新型环保改性沥青在路面施工中的应用技术

窦国涛

(山西新世纪交通建设工程咨询有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

进入21世纪以来，我国经济的发展又上了一个新的台阶，公路工程建设发展也到了一个新的阶段，同时伴随着道路使用年限的增长以及交通量流量的逐年增加，也带来了公路养护方面的问题，大量高等级沥青路面需要进行维修、翻铺和重建，而普通的热拌沥青在施工及制作过程中产生的高温、老化等问题，大大缩短了路面的使用寿命，产生大量的有害气体，威胁到周边居民的身体健康，加剧了环境污染。在我国已建成的高等级路面中，沥青路面数量比例很大，按照以往的传统旧路面处理方法，工程造价较高、工期较长，产生的有毒有害气体多。随着我国近几年环境问题的日趋严重，传统旧路面处理方法已无法跟上当前人们的环保意识，而新型环保改性沥青作为一种新材料的应用，对降低建设成本、保护生态环境、构建环保友好型和循环利用型公路工程都有重大的社会意义[1]。

1 工程概况

山西省运城境内PPP路面改造项目G209线平陆段，属于二级公路，起点桩号为K1327+756，终点桩号为K1332+870，设计使用年限为12 a，该路段连接村镇街道化严重，大型及拖挂车辆较多，给沿线居民的出行带来了安全隐患；因路面破损坑洼严重且平整度十分差，车辆经过的地方尘土飞扬，噪声很大，粉尘、噪声污染十分严重，当地政府已将该公路作为重点整治路段。该路段改建施工中，在处治完基层的病害后将7 cm的老路沥青面层替换为新型环保改性沥青，这种技术很好地解决了原有路面上旧的沥青混合料浪费及新热拌沥青混合料污染环境问题，通过添加新的材料与黏结剂黏结，可以解决施工中的污染等问题，极大降低了对环境的污染。

2 新型环保改性沥青材料指南

2.1 新型环保型沥青改性剂的定义及指标

新型环保型沥青改性剂，是通过降低沥青的高温黏度和针入度、摊铺温度，以改善沥青混合料的施工和易性的材料。分为固体和液体两大类，其技术要求应符合表1的规定。

表1 新型环保型沥青改性剂的技术要求

2.2 新型环保型沥青改性混合料

新型环保型沥青改性混合料是在配制过程中添加新型沥青改性剂，降低混合料的施工温度和减少有毒有害气体排放量。一般采用A级道路石油沥青或SBS改性沥青、橡胶沥青等，标号为70，90，其技术指标应符合沥青技术规范要求[2]。

3 新型环保型沥青混合料配合比

1)目标配合比设计流程见图1。

2)配合比设计的细分。

选用符合要求的材料和成型方式，道路车辙试验动稳定度应符合如下规定：

a.对于新型环保密级配沥青混合料，其动稳定度不小于3 500次/mm。

c.对于新型大孔隙开级配排水式沥青混合料，其动稳定度不小于3 800次/mm。

4 施工工艺

4.1 施工气候

新型环保改性沥青混合料的摊铺应避免在夏季多雨时节进行。雨季尽量不安排沥青混合料的施工。

4.2 温度控制

1)新型环保改性沥青混合料的施工温度：a.标号70的沥青加热温度为155 ℃～165 ℃，摊铺温度常温施工不小于125 ℃，初压温度常温施工不小于120 ℃，终压温度不小于70 ℃，开放交通温度不大于50 ℃。b.标号90的沥青加热温度150 ℃～160 ℃，摊铺温度常温施工不小于120 ℃，初压温度常温施工不小于115 ℃，终压温度不小于70 ℃，开放交通温度不大于50 ℃。

2)节能环保型复合 SBS 改性沥青混合料的施工温度：SBS改性沥青加热温度165 ℃～170 ℃，摊铺温度常温施工不小于145 ℃，初压温度常温施工不小于135 ℃，终压温度不小于75 ℃，开放交通温度不大于50 ℃。

3)节能环保型复合橡胶改性沥青混合料的施工温度：橡胶沥青加热温度165 ℃～190 ℃，摊铺温度不小于145 ℃，初压温度不小于135 ℃，终压温度不小于75 ℃，开放交通温度不大于50 ℃。

4.3 拌和

固体类节能环保型沥青改性剂可采用干法或湿法两种工艺，当采用干法工艺时，先将改性剂与热集料接触，均匀拌和时间延长几秒钟；当采用湿法工艺时，先将改性剂均匀散布在制备的沥青中，形成沥青混合料。当使用量较小时，可委派专人在拌和站窗口投放。原材料、矿料级配不符合要求时，应重新进行目标配合比设计。

4.4 运输

1)拌和后的沥青混合料采用自卸车运输。拌和好即可装车运输到现场，要注意其时效性。自卸运输车的数量应稍多于计算好的所需运输车量，以防料不够用而进行二次补料。

2)自卸车运输混合料过程中，必须用帆布严密覆盖住车厢沥青混合料，防止混合料受到雨淋、水毁等因素的影响，同时要考虑大气的污染以及气温下降带来的不利影响。

4.5 摊铺

新型环保改性沥青混合料摊铺过程中先对熨平板加热，在摊铺过程中，震动频率刚开始以低频为主，以控制其初始压实度。先要进行试验段的试铺，进行虚铺厚度的测试，为后续路面摊铺厚度和横坡度得到依据。当铺筑宽度大于一个车道时，可用两台摊铺机组成梯队摊铺。摊铺速度应根据拌和站生产能力进行控制，可用下式计算：

S=Q×n/(60×b×H×r)。

其中，S为摊铺机行进速度，m/min；Q为拌和站每台机小时产量，t/h；n为拌和机台数；b为摊铺宽度，m；H为摊铺层厚度，m；r为RAP混合料毛体积密度，t/m3。

4.6 混合料的压实与成型

压实设备应配有轮胎式、振动式单钢轮及振动式双钢轮压路机，应根据路面的结构性能选择合理的机械组合与参数。压实过程中应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压段长度初压为20 m～30 m、复压及终压为 30 m～50 m。摊铺宽度超过6 m 时，宜采用2台～4台钢轮压路机、2台轮胎压路机。

5 施工过程中的检测和质量标准

新型环保改性沥青混合料的质量控制主要在于施工过程中的控制，以下一系列指标控制如基层宽度、平整度、中线、标高、钻孔取芯等指标要跟进施工的进度随时检测，为施工完成后质量的验收提供依据(如表2所示)。

表2 施工过程质量控制要求

6 开放交通等注意事项

新型环保改性沥青路面待路面温度低于50 ℃时方可开放交通，不得污染损坏，并做好通车后的养护管理工作。

7 结语

运城境内PPP路面改造项目G209线平陆段采用新型环保改性沥青的方法进行施工，在正确的施工方案指导下，新型环保改性沥青技术从施工质量以及环保方面都取得了很大的成功；与传统热沥青路面相比节约了资金，降低了工程造价，节省了运输费，改善了空气质量，节约能源，为社会建立了优质的品质工程。通过实验论证和工程实践证明，采用新型节能环保改性沥青技术，可节省能源30%～40%，减少温室气体排放60%以上，减少沥青烟气等有毒气体的排放70%以上，是名副其实的高性能低污染高新技术。另一方面，采用新型环保沥青改性剂还可以与其他改性剂配合使用，实现复合改性沥青的施工性能和产品性能大幅度提升，对提高特重载交通及重载交通道路使用寿命具有极大的意义。新型环保改性沥青技术符合建设资源节约、环境友好型社会要求和国家产业政策，有利于节能减排和可持续发展，同时又保证了路面的施工质量。