基于温拌技术的沥青路面施工工艺优化研究
彭喆
山东高速工程建设集团有限公司
摘要:温拌技术作为沥青路面绿色施工的核心技术,在节能减排、延长施工季、提升施工安全性等方面具有显著优势。当前,温拌沥青路面施工中存在材料适配性不足、工艺参数不合理、质量控制体系不完善等问题,制约了其技术优势的充分发挥。本文通过分析温拌沥青路面施工工艺的现状,明确其在材料应用、施工流程、质量管控等方面存在的问题,提出针对性优化策略,包括优化材料配比、精准控制工艺参数、完善质量检测体系等。实践案例表明,这些策略能够有效提升温拌沥青路面的施工质量和耐久性,为推动公路建设绿色化转型提供有力支撑。
关键词:温拌技术;沥青路面;施工工艺;优化策略;节能减排
引言:
沥青路面因其优良的行车舒适性和养护便利性,在我国公路建设中占据主导地位。传统热拌沥青路面施工需将沥青加热至160-180℃,不仅消耗大量能源,还会排放大量有害气体(如VOCs、二氧化硫),造成环境污染。温拌技术通过添加温拌剂或采用特殊工艺,可将拌合温度降低30-60℃,在保证路面性能的同时实现节能减排,成为公路建设领域践行“双碳”目标的重要路径。
然而,当前温拌沥青路面施工中存在技术应用不规范、工艺参数照搬热拌标准、质量控制经验不足等问题,导致部分路段出现早期车辙、裂缝等病害。深入研究温拌沥青施工工艺的优化路径,对提升路面质量、推广绿色施工技术具有重要现实意义。
一、温拌沥青路面施工工艺现状分析
温拌沥青路面施工工艺在我国经历了十余年的发展,应用范围从试验段逐步扩展至大规模工程,但整体施工水平仍处于完善阶段,呈现出多维度特点:
目前,我国温拌剂主要分为化学添加剂类(如有机胺类、酯类)、物理发泡类(如沥青发泡剂)和复合类三大类,2023年全国温拌沥青路面工程中,化学添加剂类占比达62%,物理发泡类占31%。但部分工程存在温拌剂与基质沥青适配性不足的问题,如某省道项目采用酯类温拌剂与70基质沥青混合后,出现拌合料黏聚性下降、摊铺时离析现象,影响路面整体性。
温拌沥青施工流程与热拌基本一致(包括拌合、运输、摊铺、碾压),但关键参数差异显著。实际工程中,部分施工单位仍参照热拌工艺参数(如碾压温度区间、压路机组合方式),未根据温拌料特性调整。例如,某市政道路项目将温拌沥青碾压起始温度设为130℃(热拌标准),导致碾压时集料黏轮严重,表面构造深度不足。
现有拌合站多通过改造热拌设备实现温拌生产,加装温拌剂添加装置后,部分设备出现计量精度不足(误差>±2%)、混合不均匀等问题。运输环节中,传统自卸车缺乏保温措施,温拌料在长距离运输(>5km)后温度下降可达15-20℃,影响摊铺质量。碾压设备方面,胶轮压路机在温拌料碾压中易出现“粘轮”,需频繁喷洒隔离剂,增加施工成本。
现行《公路沥青路面施工技术规范》中,温拌沥青的检测指标(如马歇尔稳定度、动稳定度)与热拌一致,但缺乏针对温拌特性的专项指标(如低温拌合时的黏聚性、抗离析性)。部分检测机构对温拌料的养生条件控制不当,如采用热拌料的标准养生温度(60℃),导致检测结果无法反映实际路用性能。
二、温拌沥青路面施工工艺存在的问题
温拌沥青路面施工工艺在实际应用中面临诸多技术瓶颈,制约了其优势发挥和质量稳定性:
温拌剂选型与用量确定依赖经验而非系统试验。部分工程直接采用“热拌配方+温拌剂”的简单模式,未考虑温拌剂对沥青黏温特性、集料裹覆性能的影响。例如,在酸性集料路段,使用碱性温拌剂会导致界面黏结力下降,通车1年后出现大面积松散病害。此外,温拌料的油石比设计沿用热拌标准,未考虑低温拌合下沥青用量需求的细微差异(通常需增加0.1-0.3个百分点),易造成路面构造深度不足。
