温拌技术在低温施工中的应用研究158848.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 天天津市市政政工程研究究院 (33000774)摘要：在我我国，沥青青路面以得到了广广泛的应用用，占已建建成的高等等级公路中中的绝大部部分，据统统计表明，国国内近期在在建、重建建或大中修修的高速公公路有900%以上采采用了沥青青路面。温温拌沥青混混合料是一一种节能、环环保的路面面新材料，其生产施施工温度介介于热拌沥沥青混合料料和冷拌沥沥青混合料料之间。本本文在结合合表面活性性型温拌剂剂的活性成成分的基础础上，对温温拌沥青混混合料配合合比设计及及路用性能能进行研究究，依托实实体工程，提提出相应的的施工质量量控制方案案。实体工工程表明，在不损伤热拌沥青混

2、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。关键词：表表面活性 温拌沥沥青混合料料 路用用性能 应用技术术在目前我国国大规模的的高速公路路建设过程程中，由于于热拌沥青青混合料较较好的路用用性能已经经被普遍接接受，得到到了广泛的的应用，但但其存在污污染大、能能耗高、施施工季节短短、沥青老老化较严重重，不适合合薄层特别别是较低温温度下施工工的缺陷。与与热拌沥青青混合料相相比，温拌拌沥青混合合料是一种种生产施工工温度介于于传统热拌拌沥青混合合料和冷拌拌沥青混合合料之间，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

3、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拌沥青混合料的路用性能。2010年年11月期期间对海滨滨大道面层层施工中采采用基于表面活活性剂型温温拌法技术术进行了温拌沥青青混合料的的施工，达达到了很好好的路用效效果，得到到了相关部部门的认可可和好评。以下对ACC-13CC型温拌沥青青混合料配配合比设计计过程中路路用性能的的检测，以以及在实体体过程中的的的应用情情况进行介介绍。1、 温拌剂作用用机理拌合过程中中温拌剂均均匀分散在在沥青和石石料的界面面，形成结结构性水膜膜，沥青粘粘度降低，实实现较低温温度下的拌拌合；当受受到碾压时时，水膜结结构受到破破坏，微量量的水分排排出

4、，温拌拌剂中的有有效成分残残留在石料料与沥青界界面，起到到抗剥落剂剂的效果。 拌拌合状态 碾压状态态 成型型状态碾压方向，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 温拌拌剂作用机机理2、 温拌拌沥青混合合料配合比比设计2.1 原原材料性质质分析1）沥青AC-133C型温拌拌沥青混合合料使用沥沥青为SBBS改性沥沥青，该SSBS改性性沥青所检检测项目符符合公路路沥青路面面施工技术术规范（JJTG FF4020044）SBSS类I-CC级改性沥沥青技术要要求。其试验项目目及试验结结果见表11。表1 SBBS改性沥沥青检测结结果检 测 项项

5、 目单位SBS、II-C级改性沥青技技术要求试验结果试验方法针入度（225,100gg,5s）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/minn，5）cm不小于30033T 06005闪点不小于2330331T 06111溶解度（三三氯乙烯）%不小于99999.800T 06007弹性恢复（25）%不小于655100T 06662离析（488h软化点点差）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玄玄武岩，规规格为10mm15mm、5mm10mm两种，试试验项目及及试验结果果见表2。试验结果果表明，各各规格粗集集料所检测测项目符合合公路沥沥青路面施施工技术规规范（JTG FF4020044）高速公公路及一级级公路沥青青混合料表表面层用粗粗集料质量量技术要求求。表2 粗粗集料技术术性质检 测 项项 目单位标准要求粗集料试验验结果试验方法10mm15mmm5mm110mm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9.55 mm其中粒径小小于9.55 mm%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机机制砂，试试验项目及及试验结果果见表3。试试验结果表表明，该细细集料所检检测项目符符合公路路沥青路面面施工技术术规范（JTG FF4020044）高速公公

8、路及一级级公路沥青青混合料用用细集料质质量技术要要求。表3 细细集料技术术性质检 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，试验项目及试验结果见表4。试验结果表明，该矿粉所检测项目符合公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）高速公路及一级公路沥青混合料用矿粉质量技术要求。表4 矿矿粉技术性性质检 测 项项 目单位标准要求试验结果试验方法密度t/m3不小于2.502.7

9、533T 03552粒度范围 0.6mmm0.155mm 0.075 mm%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 配配合比设计计及性能检检测2.2.11 确定沥沥青混合料料矿料级配配依据JTGG F40020044关于ACC-13C型改改性沥青混混合料矿料料级配范围围要求及天天津市市政政工程研究究院对AC-13C级配配的优化设设计研究成成果，确定定级配组成成见表5, 矿料级级配曲线如如图1。表5 AAC-133C型温拌拌沥青混合合料矿料配配合级配类型通过下列筛筛孔（mmm）的质量量百分比（

