青材料的时候一定要综合考虑气候气温、空气湿度、降水和风力等影响因素。

1.2 选择矿料的具体方式

不管是天然的粉质砂土还是级配良好的机轧碎石，多种多样的各类矿料里有很多种矿料都非常适用于拌和制作冷沥青混合料。还有很多矿料和土壤按照一定比例混合以后，也是可以拌制冷沥青混合料的优质原料。在合格矿料不足或严重缺乏适配型矿料的情况下，施工人员应该根据施工现场地域性的实践经验来对适配性能较差的矿料进行试验研究。从当地的矿料中分析比较细粒土壤、纯砂或砾石等，选择出可以应用于拌和制做冷沥青混合料的矿质原材料。也可以选择与混合不同地点、不同层次的不同矿料，再配上一定量的沥青并采取相应的调配措施，从而将级配水平处于中端甚至不良的矿料投入使用[3]。

有些亲水性较强的低端矿料，本身并不具有粘接性，很难附着在沥青上面。这种矿料的表面还没有干燥完全，湿度较大，很难和沥青粘接在一起。仅仅通过延长拌和沥青和矿料的时间并不能有效改善两者不易粘接的现实情况，反而会导致沥青原材料在拌和过程中因为挥发物体的过快损耗而质量下降，进而制作出不合格或是不符合施工标准的冷沥青混合物。处理这种因矿质原材料表面湿度太大而无法顺利粘接沥青原材料的问题，最好的方式就是改变矿质料颗粒表面离子和沥青颗粒表面离子之间的电荷比例。而改变二者表面电荷比例最常用的方式主要有三种：①在使用阴离子乳化沥青或稀释沥青的时候可以用少量消石灰粉或沥青抗剥落剂来进行调和，以此改善沥青颗粒与矿料颗粒这两者之间的粘接情况。②在没有掺入消石灰粉、沥青矿剥落剂或其它任何添加成分的前提下，将阳离子型的乳化沥青作为沥青和矿料的粘接料来改善二者的粘接状态。③通过一定的化学手段将投入使用的乳化沥青从阳离子型转变为阴离子型，一样能提高沥青和矿料之间的粘接程度。然而，不管采用哪种方式来促使矿料粘接在沥青上，都必须通过试验的方法来确定矿质材料的详细种类和具体用量。

2 确定沥青和矿料的具体用量

乳化沥青和稀释沥青混合料的具体用量没有普遍适用于一切情况的设计方案。经验丰富的施工人员在通常的情况下都会经过经验公式的演算来初步拟定乳化沥青和稀释沥青等沥青材料在混合料中的基本用量，并且随时关注拌和制作的过程，以便及时地对用量作出适当的调整。但对于经验不多的施工人员则可以用马歇尔实验的套路来对乳化沥青和稀释沥青的混合料进行初步的设计。在缺乏马歇尔实验完整设备的情况下，施工人员可以采用下面这两个经验公式来分别估量乳化沥青和稀释沥青的具体用量。

式中：P代表着乳化沥青材料的重量和矿料干重量所形成的比例；A指代的是矿料滞留在网格缝隙间距为2.36mm的筛上的百分比；B指的是矿料滞留在网格缝隙间距在2.36～0.075cm范围内的筛上的百分比；而C则是指矿料滞留在网格缝隙间距为0.075cm的筛上的百分比。

式中:P代表着稀释沥青材料的重量和矿料干重量所形成的比例;A指代的是矿料滞留在网格缝隙间距为0.3cm的筛上的百分比;B指的是矿料滞留在网格缝隙间距在0.3～0.15cm范围内的筛上的百分比;C指的是矿料滞留在网格缝隙间距在 0.15～ 0.075cm范围内的筛上的百分比;而D则是指矿料滞留在网格缝隙间距为0.075cm的筛上的百分比。

3 就地拌和冷沥青混合料的施工工艺

冷沥青混合料常用的拌制设备主要有轮胎式压路机、沥青洒布车、平地机和钢轮。在条件允许的情况下还可以加上洒水车。首先按照前期设计的规定尺寸铺陈出一个长条形的矿料堆，用平地机将矿料堆刮平后用沥青洒布车在矿堆上喷洒小于等于3.5ml/m2的沥青材料。每次喷洒沥青材料之前都要讲矿料堆砌成规定的宽度和长度，喷洒之后也要立即操纵平地机进行反复的搅拌，其它设备可以在一边从旁协助翻搅。重复操作直到所有的沥青材料和矿质材料全部混合和渗入，均匀有效地粘接在一起。冷沥青混合料中专门为施工和操作的便利性提供服务的稀释剂在充分的碾压之后会慢慢蒸发掉，一般在铺摊陈设与拌和制作的过程中就可以完全蒸发干净，所以并不需要在就地拌和的后期进行风干处理。但如果是为了加快施工的进程，施工人员可以根据施工现场冷沥青混合料硬化的具体情况而采取补充风化的相应操作。完成了拌和与风干的工作之后就是分层次压实的收尾工作了。不过即便是成功完成了所有的施工工艺，也要注意保护刚刚投入使用的沥青面。最好是在沥青面上铺洒上一层砂料，防止人为触碰或其它物体的碰撞所带来的损坏。