温拌沥青混合料路面施工技术及控制

摘要：本文从温拌沥青混合料配合比设计、拌合、运输、碾压等方面介绍了其路面施工技术，最后检验结果显示满足设计要求，取得较好的效益。

关键词：温拌沥青；配合比设计；检验；拌合；

目前沥青路面普遍采用热拌沥青混合料（简称HMA，Hot Mix Asphalt），施工温度达到150℃以上，对于改性沥青最高达到180℃～190℃。迄今为止，HMA是应用最为广泛、路用性能较好的一种混合料。但其施工过程中会产生大量对人体有害的浓烟,不仅对人体健康有害,还会大大增加温室气体排放和能源消耗。为保护生存环境，世界各国都对温室气体、有害气体以及固体粉尘等排放进行严格限制。沥青混合料的生产是道路工程中能量消耗与环境污染大户，如何即能保证路面使用性能，同时兼顾保护环境、节约能源，因此，温拌沥青混合料(简称WMA，Warm Mix Asphalt)应运而生并得到广泛使用。

1. 工程案例

我司承建的某高等级公路全长23.758km,表面层AC-13型细粒式沥青混凝土采用了温拌技术,设计厚度4cm,宽度14.25m。

2. 配合比设计及检验

AC-13级配设计方法采用GTM设计,设计强度0.8MP。矿料合成级配及性能检验结果见表1～表3。

3．温拌沥青施工工艺

3.1工艺原理

实现沥青温拌采用的方法是在搅拌的过程中喷入特殊乳化剂制成的皂液浓缩液(DAT),皂液中的水遇高温沥青即迅速蒸发,形成饱和蒸气,导致热态沥青产生爆炸泡沫,其体积迅速膨胀至原来的15～20倍,形成泡沫沥青,从而使略微变凉的沥青形成薄膜状,使沥青混合料在130℃左右拌和均匀。

3.2温拌沥青混合料的拌和

拌料之前需确保拌和楼运转正常,浓缩液输送设备必须安装和调试到位,并且运转正常,排气口设置到位,热料仓比例以及加料顺序确认,确保矿粉延时5s以上添加,出料温度满足温拌料温度要求的范围,检测项目如表4所示。

(1)温拌浓缩液添加方式:温拌浓缩液在沥青开始喷洒后延时2s开始喷入,喷入时间控制在10s以内,且必需保证在沥青喷洒结束之前完成温拌浓缩液的喷洒。

(2)单盘料拌和周期不低于60s,其中干拌2s,浓缩液喷洒控制在12s以内,然后湿拌6s后再添加矿粉,再继续湿拌,应保证温拌沥青混合料无花白料。

(3)拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度。

(4)目测检查混合料搅拌的均匀性,及时分析异常现象,如混合料有无花白料或离析等现象。

(5)温拌沥青试验段施工当天至少抽取2组混合料试样做旋转压实试验(必须现取现压,或恒温1.5h以后成型)和抽提筛分试验。

3.3温拌沥青混合料的运输

(1)采用数字显示插入式热电偶温度计检测温拌沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。

(2)拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分前、中、后三次装料,以减少粗细集料离析。

(3)温拌沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方应有至少两辆以上运料车等候卸料。

(4)运料车应有良好的篷布覆盖设施。

(5)连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10～30cm处停住,不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。

3.4温拌沥青混合料的摊铺

(1)摊铺机开工前应提前0. 5～1h预热熨平板不低于100℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣等压实装置具有适应的振动频率和振幅,以提高路面的初始压实度。熨平板加法连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。

(2)摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料的离析。温拌沥青混合料摊铺温度应控制在130℃左右，不得低于110℃ 。摊铺速度宜控制在2～2.5m /min的范围内,当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝,应分析原因,予以消除。

(3)用机械摊铺的温拌沥青混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断地整修,只有在特殊情况下,如局部离析,需在现场主管人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。

(4)摊铺机应调整到最佳工作状态,调好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器内混合料高度略高于螺旋布料器2/3为度,使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,避免摊铺层出现离析现象。

(5)摊铺厚度采用非接触式平衡梁控制方式。检测松铺厚度是否符合规定,以便随时进行调整。摊铺机熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。

3.5温拌沥青混合料的碾压成型

混合料摊铺后应立即对路面进行检查,对不规则之处及时用人工进行调整,随后进行充分均匀地碾压。压路机应从外侧向中心碾压,超高段则由低向高碾压;相邻碾压带重叠宽度振碾不大于20cm,静碾不小于20cm；要将压路机的驱动轮面对摊铺机方向,防止混合料产生推移,碾压方向不应突然改变,压路机起动、停止必须减速缓慢进行。沥青混合料的压实按初压、复压、终压三个阶段进行。

初压:摊铺之后在较高温度下立即进行碾压,初压长度控制在30m左右,沥青混合料内部温度不低于125℃。初压采用两台吨位不小于11吨的双钢轮压路机前静后振全幅碾压1遍,并严格控制初压钢轮的喷水量，速度控制在3.5～4.5km/h。

复压:复压紧接在初压后进行,碾压段长度控制在60～80m以内,采用三台不小于25吨的胶轮压路机、两台胶轮压路机并排碾压各半幅碾压4遍,第三台胶轮压路机全幅碾压2遍，速度控制在2. 5～3. 5km /h。复压温度90℃以上。

终压:终压紧接在复压后进行,速度控制在2.5～3.5km/h,采用一台不小于11吨的双钢轮碾压1－2遍光面,直至表面无轮迹。碾压终了温度应不低于70℃。在碾压过程中设专人进行质量检测控制和缺陷修复。对压路机无法压实的桥梁、挡墙等构造物接头、拐弯死角等压路机压不到的地方,应采用手夯或机夯把混合料充分夯实。压路机不得停留在温度高于70℃的已经压过的混合料上,同时采取有效措施,防止油料、脂、汽油或其它有机杂质在压路机工作及停放期间洒落在路面上。

4．试验路检测结果分析

对3次压实度检测结果显示压实度都达到97%以上；摩擦系数检测平均值在60～68BPN之间,纹理构造深度在0.51～0.76mm之间, 60℃动稳定度均大于6000次/mm,均满足设计要求。

5. 总结

通过试验分析,在沥青混合料中加入DAT溶剂后,沥青混合料在低温下各项指标均能满足要求,能显著降低沥青混合料拌和和施工温度,实现低温季节的施工。同时,温拌沥青混凝土对于拌合楼的改动很小,只需要添加一个输送装置,就可以很好地实现温拌沥青混合料的生产。另外,沥青混合料拌和温度降低也使骨料加热温度降低,进一步减少燃油的使用量,施工成本减少,达到节能减排的效果。

注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看