10、%）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-133C合成级级配曲线2.2.22 试验设设计及试验验条件1）试验过过程中共进进行了5种种类别的比比对，分别别以1、22、3、44、5标记记，其中： 1-SBS改改性沥青，拌拌合温度1180、成型温温度1600； 2-SBS改改性沥青+温拌剂，拌拌合温度1180、成型温温度1600； 3-SBS改改性沥青+温拌剂，拌拌合温度1180

11、、成型温温度1455； 4-SBS改改性沥青+温拌剂，拌拌合温度1180、成型温温度1300； 5-SBS改改性沥青+温拌剂，拌拌合温度1160、成型温温度1300。2）温拌剂剂为基于表表面活性平平台技术（EEvothherm），美美德维实伟伟克益路HH5温拌剂剂；3）参考热热拌沥青混混合料配合合比，最佳佳油石比为为4.9%；4）温拌剂剂为沥青掺掺配质量的的10%;2.2.33 试验检测结果2.2.33.1 密度试验验1)马歇尔尔试件密度度见表6。表6 最最佳油石比比下马歇尔尔密度混合料类型型编号密度SBS-1160(1180)12.4744温拌剂SBBS-1660(1880)22.4744温

12、拌剂SBBS-1445(1880)32.4700温拌剂SBBS-1330(1880)42.4666温拌剂SBBS-1330(1660)52.4655图3 最最佳油石比比下马歇尔尔密度由图3可见见，同等温温度条件下下，试件的的马歇尔密密度添加与与未添加温温拌剂的混混合料密度度相当，添添加温拌剂剂的混合料料随成型温温度下降而而逐渐减小小。2) 车辙辙板试件密密度表7 最佳佳油石比下下车辙板密密度混合料类型型编号密度SBS-1160(1180)12.5199温拌剂SBBS-1660(1880)22.5200温拌剂SBBS-1445(1880)32.5199 温拌剂SBBS-1330(1880)42.

13、5177 温拌剂SBBS-1330(1660)52.5166 图4最佳油油石比下车车辙板密度度由图4可见见，同等温温度条件下下，添加与与未添加温温拌剂的混混合料车辙辙板密度相相当，添加加温拌剂的的混合料随随成型温度度下降而逐逐渐减小，但但变化幅度度较小。2.2.33 性能检检测2.2.33.1 高温性能能试验表8 最佳佳油石比下下的动稳定定度混合料类型型编号动稳定度技术要求SBS-1160(1180)1465028000温拌剂SBBS-1660(1880)24950温拌剂SBBS-1445(1880)34880温拌剂SBBS-1330(1880)44910温拌剂SBBS-1330(1660)5

14、4840图5最佳油油石比下的的动稳定度度由图5可见见，添加温温拌剂的混混合料比未未添加的动动稳定度高高，添加温温拌剂的混混合料在不不同成型温温度下动稳稳定度变化化较小。2.2.33.2 水水稳定性能能试验1) 残留留稳定度试试验表9 最佳佳油石比下下的残留稳稳定度混合料类型型稳定度（KN）残留稳定度度（KN）比值()技术要求SBS-1160(1180)13.913.09485温拌剂SBBS-1660(1880)13.713.095温拌剂SBBS-1445(1880)13.812.993温拌剂SBBS-1330(1880)13.412.694温拌剂SBBS-1330(1660)13.412.79

15、5图5 最佳佳油石比下下的残留稳稳定度2) 冻融融劈裂试验验表10 最最佳油石比比下的冻融融劈裂强度度混合料类型型劈裂强度（MP）冻后劈裂强强度（MPP）比值()技术要求SBS-1160(1180)1.331.148680温拌剂SBBS-1660(1880)1.321.1285温拌剂SBBS-1445(1880)1.291.1186温拌剂SBBS-1330(1880)1.281.1086温拌剂SBBS-1330(1660)1.281.0985图6 最佳佳油石比下下的冻融劈劈裂强度由图5和图图6可见，残残留稳定度度均满足规规范要求，稳稳定度数值值随成型温温度降低而而减小，但但变化幅度度较小；残残

16、留强度均均满足规范范要求，劈劈裂强度数数值随成型型温度降低低而减小，但但变化幅度度较小。此外，掺加加温拌剂后后，拌合温温度的不同同（1800，160），对混混合料性能能影响不大大。3、 温拌拌沥青混合合料施工质质量控制方方案温拌沥青混混合料与热热拌沥青混混合料的施施工工艺基基本相同，针针对低温条条件下温拌拌沥青混合合料的施工工特点简述述如下：3.1 温温拌沥青混混合料的拌拌合1）拌合站站的SBSS改性沥青青加热温度度150160，矿料加加热温度11701180，混合料料出料温度度145160。2）温拌浓浓缩液的添添加方式为为：温拌浓浓缩液作为为外加剂与与沥青按55100的的质量比喷喷入拌缸，温

