温拌沥青技术的施工工艺与应用效果分析

温拌沥青技术的施工工艺与应用效果分析
发布时间：2022-11-30T06:07:28.470Z 来源：《中国建设信息化》2022年15期作者：杨宝塔龚子军
[导读] 利用常规浸水马歇尔试验、车辙试验和现场渗透性检测试验，得出沥青混合材料水稳定性、热稳定性和渗透性均满足规范要求；温拌沥青技术的施工工艺合理，施工质量达标，研究为温拌沥青技术大面积推广提供参考。

杨宝塔龚子军
中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都 610066
摘要：为解决沥青混合材料施工时污染大、能耗高的问题，查阅分析了国内温拌沥青技术研究现状，得到了温拌沥青混合材料的技术特点，提出了温拌沥青混合材料的施工工艺，并总结了温拌沥青在常温和低温下施工的技术要点，利用常规浸水马歇尔试验、车辙试验和现场渗透性检测试验，得出沥青混合材料水稳定性、热稳定性和渗透性均满足规范要求；温拌沥青技术的施工工艺合理，施工质量达标，研究为温拌沥青技术大面积推广提供参考。

关键字：温拌沥青；施工工艺；热稳定性；水稳定性；渗透性；
1 引言
随着经济技术的发展，城市之间联系越来越紧密，基础设施建设速度达到了新的高度，市政道路在其中占据了较大的比例[1]。

为加快市政道路建设速度，提高市政道路工程质量，许多新型建筑材料和施工方法逐渐开始被使用[2]。

沥青混凝土是一种典型的柔性材料，能够有效避免反射裂缝、温度裂缝的产生，被广泛应用于市政道路面层施工[3]。

与此同时，环境污染问题也逐渐暴露出来，尤其是传统的沥青混凝土面层施工，传统的沥青混凝土面层施工需要将沥青混凝土加热到160℃以上，因此在传统沥青混凝土制备过程中需要耗费大量能量，并且沥青在此温度条件下会释放大量有害气体，进一步对环境造成污染，因此在传统沥青混凝土施工时经常收到周边居民的举报，直接影响工程进度[4]。

如何在降低沥青混凝土施工过程中对环境的影响，并减小施工过程中能源损耗，成为众多工程学者和施工单位重点研究对象。

目前，国内外学者针对如何降低沥青混凝土施工过程中能耗、减小对环境污染问题提出了众多解决思路，最为典型的为温拌沥青施工技术[5]。

温拌沥青技术于20世纪初由德国科学家提出，并开展试验研究[6]。

据德国官方数据显示[7]，德国初期使用温拌沥青技术施工2条公路，节约燃料30%左右。

此后，德国欧洲国家也加大了对温拌沥青技术的使用力度。

我国至2005年开始在北京试点使用温拌沥青技术[8]，到2018年，北京新建道路接近90%均采用该项技术[9]。

虽然温拌沥青技术在我国发展势头较好，但是技术使用过程中环境差异较大，因此加强对温伴技术实用性研究显得相当重要。

本文在依据重庆江习高速公路隧道施工现场温拌沥青技术使用前提下，探讨温拌沥青技术实用效果，为温拌沥青技术推广应用提供参考。

2温拌沥青技术
温拌沥青技术是指在沥青混凝土制备、施工过程中的沥青混合材料温度控制在120℃左右，低于传统沥青混合材料施工温度30～60℃，温拌沥青技术的实现主要是利用特定的技术手段，实现沥青混合材料的生产、施工在较低温度下进行，降低工程难度，减少传统沥青混合材料高温下有毒气体的释放，增强沥青混合材料的实用性，并且不会降低沥青混合材料的工程性能。

温拌沥青技术的实现一般分为以下几种：1、有机添加剂法，此方法是指在沥青中加入一些有机质或活性材料，降低沥青与混合材料之间的粘结性，降低沥青与混合材料之间搅拌难度，从而降低沥青混合材料搅拌温度；2、泡沫沥青法，该方法的实现依靠物理技术手段或者外加部分材料，将沥青泡沫化，增加沥青内部游离小气泡，降低沥青与混合材料之间粘接性，从而达到温伴。

本文中研究的温拌沥青技术是针对外加部分材料，而到达温伴技术，其中外加矿粉的主要技术参数见表1.
表1 矿粉的技术参数
3温拌沥青施工工艺
3.1 施工工艺流程
温拌沥青施工工艺流程和传统沥青混合材料施工工艺主要流程基本相同，其施工工艺主要流程见图1流程图所示。

图1 温拌沥青混合材料施工工艺
沥青混合材料从搅拌厂生产到现场摊铺、养护，其主要生产工艺如上，其中直接影响沥青温伴技术实施效果的为沥青混合材料出厂之后工艺步骤，即为温拌沥青混合材料的运输、摊铺和碾压过程。

本次生产沥青混合材料搅拌方法采用直接投放法（DAT）进行搅拌，搅拌过程采用间歇式搅拌方法，一般60s之内能完成沥青混合材料搅拌。

为避免温伴添加剂矿粉的浪费，并最大限度发挥矿粉功效，需要先将矿粉与沥青混合，最后加入混合材料，避免矿粉与混合材料的直接接触而出现浪费。

3.2温拌沥青技术控制要点
为使得温拌沥青混合材料施工效果，必须对温拌沥青技术进行全过程控制，其中重点控制工艺为温拌沥青材料运输、摊铺和碾压。

各个重点控制工艺技术要求见表2，分别对温拌沥青技术在常规施工条件下和低温条件下温拌沥青施工工艺要点进行了介绍。

表2 温拌沥青混合材料工艺技术控制
4工程实际应用分析
重庆江津至贵州习水高速公路主线桩号K0+858.132～K65+463.508，主线长64.605km，支线桩号LZK0+194.347～LZK6+237.725，支线长6.043km。

