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道路桥梁工程施工中温拌沥青的应用研究

作者

李震

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摘要;本论文聚焦道路桥梁工程施工中温拌沥青的应用,通过文献研究、实验分析与案例探讨,系统研究温拌沥青混合料性能、配合比设计及施工应用。深入剖析其路用性能与力学性能,明确温拌剂、沥青、集料及施工工艺等影响因素;详细阐述配合比设计目标、方法步骤并结合实例验证;梳理施工前准备、拌和运输、摊铺碾压及质量控制全流程。

关键词:道路桥梁工程;温拌沥青;混合料性能;配合比设计;施工应用

引言

在交通基础设施建设持续推进的背景下,道路桥梁工程规模不断扩大,传统热拌沥青技术在施工过程中暴露出能耗高、污染大等问题。随着全球对节能环保要求的日益提高,以及人们对施工环境和工程质量关注度的提升,寻求更为绿色高效的道路材料与施工技术成为行业发展的必然趋势。温拌沥青技术通过降低沥青混合料的拌和与施工温度,有效减少能源消耗与废气排放,同时在一定程度上改善施工条件、延长施工季节,在道路桥梁工程中展现出良好的应用潜力。本文将围绕温拌沥青混合料性能研究、配合比设计及工程施工应用展开深入探讨,以期为该技术的发展与实践提供参考。

一、温拌沥青混合料的性能研究

1.1 温拌沥青混合料的路用性能

温拌沥青混合料的路用性能直接关系到道路桥梁的使用寿命与行车安全。在高温稳定性方面,通过车辙试验模拟车辆荷载对路面的作用。其高温稳定性得益于温拌剂的加入,降低了沥青在高温下的流动性,使混合料骨架结构更稳定。低温抗裂性是衡量沥青混合料性能的重要指标。采用低温弯曲试验对温拌沥青混合料进行测试,当温度降至-20℃时,其弯曲破坏应变可达2500με以上,与热拌沥青混合料相当。这是因为温拌剂改善了沥青的低温延度,增强了混合料抵抗温度收缩应力的能力。水稳定性方面,浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验结果显示,温拌沥青混合料的残留稳定度超过85%,冻融劈裂强度比大于80%,满足规范要求。

1.2 温拌沥青混合料的力学性能

各种温拌剂及其掺量对混合料性能均有较大影响。有机型温拌剂通过减小沥青的黏度改善了施工性能,但超过一定掺量时会影响沥青与集料的黏附性;表面活性剂型温拌剂通过发泡效应减小了拌和温度,适当掺量后可以增加混合料的水稳定性。沥青本身特性方面,针人度大的沥青温拌混合料具有较好的低温性能,但高温稳定性可能会下降;集料本身特性方面。集料级配可以决定混合料的骨架构造,间断级配更能提高高温稳定性,连续级配可以保障低温性能及水稳定性,集料的外表纹理及棱角性影响集料和沥青的黏结力,纹理粗糙、棱角明显集料对混合料的力学性能有较大改善作用。

二、温拌沥青混合料的配合比设计

2.1 配合比设计的目标与原则

温拌沥青混合料的配合比设计,是为了满足温拌沥青混合料路面使用要求的同时,实现经济与环保最优为目标;应遵循满足规范要求、符合工程实际、选用合理材料、满足高温稳定、低温抗裂、水稳定及力学性能要求、降低材料成本、减少能源消耗与环境污染的原则来进行配合比设计。

2.2 配合比设计的方法与步骤

原材料选取及质量检验。选择的沥青应根据不同的道路等级、气候、情况选用不同标号的沥青,温拌剂满足相应质量要求;集料的形状、级配、含泥量等检查及控制,严格控制其质量。矿料级配一般选择马歇尔法或Superpave法确定,经筛分试验确定集料级配曲线,在考虑道路功能、交通荷载的条件下,选择合适的级配类型、优化调整矿料以形成良好的骨架—密实结构。沥青用量的确定主要依靠马歇尔试验。制备不同沥青用量的混合料试件,进行密度、空隙率、稳定度和流值等指标测试,绘制关系曲线,根据规范要求和经验确定最佳沥青用量。

