阻燃温拌型沥青混凝土施工技术的应用

2022-03-24贾文良

四川建材 2022年3期

贾文良

(中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都 610066)

1 工程概况

河南省登封市少林大道下穿中岳庙隧道全长1 025 m，按城市主干路标准设计，双向六车道，设计车速50 km/h，车道净空≥4.5 m。隧道的暗埋段约360 m，其东引坡和西引坡分别长310 m和355 m。暗埋段设计的结构为矩形双孔钢筋混凝土式，为双向六车道。本文中所提到的隧道工程所需普通热拌沥青混凝土和阻燃温拌型沥青混合料分别为4.9万m2和2万m2。

2 工艺特点

1)温拌阻燃沥青混合料工艺具有以下优点：不论是拌和还是施工，沥青混合料所需的温度均不高，还可以减小运输、摊铺沥青混合料的时间，同时能源消耗降低1/5，有害气体和烟雾的排放量分别减少30%、75%。

2)该施工技术所采用的压实机械组合和碾压方式可以满足隧道宽度较小的情况，且沥青路面的平整度和压实度都会大幅提升。

3)机械的损耗率以及拌和设备的磨损率均降低，从而提升了机械设备的利用率。

4)拌制沥青混合料可以选择在温度较低的环境下进行，因此，大大避免了高温导致沥青老化的问题，延长了路面的使用寿命。

3 工艺原理

温拌阻燃沥青混凝土所用到的温拌剂、阻燃剂的形态呈粉状颗粒，其添加工艺不太复杂，且不需要多余的设备。温拌剂和阻燃剂的掺配比例可通过以下因素确定：其一是季节，其二是模拟现场的施工环境，其三是厂家建议的掺量范围。在165℃下拌和沥青，当温度下降20℃～40℃时即可加热矿料以及将混合料出厂。一般会同时加入矿料、温拌剂和阻燃剂，保持搅拌速度为500 r/min，持续10 s，之后湿拌40 s。经过上述操作后的温拌阻燃沥青混合料便可进入现场，等待下一步的碾压、压实。

上述步骤获得的温拌阻燃沥青混合料相较于普通热拌沥青混合料，要求的施工温度会低20℃～40℃，而运输过程中所散失的热量大约少了一倍，而且沥青混凝土更易施工。当用该沥青混合料铺设好的路面成型后，即使在高温环境下也能正常使用，不会有过量的车辙；即使在低温环境下，路面的开裂情况也会减小。该沥青混凝土的弹性和粘性更好，当利用不同于普通露天路面所用到的碾压和压实设备，施工环境温度较低时，所得到的压实效果也更好。

4 工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

温拌阻燃沥青混合料施工流程见图1。

图1 温拌阻燃沥青混合料施工流程

4.2 投放阻燃剂确定与控制

当利用接触式温度计对已加热的集料测温后，再加入阻燃剂。所用沥青为SK-70的改性沥青，通过厂家建议的掺配范围，在利用实验方式最终得出阻燃剂(FR1)和温拌剂(W1)的最佳掺量分别为0.15%和0.5%。

4.3 温拌阻燃沥青混凝土施工工艺及操作要点

当利用“干法”分别添加阻燃剂、温拌剂进行拌制时，会使施工更加方便，在装有计量设备的风送设备的帮助下将其送到拌和锅中。干拌温度控制在140℃～150℃的范围内，所需时间和一般热拌沥青混合料的时间相同。

4.3.1 温拌阻燃沥青混合料的拌和

1)拌和机二次筛分采用的振动筛必须满足拌和沥青混合料所要求的级配类型，筛孔最大直径和混合料最大粒径相比要更大一些，且筛网不能出现变形或破损。

2)将82 cm的高挡板设置在冷料仓中，在上料时需尽量避免出现冷料仓中发生缺料或者窜仓。

3)当混合料所有颗粒均匀裹上沥青，且没有花白料、不会出现离析和结团时，说明沥青混合料的拌和时间充分，可以停止。通常45～60 s内完成一次生产，且保证干拌时间在5～10 s内。

4.3.2 温拌阻燃沥青混合料的运输

1)先检测沥青混合料的外观和温度，再签发一式三联出厂单，且将出厂时间、温度以及混合料的详情标注清楚便能出厂。当沥青混合料的温度以及外观不符合设计规范或发生结块时不能出厂。

