温拌技术在低温施工中的应用研究40274.docx

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1、温拌沥青混合料在低温施工中的应用研究陈仲良 天津市市政工程研究院 (300074)摘要：在我国，沥青路面以得到了广泛的应用，占已建成的高等级公路中的绝大部分，据统计表明，国内近期在建、重建或大中修的高速公路有90%以上采用了沥青路面。温拌沥青混合料是一种节能、环保的路面新材料，其生产施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间。本文在结合表面活性型温拌剂的活性成分的基础上，对温拌沥青混合料配合比设计及路用性能进行研究，依托实体工程，提出相应的施工质量控制方案。实体工程表明，在不损伤热拌沥青混合料路用性能的前提下降低了沥青在较低温度下的拌和粘度，延长施工季节，增加沥青路面施工的灵活性、便利性。

2、关键词：表表面活性性 温温拌沥青青混合料料 路路用性能能 应应用技术术在目前我国国大规模模的高速速公路建建设过程程中，由由于热拌拌沥青混混合料较较好的路路用性能能已经被被普遍接接受，得得到了广广泛的应应用，但但其存在在污染大大、能耗耗高、施施工季节节短、沥沥青老化化较严重重，不适适合薄层层特别是是较低温温度下施施工的缺缺陷。与与热拌沥沥青混合合料相比比，温拌拌沥青混混合料是是一种生生产施工工温度介介于传统统热拌沥沥青混合合料和冷冷拌沥青青混合料料之间，绿色、节能、环保的路面新材料。其技术关键是在不损伤热拌沥青混合料路用性能的前提下如何降低沥青在较低温度下的拌和粘度，同时，使温拌沥青混合料达到热

3、拌沥青混合料的路用性能。2010年年11月月期间对对海滨大大道面层层施工中中采用基基于表面面活性剂剂型温拌拌法技术术进行了了温拌沥沥青混合合料的施施工，达达到了很很好的路路用效果果，得到到了相关关部门的的认可和和好评。以下对对AC-113C型型温拌沥沥青混合合料配合合比设计计过程中中路用性性能的检检测，以以及在实实体过程程中的的的应用情情况进行行介绍。1、 温拌剂作用用机理拌合过程中中温拌剂剂均匀分分散在沥沥青和石石料的界界面，形形成结构构性水膜膜，沥青青粘度降降低，实实现较低低温度下下的拌合合；当受受到碾压压时，水水膜结构构受到破破坏，微微量的水水分排出出，温拌拌剂中的的有效成成分残留留在石

4、料料与沥青青界面，起起到抗剥剥落剂的的效果。 拌拌合状态态 碾压状状态 成型状状态碾压方向，V向,VNIANYAFANGXIANG 方向, V结构层 厚度L度,L结构层厚度,L构层厚度,L图1 温拌拌剂作用用机理2、 温拌拌沥青混混合料配配合比设设计2.1 原原材料性性质分析析1）沥青AC-133C型温温拌沥青青混合料料使用沥沥青为SSBS改改性沥青青，该SSBS改改性沥青青所检测测项目符符合公公路沥青青路面施施工技术术规范（JJTG F40020004）SSBS类类I-CC级改性性沥青技技术要求求。其试验项项目及试试验结果果见表11。表1 SBBS改性性沥青检检测结果果检 测 项项 目单位S

5、BS、II-C级级改性沥青技技术要求求试验结果试验方法针入度（225,1000g,55s）0.1mmm6080075T 06004软化点（环环球法）不小于55577.0T 06006运动粘度（135）Pa.s不大于32.0888T 06225延度（5ccm/miin，55）cm不小于30033T 06005闪点不小于2330331T 06111溶解度（三三氯乙烯烯）%不小于99999.800T 06007弹性恢复（25）%不小于655100T 06662离析（488h软化化点差）不大于2.50.9T 06661TFOT后后残留物质量变化%不大于11.00.01T 06009针入度比%不小于60

6、069T 06004延度（5）cm不小于20021T 060052）粗集料料粗集料采用用蓟县产产玄武岩岩，规格格为10mmm15mmm、5mm10mmm两种，试试验项目目及试验验结果见见表2。试验结结果表明明，各规规格粗集集料所检检测项目目符合公公路沥青青路面施施工技术术规范（JTG F402004）高速公路及一级公路沥青混合料表面层用粗集料质量技术要求。表2 粗粗集料技技术性质质检 测 项项 目单位标准要求粗集料试验验结果试验方法10mm15mmm5mm110mmm集料压碎值值%不大于26615.4-T 03116洛杉矶磨耗耗损失%不大于28817.0T 03117表观相对密密度-不小于2.