支线四面山特长隧道路面上、下面层分别采用改性沥青AC-13C、AC-20C。

为探讨温拌沥青技术在该地区的适用性，选择支线四面山特长隧道路段使用温拌改性沥青混合材料WAC-13C、WAC-20C作为面层之后进行试验研究，验证温拌沥青混合材料从生产、运输、摊铺及碾压和养护过程是否出现不合理地方，依据《温拌沥青混合料路面技术规范》对沥青混合材料进行车辙试验、常规水稳定试验和沥青路面渗水试验检测，分别对沥青混合材料高温稳定性、水稳定性和渗水情况进行检验。

利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检测沥青混合材料水稳定性，试验结果见图2所示。

由图2中温拌沥青混合材料常规水稳定试验测得，利用浸水马歇尔残留稳定度评价温拌沥青混合材料水稳定性时，6个试件残留稳定度平均值为85.6%，大于技术要求界限值85%，超出范围为0.6%。

利用冻融劈裂残留强度比（TSR）评价温伴沥青水稳定性时，6个试件TSR平均值为80.8%，大于技术要求界限值80%，超出范围0.8%。

由此得出，本次温拌沥青混合材料水稳定性满足规范要求。

图2 常规水稳定试验测试结果
利用车辙试验对温拌沥青混合材料进行检验时，利用公式1进行计算分析，计算结果见表3。

（1）
式中：DS为动稳定性;为开始和结束时间；分比为结束观察和开始观察对应变形；为试验修正系数。

表3 试验结果
由表3中车辙试验结果可知：本次试验测定得到动稳定值DS分别为3231、3462和3423次/min，平均值为3372次/min，依据《温拌沥青混合料路面技术规范》和本项目技术要求，温拌沥青混合材料车辙试验测定动稳定性DS不得小于3000次/min。

由此得出，本次温拌沥青混合材料动稳定性符合规范要求，说明其高温稳定性达标，满足规范要求。

现场温拌沥青碾压养护之后，分别在距离中心线一定距离现场采用沥青路面渗水试验测试其渗水特性，现场试验结果见表4。

表4 沥青路面渗水试验现场记录结果
由沥青渗透现场测试结果及规范要求界限值可以得到图3。

依据图3温拌沥青混合材料渗透率现场测试结果可知，现场不同测点测试得到温拌沥青面层渗透率处于60ml/min～90ml/min之间，平均值为78.4ml/min，小于《温拌沥青混合料路面技术规范》WAC要求界限值
120ml/min，表明该公路沥青混合物渗透性能达标，满足规范要求，说明温拌沥青技术质量合格。

依据温拌沥青高温稳定性、水稳定性和渗透性结果可知，该地区使用温拌沥青混合材料作为隧道内道路面层时，
所采用的施工工艺合理，施工质量达标，试验结果为温拌沥青技术在该地区推广应用提供参考。

图3 沥青渗透率测试结果
5 结论
为解决沥青混合材料施工时污染大、能耗高的问题，结合国内外温拌沥青技术研究现状，分析了温拌沥青混合材料的技术特点，并对温拌沥青混合材料施工工艺及应用效果进行试验，得到如下结论：
（1）温拌沥青技术施工过程中材料温度底，避免了有害气体释放，减少了能量损耗，降低了对环境污染程度。

（2）温拌沥青混合材料施工过程分为制备-运输-摊铺-碾压-养护，其中运输、摊铺和养护等工艺在温拌沥青材料成型质量控制中起着关键性作用，提出了温拌沥青混合材料在常温和低温下施工的质量控制技术要点。

（3）温拌沥青混合材料的残留稳定度和冻融劈裂强度比分别为85.6%和80.8%，动稳定性平均值为3372；现场渗透性测试值为78.4，测
试结果均满足规范要求，温伴沥青技术的施工工艺合理，施工质量达标。

参考文献：
[1] 陈棉. 市政工程项目管理成熟度评价研究[D].兰州交通大学,2014.
[2] 陈家永. 沥青路面施工质量控制技术研究[J]. 中国新技术新产品, 2013 (10): 95-95.
[3]曾朋芳. 城市道路施工中可能出现的问题及预防措施[J]. 广东建材, 2015, 31(2): 64-66.
[4]关宏信,张起森,罗增杰.考虑温度梯度沥青路面面层全厚式车辙试验[J].土木工程学报,2011,44(06):143-147.
[5] 杨文杰.基于表面活性技术的沥青温拌剂性能及应用研究[D].大连理工大学,2019.
[6]李忠凯.温拌沥青混合料技术在欧洲的实践[J].中外公路,2010,30(04):286-291.
[7]吕威. 温拌改性剂对沥青及沥青混合料路用性能影响研究[D].长安大学,2012.
[8]郭红兵,陈拴发.Aspha-min温拌沥青混合料技术现状与路用性能[J].中外公路,2008(02):152-155.
[9]郭海鹏. 新型温拌剂在水工沥青混凝土中的应用研究[D].西安理工大学,2019.
作者简介：
杨宝塔（1989.01—），汉族，甘肃西和人，本科，工程师，主要从事高速公路施工管理工作。

龚子军（1991.11—），汉族，湖北汉川人，本科，工程师，主要从事工程技术管理工作。