浅谈温拌沥青混合料在农村公路养护施工中的运用

(整期优先)网络出版时间:2023-12-27
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浅谈温拌沥青混合料在农村公路养护施工中的运用

王涛

甘肃省定西市安定区农村公路服务中心

摘要:公路建成后,随着使用时间的延长,在气候、车辆荷载、地质变化等多种因素的影响下,很容易出现各种病害,影响公路性能和行车体验,严重情况下还可能引发交通事故。养护施工的根本目的是延长公路的使用寿命,保障车辆行驶安全。本文以农村公路养护施工为例,探讨了温拌沥青混合料的应用。

关键词:农村公路;养护施工;温拌沥青混合料;施工技术

温拌沥青混合料是基于热拌和冷拌混合料技术发展而来的新技术,热拌技术的优势是压实紧密,能达到相对理想的路面性能。因为热拌需要保持沥青温度超过160℃、矿料超过170℃,摊铺和压实温度在140℃以上;缺点是会对周边环境产生污染,不能满足节能环保的施工需求。冷拌技术的优劣势恰好与热拌互补,尽管污染较轻,但对路面的压实效果不够理想。而温拌沥青混合料则综合了热拌和冷拌技术的优势,规避了二者的劣势,既保证低耗能、低污染,又能保证压实后公路的良好性能。

1、温拌沥青混合料技术类型与优势

目前,温拌沥青技术已成为道路建设领域的研究热点,其四种主流技术各具特色。(1)有机添加剂法。它通过向沥青中加入特定的有机粘剂,降低其与集料间的粘附力,使得在较低温度下即可完成混合料的拌和。但此方法中的有机物多含“腊”成分,在高温或正常温度条件下对沥青路面的性能造成不良影响,因此其技术成熟度还有待提高,需要更多的研究加以完善。(2)表面活性法。该技术是在热沥青混合料中加入表面活性剂,经充分搅拌后,活性剂会集中在沥青与残留物的界面,形成一层不受温度变化影响的水膜。这层水膜能有效降低沥青的黏度,进而实现温拌的目的。(3)沥青-矿物法。该技术是通过向沥青混合料中添加粉末状的合成沸石,使其与沥青发生反应,产生发泡效果。(4)泡沫沥青法。它利用特定的温拌材料,使沥青呈现泡沫状,从而在降低施工温度的同时,保证公路的性能达标。这四种技术为现代公路建设提供了有力支持,但在应用过程中仍需结合实际情况进行选择和调整。

温拌沥青混合料的技术优势显著,主要体现在以下四个方面。首先,该技术能够精准控制沥青的拌和温度,有效避免沥青混合料在加热时产生青烟,从而减少有害气体排放,展现出其绿色环保的特质。其次,温拌技术有助于延缓沥青的老化过程。随着拌和温度的升高,沥青的老化速度会迅速增加,而温拌技术则能在一定程度上抑制这种老化现象,降低施工温度,从而延长公路的使用寿命。再者,该技术还有助于节约燃料和降低能源消耗。通过使用温拌沥青混合料技术,我们可以减少生产过程中的能量损失,提高沥青混合料的产量。最后,该技术还改善了公路养护施工的灵活性。传统的公路养护方法在低温环境下往往受到限制,因为沥青混合料的温度会迅速下降,导致压实困难。然而,温拌沥青混合料技术则能在低温条件下进行施工,从而打破这一限制,使得公路养护工作能在更多场景下得以有效实施。

2、温拌沥青混合料的施工技术要点

公路养护与公路的使用寿命、公路性能密切相关。既往公路的养护施工中,主要采用的是热拌沥青混合料技术,造成的污染较为严重。温拌技术很好的弥补了热板技术的不足,其应用越发广泛。

2.1原材料的选择

(1)沥青:大部分农村公路沥青路面混合料,都选择基质沥青作为主材料。当公路投入使用超过6年后,在降雨、降雪、温度、行车等因素的影响下,公路很容易出现不同程度的病害,最常见的有裂缝和坑槽。为了改善农村公路沥青路面性能,建议将基质沥青换成SBS改性沥青,其性能指标如表1所示:

表1 SBS改性沥青的性能指标检测结果

检测项目

检测结果

基本规范要求

质量变化/%

0.175

±1.0

延度(5cm/min,5℃)/cm

30.4

≥20

针入度比(25℃)/%

75.8

≥60

软化点/℃

61.7

≥55

针入度指数PI

0.12

≥-0.4

运动黏度(135℃)/(Pa·s)