7、602.84222.8400T 03004毛体积相对对密度-实测记录2.79552.7766吸水率%不大于2.00.60.8针片状颗粒粒含量（混混合料）其中粒径大大于9.5 mmm其中粒径小小于9.5 mmm%不大于155不大于122不大于1888.26.69.5T 03112对沥青的粘粘附性-不小于45-T 06116软石含量%不大于30.00.0T 03220磨光值PSSV-不小于40044-T 032213）细集料料细集料采用用石灰岩岩机制砂砂，试验验项目及及试验结结果见表表3。试试验结果果表明，该该细集料料所检测测项目符符合公公路沥青青路面施施工技术术规范（JTG F402004）高速

8、公路及一级公路沥青混合料用细集料质量技术要求。表3 细细集料技技术性质质检 测 项项 目单位标准要求试验结果试验方法机制砂表观相对密密度-不小于2.502.7933T 03228毛体积相对对密度-实测记录2.7122T 03330砂当量%不小于60071T 03334棱角性s不小于30032T 034454） 矿粉粉矿粉为石灰灰岩矿粉粉，试验验项目及及试验结结果见表表4。试试验结果果表明，该该矿粉所所检测项项目符合合公路路沥青路路面施工工技术规规范（JTG F40020004）高高速公路路及一级级公路沥沥青混合合料用矿矿粉质量量技术要要求。表4 矿矿粉技术术性质检 测 项项 目单位标准要求试验

9、结果试验方法密度t/m3不小于2.502.7533T 03552粒度范围 0.66mm0.155mm 0.0755 mmm%100901000751000100.0092.280.8T 03551外观-无团粒结块块无团粒结块块-亲水系数-10.9T 035532.2 配配合比设设计及性性能检测测2.2.11 确定定沥青混混合料矿矿料级配配依据JTGG F44020004关于于AC-13CC型改性性沥青混混合料矿矿料级配配范围要要求及天天津市市市政工程程研究院院对AC-13CC级配的的优化设设计研究究成果，确确定级配配组成见见表5, 矿料料级配曲曲线如图图1。表5 AAC-113C型型温拌沥沥青

10、混合合料矿料料配合级配类型通过下列筛筛孔（mmm）的的质量百百分比（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.0755级配范围100951000708224254427388182771219981451048合成级配10098.375.447.832.121.714.510.27.96.2图2 AAC-113C合合成级配配曲线2.2.22 试验验设计及及试验条条件1）试验过过程中共共进行了了5种类类别的比比对，分分别以11、2、33、4、55标记，其其中： 1-SBSS改性沥沥青，拌拌合温度度1800、成型型温度1160； 2-SBSS改性沥沥青+温温拌剂，拌拌合

11、温度度1800、成型型温度1160； 3-SBSS改性沥沥青+温温拌剂，拌拌合温度度1800、成型型温度1145； 4-SBSS改性沥沥青+温温拌剂，拌拌合温度度1800、成型型温度1130； 5-SBSS改性沥沥青+温温拌剂，拌拌合温度度1600、成型型温度1130。2）温拌剂剂为基于于表面活活性平台台技术（EEvottherrm），美美德维实实伟克益益路H55温拌剂剂；3）参考热热拌沥青青混合料料配合比比，最佳佳油石比比为4.9%；4）温拌剂剂为沥青青掺配质质量的110%;2.2.33 试验验检测结果果2.2.33.1 密度试试验1)马歇尔尔试件密密度见表表6。表6 最最佳油石石比下马马歇

12、尔密密度混合料类型型编号密度SBS-1160(1800)12.4744温拌剂SBBS-1160(1800)22.4744温拌剂SBBS-1145(1800)32.4700温拌剂SBBS-1130(1800)42.4666温拌剂SBBS-1130(1600)52.4655图3 最最佳油石石比下马马歇尔密密度由图3可见见，同等等温度条条件下，试试件的马马歇尔密密度添加加与未添添加温拌拌剂的混混合料密密度相当当，添加加温拌剂剂的混合合料随成成型温度度下降而而逐渐减减小。2) 车辙辙板试件件密度表7 最佳佳油石比比下车辙辙板密度度混合料类型型编号密度SBS-1160(1800)12.5199温拌剂SB

