高速公路温拌沥青混合料施工技术

时间：2024-04-25

王高磊

山西路桥第六工程有限公司山西晋中 030600

基于新时代背景下，随着我国交通行业的高速发展，公路建设中有害气体排放和能源消耗等对自然环境造成的危害受到了重点关注。以传统热拌沥青混合料为例，其在生产与施工中温度一般处于160℃至180℃之间，而拌和时集料温度必须＞170℃，受高温条件的影响往往会产生“蓝烟”等有害气体，对施工技术人员的身体健康带来了危害，同时能源消耗比较大。为了能够弥补技术存在的缺陷，且保证混合料具备较强的路用性能，其中温拌技术得以有效研发。从本质上分析，温拌沥青混合料属于新型环保材料，其能够显著降低能源消耗与有害气体排放。本文结合实际项目，重点研究了温拌沥青混合料施工技术[1]。

1 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是16.35km，起讫桩号是K22+883--K39+233，设计的行车速度是100km/h，采用的是双向四车道。综合考虑项目现场施工条件及施工要求，以传统热拌技术与冷拌技术为基础实施升级，选择温拌沥青混合料施工技术。

2 原材料选用

2.1 沥青

此项目选择的沥青类型是70#A级道路石油沥青，必须确保相关技术性能指标符合规范要求[1]。其相关技术性能指标检测结果详见表1所示。

表1 沥青相关技术性能指标检测结果

2.2 粗集料

此项目中上面层采用的碎石集料是玄武岩碎石，其粒径范围是5mm至10mm、10mm至15mm，技术要求详见表2。

表2 粗集料技术要求

2.3 细集料

此项目中细集料选择的是硬质石灰岩，同时采用粗集料生产阶段形成的石屑，将两者进行加工处理制作成为机制砂，质量方面必须保证颗粒饱满，且粉尘含量较低。

2.4 填料

填料的基础材料选择的是石灰岩等相关碱性岩，通过磨细处理之后形成为矿粉，必须保证矿粉整洁、干燥[2]。为了能够有效控制矿粉制作阶段的粉尘量，需要在碎石轧制的过程中采用干净的原材料，并且结合质量规定要求合理选择碎石机，优化运行参数，防止形成大量粉尘而污染自然环境。

2.5 外加剂

此项目中外加剂必须具备有利于优化混合料的性能，根据要求加入适量的抗剥落剂，以进一步强化沥青和集料之间的黏结力，从而保证沥青混合料性能稳定。而抗剥落剂的使用需要综合分析材料性能、稳定性以及效果持续性等，待加入抗剥落剂之后通过RTFOT方法进行老化，然后转移到恒温是162.5℃至163.5℃，且能够旋转的薄膜烘箱，而老化处理时间控制为16h，最后实施浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验，以确保沥青混合料性能及质量符合规范要求[3]。

3 混合料设计

目标配合比设计。从本质上分析，配合比指的是所有材料用量关系，属于精细化工作，必须委托具备专业资质且经验丰富的单位负责，并实施马歇尔试验，通过分析研究确定各项材料的最佳用量。

生产配合比设计。通过二次筛分由热料仓中选取材料，经过研究确定热料仓中材料比例控制标准，从而为拌和机操作提供重要依据。结合具体情况对冷料仓比例实施动态式调整，从而保证平衡供料。综合目标配合比的各项设计参数，选择最佳用量（±0.3%用量），然后实施马歇尔试验，以合理确定沥青用量。

生产配合比验证。按照前期生产配合比要求进行试拌、试铺，然后采用中芯取样方法实施检测，最后得出生产标准配合比。

生产环境复杂。针对材料性能可能发生的变化，应严格检验马歇尔试验指标与其他相关重要指标，保证其符合规定基本要求的基础上对配合比进行优化，以保证生产沥青混合料性能及质量符合规范要求[4]。SMA-13级配情况详见表3。

表3 SMA-13级配情况

为了能够指导大面积施工，应选取具有代表性的路段（长度为200m）实施试铺，以实现各项工艺参数的验证，从而保证施工质量。

4 施工技术

4.1 混合料拌和

按照生产要求科学规划拌和场，并将现场内的杂物等清理干净，然后实施整平与硬化处理，做好水电等基础设施配套工作。所有原材料运输到拌和场后应分类堆放与严格保管，以免对材料性能及质量造成影响。沥青和矿料通过导热油方式进行加热，以确保温度符合拌和施工要求。此项目中每锅混合料的拌和时间应保证为60s至70s，实现混合料均匀、充分搅拌，且无明显的花白料、结团以及离析等现象，否则就必须作为废料进行处理。混合料应严格贯彻随便随用的基本原则，拌和后的混合料需要及时运输到施工现场，不可停机等料。