17、温拌浓缩液液在沥青开开始喷洒后后延时2ss开始喷入入，喷入时时间控制在在10s以以内，且必必须保证在在沥青喷洒洒结束之前前完成温拌拌浓缩液的的喷洒；3）干拌22s，浓缩缩液控制在在12s以以内，然后后湿拌6ss后添加矿矿粉，再继继续湿拌，应应保证温拌拌沥青混合合料无花白白料，温拌拌料每锅料料的拌和时时间与热拌拌时间相同同，只是减减少了矿粉粉的湿拌时时间；4）目测检检查混合料料搅拌的均均匀性，及及时分析异异常情况，如如混合料有有无花白或或离析等现现象.3.2 温温拌沥青混混合料的运运输1）温拌沥沥青混凝土土拌和站选选取采用就就近原则，尽尽量减少运运料途中温温度损失。2）铺筑温温拌沥青混混凝土试验

18、验段气候条条件尽量接接近冬季低低温施工，混混合料运输输过程中运运料车顶部部和侧面用用棉被覆盖盖保温，摊摊铺过程中中运料车顶顶部棉被禁禁止掀开。3）拌合站站内必须实实测每辆运运输车混合合料出料温温度，现场场实测每辆辆车到场温温度，采用用数显温度度计测定摊摊铺及碾压压温度并记记录温度随随时间变化化情况，摊摊铺温度必必须满足1135，碾压终终了温度保保证在1000以上。3.3 温温拌沥青混混合料的摊摊铺摊铺机熨平平板加热温温度保证在在110左右，试试验段施工工现场摊铺铺机均匀连连续摊铺，摊摊铺速度控控制在2mm/minn,加大摊摊铺机振捣捣力，保证证初始压实实度，每台台摊铺机摊摊铺宽度控控制在7mm

19、以内。3.4 温温拌沥青混混合料的碾碾压1）采用紧紧跟复合式式碾压，取取消初压，直直接进入复复压阶段，两两台自重不不少于133吨的双钢钢轮压路机机各占半幅幅紧跟摊铺铺机碾压，初初次前进碾碾压为静压压，后均采采用高频低低幅强震，两两台自重不不少于300吨的轮胎胎压路机紧紧跟（建议议距离小于于4m）双钢钢轮压路机机同步碾压压，即钢轮轮压路机与与轮胎压路路机同时前前进及后退退，共碾压压8遍（钢钢轮4遍、轮轮胎压路机机4遍）。两两台不少于于12吨的的双钢轮压压路机终压压，以消除除轮迹及调调整平整度度。2）考虑气气候等原因因，建议冬冬季11月月、12月月份沥青混混合料施工工时间在上上午十点到到下午三点点

20、之间。4、路用性性能检测4.1上面面层表观及及压实度按照设计级级配施工的的沥青路面面比较粗糙糙且均匀，正正常施工路路段未出现现明显的离离析现象。上面层施工工压实度统统计结果见见表11，统计计结果表明明，以现有有的碾压设设备，能够够将温拌沥青混混合料压实实到较高的的水平，保保证上面层层压实达到到标准密度度的98以上。表11 上上面层压实实效果统计计分析结果果项目样本数(个个)以马氏密度度为标准的的压实度代代表值（）现场空隙率率代表值（）压实度977988所占比比例（）统计结果7598.65.4124.2上面面层路用性性能施工过程中中对沥青混混合料抗车车辙能力及及抗水破坏坏能力进行行检验，结结果如

21、表112，表明明生产的沥沥青混合料料具有良好好的路用性性能。表12 上面层沥青青混合料路路用性能检检验结果项目动稳定度（次次/mm）残留稳定度度（）检测结果平平均值462593.5样本数335、结论1）温拌沥沥青混合料料可以采用用现行的热热拌沥青混混合料配合合比设计方方法进行设设计，采用用相同的材材料、矿料料级配及油油石比，温温拌沥青混混合料的各各项性能指指标均能够够满足公公路沥青路路面施工技技术规范（JJTG FF4020044）热拌沥沥青混合料料的技术要要求。2）温拌沥沥青混合料料与热拌沥青青混合料相相比，拌合合温度和施施工温度明明显降低，试试验表明在在温度下将将了30后，温拌沥沥青混合料料的各项性性能指标仍仍能接近热热拌沥青混混合料。3）从温拌拌沥青混合合料的路用用性能及施施工工艺来来看，达到到了良好的的效果，可可用于低温温条件下施施工，延长长施工季节节，增加沥沥青路面施施工的灵活活性、便利利性。参考文献：（1）张起起森;何唯平;温拌沥青青混合料的的路用性能能试验研究究A;长沙理工工大学公路路学院 20088年（2）严世世祥;温拌拌沥青混合合料的应用用技术研究究:重庆大学学;20007年（3）天津津市市政工工程研究院院;城市快快速路高性性能沥青路路面研究;20055,312