2.3 配合比设计实例分析

以某城市快速路改造工程道路为例,道路等级为城市快速路,交通流量大,重车多。原材料采用A级道路石油沥青70号、石灰岩集料、某品牌表面活性剂类温拌剂,根据筛分试验确定集料级配,采用间断级配以提高混合料的高温稳定性;经过马歇尔试验,确定最佳沥青用量为4.8%。对配合比进行各项性能验证,高温动稳定度达到了8500次/mm,低温弯曲破坏应变为2800με,残留稳定度达到了88%,冻融劈裂强度比为83%,各项指标满足规范要求,配合比可以应用于工程实际。

三、温拌沥青在道路桥梁工程施工中的应用

3.1 施工前的准备工作

施工材料的准备主要从材料的采购与验收来进行控制,沥青、集料和温拌剂均按照批次进场,对其质量进行检验,确保各项指标满足设计要求。施工设备的调试,拌和设备对设备计量系统进行检查,沥青、集料和温拌剂计量准确;运输设备均配有良好的保温设施;摊铺设备和碾压设备进行试运行,调节摊铺厚度和平整度控制装置以及碾压的控制参数。温拌剂的添加装置进行安装,并校对,保证添加剂的稳定投加量。

施工场地布置要合理规划拌和站和施工现场。

3.2 温拌沥青混合料的拌和与运输

拌和工艺上,温拌沥青混合料的拌和温度比热拌沥青混合料低20 - 30℃,一般控制在 140 - 150℃。运输过程中,采用保温性能良好的自卸车运输,车厢底部和侧面铺设保温材料。装车时要控制卸料高度,防止混合料离析;运输途中要尽量减少颠簸,避免混合料温度下降过快。

3.3 温拌沥青混合料的摊铺与碾压

摊铺时,控制摊铺机摊铺速度均衡,一般为2-4m/min,保证摊铺平整度及均匀性,摊铺温度130-140℃,摊铺过程中要随时调整摊铺机振捣频率及振幅,保证混合料初步压实。碾压采用初压、复压及终压三个阶段。初压采用钢轮压路机静压1-2遍,初压温度不低于120℃;复压采用振动压路机振压3-4遍,进一步压实度;终压采用胶轮压路机静压1-2遍,消除轮迹,碾压结束温度不低于110℃。

3.4 施工质量控制与检测

施工质量控制是一个贯穿于施工全过程中。控制原材料质量是施工质量控制的重点,要按标准严格检验;控制施工工艺过程,包含施工拌和温度、时间,施工摊铺速度、厚度,施工碾压温度、碾压遍数等控制参数的控制,使其与施工工艺参数设计符合,控制施工工艺符合设计标准。质量检测的检测方法与指标,常规检测项目主要有路面压实度、路面平整度、路面厚度等。要对温拌沥青混合料性能做现场检测,比如随机抽取沥青混合料做马歇尔实验,对其各项性能指标检测是否合格。检测不合格的地方要进行返工处理,杜绝质量事故的发生。

结语

温拌沥青技术在道路桥梁工程施工中具有较强的应用前景,通过对温拌沥青混合料性能的研究可知,温拌沥青混合料路用性能和力学性能均能达到热拌沥青混合料的要求,并且在节能环保方面有突出的优点,合理的配合比设计和规范化的施工工艺是温拌沥青混合料性能得到保证的关键,通过工程实例验证温拌沥青混合料技术的有效性。温拌沥青技术在应用过程中仍存在着一些问题,如温拌剂种类多样致使品质出现较大的差异,施工工艺标准有待进一步统一规范等。

参考文献

[1]张庆.道路桥梁工程施工中温拌沥青的应用研究[J].汽车周刊,2025,(05):255-257.

[2]王晶晶,徐宁.道路桥梁工程施工中温拌沥青混合料的应用研究[J].汽车周刊,2024,(12):50-52.