沥青路面减噪微表处夜晚低温施工材料及技术研究

2021-03-25景鹏翔

中华建设 2021年3期

景鹏翔

近年来，微表处施工技术快速发展，被广泛应用于沥青路面减噪工程中并发挥着积极的作用。夜间低温条件下施工作业，对材料与技术的应用有着严格的要求，必须要做好全面的把控，确保微表处施工作业的质量与效果。基于此，深度分析此课题，提出材料与技术质控措施，有着重要的意义。

一、微表处致噪与减噪的原理

一般来说，交通噪声的产生以摩擦噪声为主，由于针片状骨料超限与超粒径骨料存在等多种原因，使得微表处面层表观参差或者大骨料撑点不饱满，引发交通噪声。即使是平整的路面，路面与轮胎之间的摩擦噪声也会受到此影响增加一定的分贝。部分工程施工作业若压路机未能做好全面碾压，使得微表处位置的大骨料表面平齐质量不达标，并且和低洼瑕疵位置产生阳性正凹陷结构，然而热沥青面层也存在阴性负凹陷结构。以往的微表处路面行车噪声大约为17m 波长，其属于波段敏感区。

对于微表处路面的减噪处理，多采取以下措施：（1）调整优化级配。若想减少微表位置骨料超粒径过量以及面层大骨料顶面不整齐情况的发生，选择微表处的结构中合理设置撑点，具体操作是对5mm-10mm 标准加增700mm筛孔，做好级配的调整，达到减少7-10mm粗料组分的效果，实现5-7mm 粗料组分的增加。通过级配的调整，可以消除一定的噪声。（2）添加适宜的弹塑性材料。对于微表处级配根据实际情况，添入5%的橡胶粉，使得微表处复合料的弹塑性得到有效增强，发挥橡胶粉的弹塑性优势，实现对骨料之间由于行车载荷造成的冲击与摩擦的有效缓冲，进而达到改变噪声波长的目的，实现对噪声发生域的控制。虽然使用橡胶粉能够消除一部分噪声，但是会使得粘结力受到影响，延缓破乳的速率，影响着处理后的交通开放时间早晚。基于此，要做好乳化沥青微表处的组分调整，一方面要保证橡胶料的减噪效果，另一方面要增强技术的适应性满足夜间施工需求。

二、沥青路面减噪微表处夜晚低温施工材料及技术的应用分析

1.破乳沥青的破乳方法

若想加快微表处强韧度的构成，关键在于提高乳化沥青破乳速率，常用的方法如下：（1）化学破乳。使用的乳化沥青拥有阳离子，当触接到表面存在负电荷的石料之后，极易引发化学反应，沥青如果与水发生离析，乳化剂的乳化机制将会失去效力，最终实现破乳。采用化学破乳方法，不会受到外界环境较大的影响，同乳化剂类型和有关分子结构存在深度关联，具有较强的适应力，便于工艺与施工的有效控制。（2）物理破乳。指的是外界风速和温湿度等的影响下，随着水分的挥发，乳化沥青产生水分离析，逐渐破乳。相比化学破乳方法，物理破乳方法的环境适应性不强，工艺与施工控制的难度很大。在目前，多采用化学破乳方法。在微表处使用快凝慢裂乳化剂，此类材料中添加了中裂乳化剂18 烷基3 甲基氯化铵，使得破乳速率得到有效提高。

2.高效破乳降噪微表处乳化沥青的设计

基于减噪需求的级配设计：选择玄武岩骨料，设计MS-3 级配，骨料技术指标如表1；含胶粉合成级配根据筛孔大小执行。经过合成级配之后，添加40 目橡胶粉4%。

基于破乳效率的级配设计：选择的是维实伟克MQ3 当做乳化剂，对使用的中海90#重交沥青，按照添加0.2%18 烷基3 甲基氯化铵、0.1%18 烷基3 甲基氯化铵、0%18 烷基3 甲基氯化铵配方进行乳化，获得的结果如下：（1）0% 18 烷基3 甲基氯化铵。乳化剂MQ3 1.5%；中海90#沥青60%；水38.5%；外加SBR 胶乳3.5%。（2）0.1% 18 烷基3 甲基氯化铵。乳化剂MQ3 1.3%；中海90#沥青60%；水38.6%；外加SBR 胶乳3.5%。（3）0.2% 18 烷基3 甲基氯化铵。乳化剂MQ3 1.2%；中海90#沥青60%；水38.6%；外加SBR 胶乳3.5%。通常来说，路面微表处混合料搅拌时间要超过120s，不过考虑到破乳时间效率，混合搅拌时间不能过长。综合分析，混合搅拌时间控制为120s-140s，微表处橡胶乳化沥青材料按照30min初凝粘结力超过1.2N/m 控制，交通开放时60min 粘结力超过2.0N/m，当做快速开放交通的标准。