拌合温度控制精度不足,部分工程为追求“低温”效果,将温度降至规范下限(如120℃以下),导致沥青未能充分裹覆集料,形成“花白料”;而过度提高温度(接近热拌水平)则失去温拌技术优势。摊铺环节中,熨平板温度设置不合理(低于100℃)会导致摊铺层底部出现冷接缝。碾压工艺中,初压、复压、终压的温度区间划分模糊,压路机行驶速度过快(>5km/h)导致压实度不足(部分路段压实度低于96%)。
拌合站温拌剂添加系统计量误差大,如某项目使用的重力式添加装置误差达±3%,导致同一批次温拌料性能波动。运输车辆未采用恒温保温罐,冬季施工时温拌料温度损失率达2℃/km,远高于规范要求的1℃/km。碾压设备未针对温拌料特性调整,如振动压路机的振幅、频率设置与热拌相同,导致集料破碎率增加(>5%)。
现场检测频率不足,部分项目仅在拌合站取样检测,忽视摊铺后的松铺厚度、温度离析等指标监测。实验室检测方法不适应,如采用旋转压实仪(SGC)检测时,压实温度仍按热拌标准(150℃)设置,无法模拟温拌料的实际压实过程,导致设计孔隙率与现场偏差达1.5个百分点以上。
三、温拌沥青路面施工工艺优化策略及案例分析
针对上述问题,需从材料设计、参数控制、设备升级、质量管控等方面构建系统性优化策略:
建立“温拌剂-沥青-集料”适配性试验流程,通过黏结强度试验、裹覆性试验筛选最佳温拌剂类型。例如,在碱性集料路段优先选用酸性温拌剂(如脂肪酸类),提升界面黏结力;在低温地区推荐使用改性温拌剂(如SBS复合温拌剂),增强路面抗裂性。调整油石比设计方法,在马歇尔试验基础上增加“低温拌合适应性修正”,根据集料吸水率、温拌剂类型适当提高油石比0.1-0.3个百分点,确保集料充分裹覆。
制定分阶段温度控制标准:拌合温度根据温拌剂类型设定(化学类120-140℃,发泡类110-130℃),运输过程中温度损失控制在≤10℃;摊铺温度不低于110℃(化学类)或100℃(发泡类),熨平板预热至120-140℃;碾压温度区间明确为初压100-120℃、复压90-110℃、终压80-100℃,并采用“紧跟、慢压、高频、低幅”的碾压原则,压路机行驶速度控制在2-4km/h。
结语
温拌技术的推广是沥青路面施工绿色化转型的必然趋势,但其施工工艺的优化需突破材料适配、参数控制、设备升级等多重瓶颈。通过构建“材料-工艺-设备-检测”一体化优化体系,可有效提升温拌沥青路面的施工质量和耐久性,充分发挥其节能减排优势。
实践表明,精准的参数控制、适配的材料设计和规范的设备操作是温拌技术成功应用的关键。未来需进一步结合区域气候特点(如寒区、高温区)细化工艺标准,推动温拌技术与再生沥青、新型材料的融合,为公路建设可持续发展提供更广阔的技术路径。
参考文献:
[1] 交通部公路科学研究院. 公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)[S]. 北京:人民交通出版社,2004.
[2] 张明,李华. 温拌沥青混合料施工工艺优化研究[J]. 公路交通科技,2022,39(5):1-7.
[3] 王磊. 不同温拌剂对沥青路面施工性能的影响分析[J]. 建筑材料学报,2023,26(2):345-351.
[4] 中国公路学会. 绿色公路建设技术指南[Z]. 北京:人民交通出版社,2021.