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沥青混合料运输保温在路面施工中重要性探讨

2022-02-10苏俊荣

中国科技纵横 2022年24期
关键词:重油摊铺老化

苏俊荣

(淮安中远工程检测有限公司,江苏淮安 223001)

0.概述

当前,沥青路面施工中混合料运输保温工作在高等级公路及地方重点工程中做的普遍较好(见图1),部分项目对混合料运输保温工作不够重视,错误地认为夏季高温季节保温运输工作不重要,运输车辆未采取保温措施或保温措施不到位(见图2),混合料生产时随意从社会车辆中选择,施工前对运输车辆无保温措施验收程序,对驾驶员不开展运输技术交底。在低温季节以通过提高沥青混合料拌和与出厂温度来抵消运输中的温度损失,对高温拌和沥青混合料给沥青造成老化带来的耐久性损失与经济性损失意识不足,重视不够。同时在拌和站规划选址(选用)时对混合料运输温度损失评估不足,部分项目沥青混合料运距超过150km,运输时长大于8h,运输过程中温度损失达40℃以上,个别项目因此造成废料弃料情况,经济损失较大。因此,加强沥青混合料保温运输工作,研究分析良好的混合料运输保温管控产生的质量、经济、环境等正向效应,引导实施路面沥青混合料低温化拌和,促进路面施工技术向绿色、环保、节能方向进步。

图1 运输车采取较好保温措施

图2 运输车侧面挡板未设置保温层

(1)在沥青混凝土拌和站选址时尽可能选择与项目距离在20km以内,以距离小、混合料运输通道便捷通畅,规划的运料道路应避开易拥堵路段。同时还应便于大宗材料进场船运、路运等。

(2)合理施工组织,优化机械设备配合,综合考虑天气、运距、摊铺能力等因素,在保证现场连续摊铺的情况下尽量减少运输车辆积压,以降低车辆在现场待铺时温度损失。

(3)做好运输车辆车箱侧面保温措施,混合料运输车侧面挡板必须采用3cm~5cm厚保温棉外加铁皮盖板隔离密封,铁皮盖板与车身钢板间隙采用结构胶密封,防止因雨水浸湿保温棉而降低保温效果(见图3)。

图3 辆箱侧面保温效果图

(4)沥青混合料顶部保温措施,混合料装车后先覆盖一层隔离油布,再覆盖一层自然状态厚度不小于3cm的棉被,最后覆盖一层隔离油布(见图4)。覆盖面应与车箱侧板重合30cm以上,并采取绑扎措施使油布与车箱紧密牢固贴合。

图4 沥青混合料顶面保温效果图

(5)运输车底部保温措施,先在底板上采用厚度为2cm方管铺成网格状,其间距宜为20cm~30cm。在网格内填充耐高温聚乙烯保温板,厚度与方管一致,最后在方管与保温板上面覆盖5mm厚钢板,具体如图5和图6所示。

图5 底部方管铺设平面图

图6 底部保温层剖面图

(6)现场摊铺沥青混合料时,运料车应在距摊铺卸料前5min内将顶部保温层由后向前卷至中部并绑扎固定,整个卸料过程保持不变,同时严禁驾驶人员过早打开或全部打开顶部保温层。

(7)严格控制拌和站成品储料仓混合料存放时间,普通沥青混合料不宜大于24h,改性沥青混合料不宜大于12h,SMA混合料宜控制在6h内使用。存放期间混合料降低温度不得大于10℃。

(8)摊铺碾压中尽可能采用“紧跟、慢压、高频、低幅”措施进行压实,避免混合料摊铺后长时间暴露在空气中温度快速下降,造成混合料压实度与渗水系数不合格,影响工程质量。