13、BS-1160(1800)22.5200温拌剂SBBS-1145(1800)32.5199 温拌剂SBBS-1130(1800)42.5177 温拌剂SBBS-1130(1600)52.5166 图4最佳油油石比下下车辙板板密度由图4可见见，同等等温度条条件下，添添加与未未添加温温拌剂的的混合料料车辙板板密度相相当，添添加温拌拌剂的混混合料随随成型温温度下降降而逐渐渐减小，但但变化幅幅度较小小。2.2.33 性能能检测2.2.33.1 高温性性能试验验表8 最佳佳油石比比下的动动稳定度度混合料类型型编号动稳定度技术要求SBS-1160(1800)1465028000温拌剂SBBS-1160(1

14、800)24950温拌剂SBBS-1145(1800)34880温拌剂SBBS-1130(1800)44910温拌剂SBBS-1130(1600)54840图5最佳油油石比下下的动稳稳定度由图5可见见，添加加温拌剂剂的混合合料比未未添加的的动稳定定度高，添添加温拌拌剂的混混合料在在不同成成型温度度下动稳稳定度变变化较小小。2.2.33.2 水稳定定性能试试验1) 残留留稳定度度试验表9 最佳佳油石比比下的残残留稳定定度混合料类型型稳定度（KN）残留稳定度度（KNN）比值()技术要求SBS-1160(1800)13.913.09485温拌剂SBBS-1160(1800)13.713.095温拌剂

15、SBBS-1145(1800)13.812.993温拌剂SBBS-1130(1800)13.412.694温拌剂SBBS-1130(1600)13.412.795图5 最佳佳油石比比下的残残留稳定定度2) 冻融融劈裂试试验表10 最最佳油石石比下的的冻融劈劈裂强度度混合料类型型劈裂强度（MP）冻后劈裂强强度（MMP）比值()技术要求SBS-1160(1800)1.331.148680温拌剂SBBS-1160(1800)1.321.1285温拌剂SBBS-1145(1800)1.291.1186温拌剂SBBS-1130(1800)1.281.1086温拌剂SBBS-1130(1600)1.281

16、.0985图6 最佳佳油石比比下的冻冻融劈裂裂强度由图5和图图6可见见，残留留稳定度度均满足足规范要要求，稳稳定度数数值随成成型温度度降低而而减小，但但变化幅幅度较小小；残留留强度均均满足规规范要求求，劈裂裂强度数数值随成成型温度度降低而而减小，但但变化幅幅度较小小。此外，掺加加温拌剂剂后，拌拌合温度度的不同同（1880，1600），对对混合料料性能影影响不大大。3、 温拌拌沥青混混合料施施工质量量控制方方案温拌沥青混混合料与与热拌沥沥青混合合料的施施工工艺艺基本相相同，针针对低温温条件下下温拌沥沥青混合合料的施施工特点点简述如如下：3.1 温温拌沥青青混合料料的拌合合1）拌合站站的SBBS改

17、性性沥青加加热温度度15001660，矿料料加热温温度17701180，混合合料出料料温度11451600。2）温拌浓浓缩液的的添加方方式为：温拌浓浓缩液作作为外加加剂与沥沥青按551000的质量量比喷入入拌缸，温温拌浓缩缩液在沥沥青开始始喷洒后后延时22s开始始喷入，喷喷入时间间控制在在10ss以内，且且必须保保证在沥沥青喷洒洒结束之之前完成成温拌浓浓缩液的的喷洒；3）干拌22s，浓浓缩液控控制在112s以以内，然然后湿拌拌6s后后添加矿矿粉，再再继续湿湿拌，应应保证温温拌沥青青混合料料无花白白料，温温拌料每每锅料的的拌和时时间与热热拌时间间相同，只只是减少少了矿粉粉的湿拌拌时间；4）目测检

