温拌剂在西商高速公路试验路段的应用

张 军

(中铁十局集团西北工程有限公司，陕西西安 710065)

1 HH-X温拌剂简介

1)HH-X型温拌剂是一种表面活性类添加剂，在沥青混合料拌合时添加，具有微乳化、抗剥落、降粘等多种功能，达到显著降低沥青混合料的生产、施工温度。并且整个过程不影响混合料的材质和性能。西安公路研究院经过两年多的试验研究，已经形成性能稳定的温拌剂产品。通过反复室内试验表明:该产品性能已经达到甚至部分性能优于国外同类先进产品。

2)技术原理。a.温拌添加剂具有微乳化作用，可以和沥青形成油包水(W/O)状态，使水分相对稳定的存在于沥青之中。b.沥青中由于存在水分，而水即使在常温下也具有流动性，在高温情况下可以汽化膨胀发泡，在沥青内部形成泡沫结构。因此，当沥青在较低施工温度下粘度较大，受到外力作用时，由于其中的水分和泡沫具有较大的变形能力，使沥青整体也具有较大变形能力，利于压实。也就是说:温拌混合料，通过水膜的润滑作用，极大地弱化了混合料的工作温度与沥青粘度的相关性，从而达到沥青混合料各施工环节温度可以降低的效果。c.在沥青混合料拌和过程中，在表面活性类添加剂和水的共同作用下，沥青内部形成的泡沫便形成水膜润滑结构，该水膜结构能够显著增加混合料的工作性。在压实前，水膜的存在将避免混合料的团聚，增加混合料的摊铺工作性;压实过程中，在振动和轮碾的揉搓作用下，水膜润滑作用得到最大的体现，粗集料位置调整和骨架结构形成更加容易。混合料碾压成型后，在长期的使用环境中，水分逐渐完全挥发，使温拌沥青混合料具有与热拌沥青混合料相同的性能。d.温拌混合料性能的核心是施工各环节温度降低了，因此其优势表现在两方面:常温季节施工可以降低拌合温度实现温拌;低温季节，与热拌混合料同温拌和，增加施工各环节的温度容许范围，从而延长施工各环节容许操作时间，达到低温季节可以施工，延长施工季节。

2 试验路工程概况

1)实验段路面情况:西安至商州高速公路(第二通道)第36合同段为乳化型温拌沥青混合料试验段。起止里程为:K69+450～K97+381，路线长总计27.931 km。路段路面结构为:水泥稳定碎石基层+12 cm ATB-30+6 cm AC-16+4 cm SMA沥青混合料面层。2)施工环境:夜间铺筑段落:2011年11月13日，21:00～23:00，夜间，气温0℃ ～5℃，微风(三级);温拌试验路K75+280～K75+120。白天铺筑段落:2011年11月13日10:00～12:00，晴，气温5℃ ～10℃，温拌桩号:K15+280～K15+780，对比段热拌混合料桩号为:K75+780～K76+520。3)试验路混合料级配为AC-16型，油石比为4.7%;沥青为70号基质沥青，温拌剂为西安公路研究院研制的HH-X温拌剂，与沥青质量比为5∶95。AC-16级配曲线见图1。

图1 AC-16级配曲线

3 施工情况

1)温拌剂添加情况。根据设计配合比，现场沥青混合料拌和时，采用沥青喷洒完后加矿粉的工艺，干拌2 s后进行沥青喷洒。温拌浓缩液与沥青质量比为5∶95，温拌浓缩液在沥青开始喷洒后延时2 s开始喷入，根据喷洒量，调整喷洒设备的压力，使得喷入时间控制在6 s～8 s以内，同时确保在沥青喷洒完毕前完成温拌浓缩液的喷洒。在喷洒沥青结束后6 s添加矿粉，实践证明后添加矿粉基本不影响温拌料的裹附性及质量。

2)在拌合的过程中，温拌剂的喷洒由拌合楼喷洒沥青信号控制，无需手工操作，喷洒计量准确，拌合效果较好。在温拌剂喷入瞬间有大量的水蒸气出现;混合料拌和均匀后，出料时基本没有烟气产生。11月13日进行温拌混合料夜间施工，夜间施工时环境温度为0℃ ～5℃，风力3级，温拌混合料出料温度控制在145℃左右，比热拌混合料在正常气候环境下的施工温度降低大约15℃，摊铺及碾压过程中并未出现异常现象，压实度及平整度均比较好。

3)11月13日由于环境温度较高，因此控制混合料出料温度在130℃左右，碾压过程试验了以钢轮振动碾压和以胶轮揉压为主两种压实方式，试验结果显示两种方式的碾压均保证了路面使用功能，由于以揉压为主的压实方式经实践检验对石料的破坏较小，因此建议对于温拌混合料采用传统的压实方式即可。

4)摊铺过程中温度控制基本达到预期效果，在不同的环境温度下，温拌混合料表现出较长的碾压温度区间，比热拌混合料对应温度最高可降低30℃以上。

4 检测结果

1)试验路段碾压结果表见表1。

试验路段碾压结果表明:

a.压实过程中，终压时当温度降低到50℃，路面出现微小横向裂纹，表明50℃为终压极限温度，如果低于该温度继续碾压会造成路面结构性损害。

b.为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。

2)试验路段碾压结果分析。

a.在正常施工段落，温拌混合料的压实度均满足规范要求。

b.温拌混合料压实度和热拌混合料的相当;如果用温拌混合料的马歇尔试件密度控制温拌混合料的压实度，则结果偏大，因此建议在以后的压实度控制中，温拌混合料应采用理论密度来控制压实度。

表1 压实度检测结果表

3)试验结论。

a.温拌沥青混合料在正常的施工环境温度下可降低混合料出料温度30℃以上;当环境温度较低(不适合热拌混合料摊铺)，通过不降低或较少降低混合料温度(与热拌比较)，采用温拌工艺可以争取更长的施工摊铺温度区间，延长施工季节。

b.摊铺过程中，施工机械应及时跟进，尽量在较高温度下完成混合料压实。

c.温拌混合料碾压工艺同热拌传统工艺即可保证路面的压实度。

d.通过此次试验路的摊铺，对于温拌混合料的各阶段的碾压温度推荐如下:

初压温度不低于100℃;复压温度不低于90℃;终压温度不低于55℃，且温度越高，越有利于压实。

［1］JTJ 052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程［S］.

［2］JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［3］秦光春，黄昌颂.温拌沥青混合料技术及最新研究［J］.石油沥青，2006(4):94-96.

［4］王 维.沥青混合料温拌技术的应用研究［D］.南京:东南大学硕士学位论文，2007.