温拌沥青混合料在沥青路面磨耗层中的应用
2019-06-01
(广东省长大公路工程有限公司,广东 广州 510620)
一、前言
当前,铺设沥青路面大都采用热拌沥青混合料HMA(Hot Mix Asphalt),其制作生产过程中的拌和温度为150℃~180℃。当沥青和集料在如此高的温度下拌和、摊铺、碾压时,不仅会耗费很多燃料,还会释放出大量CO2、废气和粉尘,严重污染空气,危害施工人员的身体健康。
如何消除热拌沥青混合料污染大、耗能多等缺陷,一直是困扰道路施工人员的难题。本文以广东广佛肇高速LM2标工程为依托,基于表面活性剂法的温拌沥青混合料,从原材料控制、混合料配合比、混合料拌和、混合料摊铺等关键工序对高速公路温拌沥青路面的施工技术进行研究,总结了一套可以用温拌沥青混合料替代热拌沥青混合料的关键施工技术。
广佛肇高速LM2标路段桩号为K156+900~K157+200右幅,共300m,4.5cm上面层采用WAC-16温拌沥青混合料,其他结构层为常规设计。
二、WAC-16沥青混合料配合比设计
(一)沥青原材料的试验
1.改性沥青
选择I-D级SBS改性沥青,经检验,其基本性能指标可满足本项目工程的设计及规范要求,可应用于温拌沥青路面施工中。
2.EC-120改性沥青
合成直链脂肪族碳氢混合物是EC-120温拌改性剂的主要成份,其熔点为100℃,当温度升至110℃时它会全部融化于沥青结合料中,并生成栅格结构,使温拌改性剂以优良的状态存在于沥青结合料里,且不会发生离析现象。温拌改性剂会显著降低沥青的高温粘结度,因此在沥青中掺加温拌改性剂不仅会降低施工拌和压实温度,还能加大沥青混合料的高温稳定性。由于温拌改性剂中含有固定油类、蜡类组合成分,因而温拌改性沥青的抗老化性能比基质沥青更佳。综上所述,EC-120温拌改性剂不仅是降粘剂,还是增加抗车辙能力的改性剂。
(二)WAC-16混合料级配与马歇尔试验结果
1.集料筛分结果
本文根据需要,设计了粗、中、细3条WAC-16混合料级配曲线。如图1所示。
图1.WAC-16级配设计曲线图
2.马歇尔试验
结合设计的集料级配及相关工程实际,选用温拌改性剂含量为1%、2%、3%、4%、5%的沥青进行马歇尔试验。
三、WAC-16沥青混合料的路用性能测试
按照规范要求对WAC-16沥青混合料的路用性能进行测试,试验结果表明其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、渗水、抗滑性等,均满足设计及规范要求。
四、WAC-16沥青混合料的主要施工工艺
温拌沥青路面施工工艺总体上和普通改性沥青路面施工工艺近似,对原材料检验、设备检查、下承层准备、混合料运输、摊铺、碾压、接缝处理、交通管制等环节的要求均可与常规成熟工艺保持一致,但在混合料的拌和和各工序中对混合料温度的要求上有所差别,需要严格控制。
温拌改性剂可以采用人工或自动投料两种作业方式。为确保温拌改性剂能均匀地分散到沥青混合料中,在喷入热沥青的同时可加入温拌改性剂,与热沥青一起进行湿拌。热集料加热温度控制在155℃~165℃之间,其他方面的控制与普通沥青混合料相同。
需要注意的是,要确保拌和装置的各个工作单元与配套系统尤其是计量系统在混合料生产过程中均处于正常工作状态。
五、现场铺筑实况
W A C-1 6沥青混合料的生产配合比设计为——10mm~18mm:5mm~10mm:3mm~5mm:0mm~3mm:矿粉:水泥=42:23:6:25:3:1,生产配合比经检验合格后,施工方按照课题组提供的施工技术指南的要求,铺筑了200m的上面层。
六、试验路段检验结果
(一)沥青混合料抽提检测
如表1所示,各项检测结果均满足技术规范要求。
表1.取样混合料级配和油石比检测表
(二)压实度检测
如表2所示,检测结果表明:路面压实度均满足要求,因此施工技术指南提出的温度控制和压实工艺是合适的。
表2.压实度检测结果
(三)渗水抗滑检测
检测结果如表3所示。
表3.各测点的构造深度和渗水系数
(三)现场钻芯取样
试验路段铺筑完成后,课题组对试验路段钻芯取样,钻取的芯样骨架良好,较为密实,表明试验路铺筑效果良好。
七、结语
本项目在不需要大面积调整及改装机械、增加复杂工序或工艺要求的前提下,成功实现了WAC-16沥青混合料在路面磨耗层中的应用,为温拌沥青混合料在实际工程中的大范围应用提供了借鉴参考。笔者认为,温拌沥青混合料的推广使用对降低施工成本、减少碳排放、建设环境友好型社会意义重大。