2.3

≤3

针入度(25℃,100g,5s)/0.1mm

72.8

60~80

(2)集料:农村公路的养护施工宜遵循“就地取材”选择,因此集料也从公路沿线选择,以玄武岩碎石为例,这种集料和沥青之间的粘附性能存在一定偏差,可加入适量抗剥落剂。玄武岩碎石的性能指标如表2所示:

表2 玄武岩碎石的性能指标检测结果

检测项目

检测结果

基本规范要求

针片状颗粒含量/%

12.9

≤15

洛杉矶磨耗值/%

18.5

≤30

压碎值/%

22.8

≤28

粉尘含量/%

0.35

≤0.4

含水量/%

1.6

≤2

坚固性/%

8.3

≤12

磨光值/PSV

49.7

≥38

(3)矿粉:这是温拌沥青混合料中的重要材料,其主要作用是填满集料的缝隙,提高沥青混合料的强度和稳定性。矿粉通常是以玄武岩碎石作为原材料,然后经过磨细加工而成,其性能指标如表3所示:

表3 矿粉性能指标检测结果

检测项目

检测结果

基本规范要求

           <0.6mm

100

100

粒径范围/%    <0.15mm

96.4

90~100

             <0.075mm

83.5

75~100

含水量/%

0.58

≤1.0

外观

满足规范要求

无明显杂质

亲水系数

0.4

<1

2.2原路面的处理

正式养护施工之前,先对原先的沥青路面进行铣刨、灌缝等处理,以避免对原沥青路面造成损伤。铣刨处理可使用WTG路面铣刨机,为了顺利清除沥青公路的基面,可采用人工联合清洁车的处理方案,大约需要1.5t的高强度粘结剂。

2.3摊铺与碾压施工

初压时,为了减少推移、开裂等问题,可选择套压技术。直线路段,先碾压外侧、再碾压中间。平曲线超高路段,先碾压低处、再碾压高处。碾压完一次后,重新调整压路机参数,让摊铺机尽量把重量集中到压实路面上,然后再碾压边缘位置。碾压施工中,驱动轮与摊铺机应保持同一个方向,操作摊铺机的技术人员不可擅自更改碾压方向。

复压时,可采用重型轮胎压路机(至少27t)以及振动压路机(振频50Hz),进一步压实路面,增强路面的密实度和稳定性。如果碾压施工中需要倒车,则振动压路机应暂停振动,把方向调整到合理位置后再振动,可避免鼓包。碾压下路路段时也要停止振动,碾压温度至少达到100℃。

终压的主要目的是消除痕迹,让路面更加平整,所以需要结合路面情况来确定碾压次数。为了避免过度碾压现象,可采用一轮一行、一进一退的碾压方式。换行碾压时,压路机采用“V”字形的调头方式,可减轻对路面的损害,而且压路机的行驶速度一定要缓慢,不可急转弯、急刹车。碾压次数通常为3~5次。

3、冬季养护施工的注意事项

为了能够在低温环境下正常施工,可采用发泡技术,该技术能够将公路养护施工所需要的温度降低30~50℃左右,同时又能保证公路性能、耐久性、耐磨性不受影响。利用温拌沥青混合料技术,能够充分满足寒冷冬季的公路养护要求,混合料拌和完成后可立即使用,不需要冷却,避免了交通拥堵,把养护施工是对人们出行的影响降到最低。充分体现了温拌沥青混合料的技术优势,应受到政府相关部门、建筑施工企业的高度重视。

结束语

现如今,农村公路的养护施工中,温拌沥青混合料的应用越来越广泛,其施工技术也得到了极大的发展和完善,各种类型的沥青混合料温拌剂应运而生,温拌沥青混合料以其可靠的性能、较低的施工成本、适宜的施工温度、快捷的施工效率获得施工企业的高度认可。本文分析了农村公路应用温拌沥青混合料的技术要点,该材料能够有效改善养护施工的作业条件,基本实现了无烟尘、无污染的摊铺与碾压施工,满足了公路施工的环保要求,减轻了对施工人员健康的损害,获得了较高的经济效益、社会效益与环境效益。

参考文献

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[3] 冯先梅. 温拌沥青混合料在农村公路养护中的应用[J]. 交通世界,2023(8):103-105.