2)当有多余的运输车辆以及拌和机的生产力较高、摊铺速度较快时，需要保证最少有4辆车在摊铺机前待卸。用于运输沥青混合料的车辆需利用帆布覆盖，全包裹≤32 cm，如果外部的环境<20℃，利用棉被覆盖车厢的顶部和侧部，以避免混合料温度降低[1]。

3)为避免沥青混合料和车厢板出现粘结，做好运输车厢的清洁工作，并将隔离剂均匀涂抹在运输车厢内侧。

4)当按照前、后、中的顺序装梁时，就能最大可能防止沥青混合料下落出现离析。

4.3.3 温拌阻燃沥青混合料摊铺

1)提前冲洗下承层，待其干燥便撒布0.40～0.60 kg/m2的粘层油，之后才能铺筑温拌阻燃沥青混合料。

2)在摊铺机正式工作运行前0.5～1 h内，先将熨平板加热到100℃～110℃，该过程要尽量防止出现平板两头的翘起现象，所以温度不能太高，以避免最终影响到摊铺的平整性[2]。提前通过实验确定熨平板夯锤装置的振动频率、振幅大小、松铺系数以及起步的标尺和仰角。

3)刚开始工作的摊铺机需均匀、缓慢，当确定好松铺厚度后则以1～3 m/min的速度连续摊铺。

4)利用实验段确定温拌阻燃沥青混合料的松铺系数，使面层的压实厚度符合规范要求。摊铺时根据平衡梁控制摊铺厚度。

5)垫板通常有两种，一种是整体式，另一种是组合式，垫板可以使摊铺的厚度保持统一。

6)摊铺机螺旋布料器两侧不少于送料器2/3高度的混合料，同时保证布料器前混合料高度一致，使熨平板浮动均匀，以减少摊铺过程中混合料的离析。

4.3.4 温拌阻燃沥青混凝土碾压

1)碾压时要按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，因为隧道自身温度不高，难以固定碾压段的形式。正式摊铺时需要连续开始碾压。

2)碾压参数控制具体如表1所示。

表1 阻燃沥青混合料碾压方案单位：km·h-1

3)完成初压后立即开始碾压，该过程中会用到2台超过13 t的双钢轮振动压路机。

4)初压结束立刻复压，该过程用到不小于13 t的双钢轮振动压路机2台，通常依据混合料的材质进一步确定采用强震和弱振的频率，还有30 t轮胎压路机配合作业，且两种机器同进退，重复6～8遍。隧道内路面宽度和露天段落相比较低，因此，为了保证适宜温度便能碾压成型，需利用两前一后的方式同步碾压[3]。

5)利用不低于13 t双轮双振压路机进行终压，以消除路面的轮迹，该过程中要注意不能利用振动功能，如果路面部分的轮迹较明显，一般会用到弱振收面。当路面的轮迹不再明显即可结束碾压。

4.4 温拌阻燃沥青路面施工接缝处理

4.4.1 纵向接缝处理

纵缝采取热接方式，同时利用两台摊铺机施工，两台摊铺机之间要保持5～10 m。摊铺混合料一般都会留出12～22 cm，因为其属于后摊铺的高程基准面，所以无需立刻碾压，等摊铺完成后再共同碾压。纵向接缝应该首先碾压。纵缝不能处于同一直线上，上下层之间错开最少32 cm。当完成碾压后检查路面的平整度，棱角一般用钢轮压路机处理[4]。

4.4.2 横向接缝处理

利用垂直平接缝处理横向接缝，已处理完的作业面的边缘需和纵向边缘垂直。将摊铺机的摊铺预留量，保持接头横向对齐。结束碾压后利用3 cm的直尺检查路面的平整度，切除掉不平整的端部，该工序所用到的工具是人工用镐，利用暂时不使用的施工废料垫平接缝，以避免接缝对行车安全产生影响[5]。把粘层沥青涂抹在接缝端，预留出高度，设置摊铺机的标尺时设置成上次结束时所显示的标尺数字。为了让沥青混凝土的粘结更有利，新旧路面需有5 cm的重合。摊铺好接头，正式碾压前利用3 cm的直尺核验松铺面和成型面两者间的高差，如果两者之间的高差不均匀立刻对摊铺面修整。利用双轮压路机对横向接缝进行横向碾压。用压路机碾压时，把压路机伸到新铺层大概15 cm的地方，每压一次向新铺面移动15～22 cm，当新铺层全部在上时展开纵向碾压。