基于夜晚低温的级配设计。通过模拟夜间施工作业条件，混合搅拌与粘结力养生条件设置如下：（1）无风；（2）湿度65%；（3）温度13%。通过对3 种乳化沥青配方按照水：胶粉：乳化：沥青材料：骨料材料：混凝土材料=8:1.5：4:12.5：100 的质量比，进行混合搅拌，并且进行粘结力实验，获得的结果如下：（1）方案为1.0% 18 烷基3 甲基氯化铵。可混合搅拌时间为190s；18 烷基3 甲基氯化铵含量为0；60min 粘结力为1.7N·m；30min 为1.0N·m。（2）方案2 为0.1%18 烷基3 甲基氯化铵。可混合搅拌时间为150s；18烷基3甲基氯化铵含量为0.1；60min粘结力为1.9N·m；30min 为1.5N·m。（3）方案3 为0.2%18 烷基3 甲基氯化铵。可混合搅拌时间为130s；18 烷基3 甲基氯化铵含量为0.2；60min 粘结力为2.1N·m；30min 为1.5N·m。按照技术要求，60min 粘结力要超过2.0；30min 要超过1.2N·m。

经过综合分析，选择方案3 作为配方依据，进行乳化沥青的配制，结合实践进行分析。根据施工实践得知，在快凝慢裂乳化沥青体系结构中，使用18 烷基3 甲基氯化铵，当做复配中裂乳化剂，能够促使微表处强度形成效率明显提高，能够有效消除由于夜晚低温作业环境以及使用橡胶粉等带来的不利影响，促使交通能够快速开放。

表1 骨料的技术指标

3.粘砂耐磨试验和优化配比方案

按照技术要求，沥青路面湿轮耐磨浸水6h 必须要小于800g/m2，为了能够避免由于沥青配比过大引发泛油或者其他病害，沥青配比还需要小于载荷轮粘砂实验粘附砂量为450g/m2时的沥青配比。基于此，选择方案3，同时进行沥青配比的调整，选择5 个石油比，组织进行荷载轮粘砂实验与湿轮耐磨试验，获得的结果如下：（1）石油比6.5%。粘附砂量为205g·m-2；耐磨值为783g·m-2。（2）石油比7.0%。粘附砂量为292g·m-2；耐磨值为566g·m-2。（3）石油比7.5%。粘附砂量为399g·m-2；耐磨值为402g·m-2。（4）石油比8.0%。粘附砂量为481g·m-2；耐磨值为296g·m-2。（5）石油比8.5%。粘附砂量为572g·m-2；耐磨值为218g·m-2。按照技术标准，要求耐磨值小于450，结合区域交通条件与气候环境的综合分析，选择7.5%石油比。

4.实例应用

选择某公路开展微表处施工作业，按照上述设计方案，进行减噪施工作业。根据施工记录的资料显示，当晚1h 就实现了交通开放。施工作业中考虑橡胶粉使用以及乳化沥青配方优化等综合影响，围绕复合料稀浆稠度实施重点把控。当交通开放之后，现场路面均匀且密实，没有划痕和轨迹等。经过检测，摩擦系数结果为57BPN，路结构深度结果为0.57mm，渗水常数结果为10mL/min，可达到路面施工作业的标准。

三、沥青路面减噪微表处夜晚低温施工材料及技术的应用策略结语

1.做好材料配比的试验

沥青路面减噪微表处夜晚低温施工作业环境比较复杂，现场的湿度与温度等都会给作业质量与效果带来影响，因此要结合区域实际情况，做好材料配比的试验分析，优选材料配比方案，指导施工作业的开展，确保施工作业的质量达标。

2.做好施工技术应用过程的把控

若想把关沥青路面减噪微表处夜晚低温施工作业的质量，要围绕技术的应用，做好全面控制。这需要配置充足的人力资源，负责整个施工现场的监督检查，严格把控材料与技术的运用质量，动态排查潜在的风险与问题。施工管理人员要深入到现场，进行全面的检查与监督，排除沥青路面减噪微表处夜晚低温施工作业的质量问题。若发现质量问题，必须要及时采取处理措施，以免造成沥青路面减噪微表处施工问题，实现对质量的全面把控。