1、1浅谈温拌沥青混凝土的路用性能摘要:结合新疆赛果高速公路工程以及温拌沥青混合料的应用 实例,阐述了其 SMA 配合比设计过程,根据 SMA 配合比设计及路用性能测试,通过对比相同类型的热拌沥青混合料(HMA)路用性能,结果显示,在路用性能方面,WMA 和 HMA 的基本相同,并且都能满足规范要求。关键词:SMA 温拌沥青混合料 SMA-16 配合比设计 路用性能 0 引言 连云港至霍尔果斯口岸高速公路赛里木湖至果子沟口段,是去往伊利的必经之路,也是新疆高速公路网的重要组成部分。温拌沥青混合料作为一种新型的沥青混合料,其拌合温度介于热拌沥青混合料(150180)和冷拌(常温)沥青混合料之间,在性
2、能方面与热拌沥青混合料相接近。因此,在研究沥青混合料的过程中,提高沥青混合料的路面性能不再是单一的追求,同时需要降低能源消耗,以及满足减少废气排放的需要。在这种情况下,高节能低排放型沥青混合料即温拌沥青混合料成为研制的重点。WMA 的设计就是将掺加了特殊化学添加剂沥青混合料替代普通热沥青,进而在一定程度上降低沥青间的拌和粘度,在相对较低的温度下,拌和沥青混合料进行施工,与 HMA 相比,其温度降低了 20以上,但是能够达到与 HMA 相同的路用性能。文中通过采用SMA-16 级配对温拌沥青混合料进行配合比设计,并与热拌沥青混合料进2行路用性能对比试验。 1 温拌沥青混合料的配合比设计 1.1
3、原材料的选择 本次试验采用的温拌沥青混合料是由美德维实伟克(中国投资)有限公司生产的 GH-3 温拌剂和新疆金石改 性沥青有限责任公司生产的 SBS(1-C)改性沥青,所采用的原材料以及各材料的各项指标测试结果见表 1、表 2、表 3、表 4。 被检各项原材料试验所采用的粗集料为新疆博乐 22km 处生产的安山岩碎石,采用新疆博乐四台石灰岩机制砂作为细集料中的机制砂,矿粉和水泥分别采用石灰岩矿粉和矿渣水泥。经过相应的试验,所采用的集料均符合相应的技术要求。 1.2 合成级配的设计 通过采用优化后的 SMA-16 级配进行配合比设计,对本次试验进行处理,矿料合成级配及掺配比例见表 5、表 6、图
4、 1。 1.3 温拌沥青混合料的拌制 试验室室内试验流程如下: 温拌沥青制备:将沥青加热至拌和温度,计算温拌添加剂的添加量,准确称量后,在搅拌状态下缓慢将温拌添加剂倒入沥青中,随后搅拌约 10min,完成温拌沥青制备。 石料加热:加热温度一般比同类型热拌条件下的加热温度下降30左右。 按照同类型的热拌沥青混合料的试验流程完成温拌沥青混合料的3拌和过程。 出料温度:出料温度一般比同类型的热拌沥青混合料低 2030。混合料在设定的击实温度(一般比同型号的热拌混合料低2030)条件下恒温 1 小时后击实,成型方法推荐采用旋转压实。温拌材料的旋转压实与马歇尔击实的压实效果偏差可能比热拌要大,偏差的多少
5、与级配类型有关。如偏差过大,由于旋转压实效果更接近现场压实。 在拌制温拌沥青混合料的过程中,在烘箱中分别将矿料和 SBS 改性沥青预热至 150和 160,同时保温 4h 以上。然后,在加热到 150温度下的沥青搅拌锅中进行拌和。在拌和过程中第 1 次先加入集料及 SBS改性沥青进行搅拌,第 2 次再加入矿粉进行搅拌,在总的拌合时间方面,需要比搅拌热拌沥青混合料多 1min,共 3min,进而在一定程度上确保混合料拌和充分。最后,在恒温 135的烘箱中将拌和好的沥青混合料保温2h 后成型。 在拌制温拌沥青混合料的过程中,与热拌沥青混合料相比,其矿料、沥青及混合料的拌合温度要低。因此,与普通的热
6、拌沥青混合料的温度相比,试件的温度要低,进而在一定程度上减少了拌制过程中的能源消耗,以及废气和粉尘的排放。WMA 及 HMA 两种不同沥青混合料在拌制过程中各个环节的温度比对,如表 7 所示: 1.4 确定最佳沥青用量 先确定 SMA-16 级配 A、级配 B、级配 C 三种级配,4.75mm 筛孔通过4率分别为 27.9%、29.4%、30.8%。对三种级配的 VCADRC 分别进行测定,初试油石比按 6.7%双面各击实 75 次制作试件,测定 VCAmix 及 VMA 等指标,在满足 VCAmix 小于 VCADRC 和 VMA 不小于 17%的等条件的基础上确定级配,根据 SMA 路面设
7、计要求,空隙率应控制在 34.5%。本次油石比为6.7%时空隙率为 4.2%,其它指标(VMA、VCA、稳定度、饱和度等)均满足设计要求,根据实际工程应用经验,选取 6.7%为设计油石比。 2 温拌沥青混合料的路用性能测试 2.1 水稳定性 2.2 高温稳定性 采用标准车辙试验( 试验温度为 60,试验荷载为 0.7MPa)来测试(WMA)SMA-16 的高温稳定性,试验结果见表 10。 3 温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的对比 两种不同沥青混合料之间的路用性能测试对比结果见表 11。 4 结语 在路用性能上,温拌沥青混合料均能满足同类型热拌沥青混合料的规范要求。 与相同级配的改性热拌沥青混合
8、料相比,温拌沥青混合料的路用性能基本相同,与普通热拌沥青混合料相比,高温抗车辙能力明显提高。在拌制和施工温度方面,温拌沥青混合料比热拌沥青混合料降低20以上。生产过程中,废气的污染及能源的损耗普遍降低,节约了工程成本,对保护新疆的生态保护有重要意义。 5参考文献: 1JTG F402004,公路沥青路面施工技术规范S. 2李红勇.沥青混合料高温稳定性能研究J.建筑,2009(19). 3江苏省交通科学研究院.温拌沥青混合料技术在长大公路隧道沥青路面铺装中的应用研究J.现代交通技术,2008(5). 作者简介:兰海明,男,工程师,2009 年毕业于长安大学土木工程专业;贺洪喜,男,助理工程师,2009 年毕业于西安铁路工程职工大学道路与桥梁专业。