4.2 混合料运输

在混合料运输过程中必须采取措施加大温度控制力度，以保证混合料的技术性能指标与和易性满足规定基本要求。首先把运料车的车厢表面杂物等清除干净，使车厢表面达到整洁、干燥的状态。与此同时，为了能够防止混合料与车厢表面出现黏结问题，应从运料车的表面均匀喷洒适量的隔离剂。除此之外，在混合料运输阶段应采取分次接料的方法控制混合料离析问题，尽量选择专用运料车实施混合料运输。

4.3 混合料摊铺

此项目中混合料摊铺采用的是大型摊铺机，摊铺方式是全幅摊铺，提前从料斗内部均匀地涂抹一层隔层油，防止沥青混合料和料斗之间发生黏结现象。综合分析高程控制要求，确定选择双侧挂设钢丝绳的高程控制方式。温度变化直接影响着沥青混合料的性能，所以混合料摊铺温度控制必须高度重视沥青标高、黏度、环境气温与层厚等，而松铺系数应参考材料类型、工艺参数等进行合理确定，同时以试验的方式确定最佳参数。混合料摊铺机应保证慢速、匀速以及连续性行驶，禁止随意加减速、掉头等。结合拌和场的混合料制备能力以及运输距离等要素，需要将摊铺机的行驶速度控制在2m/min至6m/min[5]。在具体摊铺施工过程中螺旋送料器应保证持续性转动，同时储料量要≥送料器高度2/3。

4.4 混合料碾压

此项目混合料碾压施工主要划分成初压阶段、复压阶段以及终压阶段。首先是初压阶段，待混合料摊铺施工结束之后，以钢轮压路机实施1遍至2遍静压，碾压顺序是由外侧到中间区域，同时相邻的碾压重叠宽度应控制为轮宽1/3至1/2。在施工阶段若是边缘位置存在挡板或者是遇到支挡设施，则必须紧靠支挡进行碾压；若是缺少支挡，则必须对边缘位置进行精细化处理，然后合理调节压路机的外侧轮，保证伸出边缘部分≥10cm。此外，压路机需要缓慢启停，以减小对沥青混合料施工造成的不利影响，防止沥青混合料发生推移现象。其次是复压阶段，待混合料初压施工结束之后紧接着就要进行复压，碾压遍数控制为4遍至10遍，而碾压带的重叠宽度控制为10cm至20cm。最后是终压阶段，选择的是钢轮压路机，全程碾压需要关闭振动，一直到路面压实度与平整度指标符合规范要求。

4.5 接缝处理与养护

为了能够提升接缝施工效果，需要在路面压实施工之前从纵向接缝、横向接缝部位均匀地涂抹一层黏层油。针对横向接缝与纵向接缝应采用相契合的处理方式，以横向接缝为例应选择横向压实施工方法，以纵向接缝为例应高度重视接缝部位的清洁度，同时保证重叠宽度符合施工规定要求。在混合料碾压施工阶段必须由摊铺施工后的一侧进行初始压实，且施工结束后保证路面中混合料的温度低于50℃才能够解除交通管制，同时认真、仔细做好路面养护温度记录，结合具体数据情况实施有针对性的养护处理，从而提升公路项目施工质量[6-7]。

5 施工效果

选取高速公路项目K26+300--K26+500右幅路段实施温拌沥青混合料试铺，试验路段的长度是200m，宽度是10.5m，沥青混合料的用量接近为310t。严格根据生产配合比制作沥青混合料，采用全幅摊铺施工方式，同时按照工艺要求进行各项施工。经过试验路段施工效果检测，其中车辙动稳定度结果是4219次/mm；通过自动平整仪检测（一共布设了8个检测点）结果均值是0.83mm，符合规范要求≤1.2mm；布设8个渗水系数检测点，得出的检测结果均值是46mL/min，符合规范要求的≤120mL/min；布设8个构造深度检测点，得出的检测结果均值是1.2mm，符合规范要求1.0mm至3.0mm。除此之外，其他相关各项指标都符合规范要求，保证了高速公路工程施工质量。