18、检查混合合料搅拌拌的均匀匀性，及及时分析析异常情情况，如如混合料料有无花花白或离离析等现现象.3.2 温温拌沥青青混合料料的运输输1）温拌沥沥青混凝凝土拌和和站选取取采用就就近原则则，尽量量减少运运料途中中温度损损失。2）铺筑温温拌沥青青混凝土土试验段段气候条条件尽量量接近冬冬季低温温施工，混混合料运运输过程程中运料料车顶部部和侧面面用棉被被覆盖保保温，摊摊铺过程程中运料料车顶部部棉被禁禁止掀开开。3）拌合站站内必须须实测每每辆运输输车混合合料出料料温度，现现场实测测每辆车车到场温温度，采采用数显显温度计计测定摊摊铺及碾碾压温度度并记录录温度随随时间变变化情况况，摊铺铺温度必必须满足足1355

19、，碾压压终了温温度保证证在1000以上。3.3 温温拌沥青青混合料料的摊铺铺摊铺机熨平平板加热热温度保保证在1110左右，试试验段施施工现场场摊铺机机均匀连连续摊铺铺，摊铺铺速度控控制在22m/mmin,加大摊摊铺机振振捣力，保保证初始始压实度度，每台台摊铺机机摊铺宽宽度控制制在7mm以内。3.4 温温拌沥青青混合料料的碾压压1）采用紧紧跟复合合式碾压压，取消消初压，直直接进入入复压阶阶段，两两台自重重不少于于13吨吨的双钢钢轮压路路机各占占半幅紧紧跟摊铺铺机碾压压，初次次前进碾碾压为静静压，后后均采用用高频低低幅强震震，两台台自重不不少于330吨的的轮胎压压路机紧紧跟（建建议距离离小于44m

20、）双双钢轮压压路机同同步碾压压，即钢钢轮压路路机与轮轮胎压路路机同时时前进及及后退，共共碾压88遍（钢钢轮4遍遍、轮胎胎压路机机4遍）。两两台不少少于122吨的双双钢轮压压路机终终压，以以消除轮轮迹及调调整平整整度。2）考虑气气候等原原因，建建议冬季季11月月、122月份沥沥青混合合料施工工时间在在上午十十点到下下午三点点之间。4、路用性性能检测测4.1上面面层表观观及压实实度按照设计级级配施工工的沥青青路面比比较粗糙糙且均匀匀，正常常施工路路段未出出现明显显的离析析现象。上面层施工工压实度度统计结结果见表表11，统统计结果果表明，以以现有的的碾压设设备，能能够将温温拌沥青青混合料料压实到到较

21、高的的水平，保证上面层压实达到标准密度的98以上。表11 上上面层压压实效果果统计分分析结果果项目样本数(个个)以马氏密度度为标准准的压实实度代表表值（）现场空隙率率代表值（）压实度977998所所占比例例（）统计结果7598.65.4124.2上面面层路用用性能施工过程中中对沥青青混合料料抗车辙辙能力及及抗水破破坏能力力进行检检验，结结果如表表12，表表明生产产的沥青青混合料料具有良良好的路路用性能能。表12 上面层沥沥青混合合料路用用性能检检验结果果项目动稳定度（次次/mmm）残留稳定度度（）检测结果平平均值462593.5样本数335、结论1）温拌沥沥青混合合料可以以采用现现行的热热拌沥

22、青青混合料料配合比比设计方方法进行行设计，采采用相同同的材料料、矿料料级配及及油石比比，温拌拌沥青混混合料的的各项性性能指标标均能够够满足公公路沥青青路面施施工技术术规范（JJTG F40020004）热热拌沥青青混合料料的技术术要求。2）温拌沥沥青混合合料与热拌沥沥青混合合料相比比，拌合合温度和和施工温温度明显显降低，试试验表明明在温度度下将了了30后，温拌拌沥青混混合料的的各项性性能指标标仍能接接近热拌拌沥青混混合料。3）从温拌拌沥青混混合料的的路用性性能及施施工工艺艺来看，达达到了良良好的效效果，可可用于低低温条件件下施工工，延长长施工季季节，增增加沥青青路面施施工的灵灵活性、便便利性。参考文献：（1）张起起森;何唯平平;温拌拌沥青混混合料的的路用性性能试验验研究A;长沙理理工大学学公路学学院 20008年（2）严世世祥;温温拌沥青青混合料料的应用用技术研研究:重庆大大学;220077年（3）天津津市市政政工程研研究院;城市快快速路高高性能沥沥青路面面研究;20005,3318