(9)做好项目进度规划,把沥青路面施工放在中高温季节,避免现场摊铺后混合料快速失温,造成质量缺陷。

1. 运输保温对沥青路面的质量影响

在沥青路面施工过程中,可以通过良好的运输保温减少运输与等待过程中的温度损失,从而在保证沥青混合料到场温度的前提下降低沥青混合料的拌和温度,减少沥青在有氧高温拌和时的老化幅度,提高沥青路面使用耐久性。下面笔者就主持的路面施工项目中沥青混合料运输控制及质量情况作简要介绍。

徐贾快速通道北延EPC工程质量监督检测项目由淮安中远工程检测有限公司承接,笔者担任监督项目负责人。路线全长6.4km,设计速度为100km/h,按一级公路双向四车道标准设计,路基标准横断面28m,含桥梁、涵洞等。路面结构为:底基层18cm低剂量水泥稳定碎石+基层36cm抗裂水泥稳定碎石+8cmSUP20沥青混凝土+4cmSMA13沥青混凝土。工程合同价为3.088亿元。该项目于2020年4月1日开工,2022年1月15日交工。项目沥青混凝土拌和站距离施工现场平均运距18.4km,运输时长约30min。沥青下面层在2021年9月至2021年10月期间施工,施工时日平均气温在15℃~25℃,施工温度符合规范平均气温要求。本项目下面层SUP20沥青混凝土使用的70号A级普通沥青,混合料出料温度要求为145℃~165℃,高于195℃废弃,到场温度要求不低于145℃;上面层SMA13沥青混凝土使用SBS改性沥青(基质沥青为70号A级普通沥青),混合料出料温度要求为170℃~185℃,高于195℃废弃,摊铺温度要求不低于160℃[1]。面层开始施工时日平均气温较高,运输车辆未设置保温层,混合料顶面只覆盖单层隔离油布。经过管理部门质量管控,后续按本文标准进行保温运输,公司检测组对未采取保温措施与采取标准保温措施时的混合料质量情况进行了跟踪检测,具体如表1所示。

(1)通过对下面层两个不同拌和温度下沥青混合料中沥青回收蒸馏后针入度、软化点、延度等质量指标的多次检测,并与沥青原材料检测时三大指标结果进行比对分析,具体情况见表1。

项目多次检测结果表明,沥青拌和过程中的老化与拌和温度、拌和时间密切相关,拌和后回收沥青的针入度损失约在25%~50%,拌和温度越高、时间越长沥青老化比例越高,反之则老化比例越低。从表1可以看出,针对示例项目情况做好沥青混合料运输保温工作可以在保证混合料摊铺温度的前提下降低混合料出料温度近10℃,可以减少沥青10%~15%的老化。沥青上面层不同拌和温度下的混合料老化检测方法与下面层相同,本文不再重复赘述,相关老化指标按下面层结果引用计算。

表1 保温措施不同(拌和温度不同)时沥青混合料回收沥青质量对比表

(2)根据对多个项目、不同现场老化龄期路面沥青混合料RAP通过旋转蒸法方法回收沥青检测的针入度指标检测结果进行总结[3],沥青上面层5年内针入度年平均老化率基本在6%~12%,中下面层5年内针入度年平均老化率基本在4%~8%,摊铺后沥青老化幅度呈逐年减缓趋势,最终为基本稳定结构,回收沥青三大指标基本处于稳定状态。

(3)沥青混合料中沥青回收方法为[2]:1)将从现场取样的沥青混合料分散冷缺后使用三氯乙烯进行浸泡。2)采用离心抽提仪对混合料浸泡液进行分离,提取出沥青抽提液。3)将抽提液用高速离心机分离矿物质,得到纯净的沥青抽提液。4)使用旋转蒸发器(见图7)对纯净的抽提液进行蒸馏脱水,得到沥青抽提样品。5)按沥青针入度、软化点、延度试验方法对抽提沥青样进行检测,得到抽提沥青样的三大指标检测结果。

图7 沥青回收蒸馏设备

(4)结合沥青混合料拌和温度变化对沥青老化的影响及运行沥青路面中沥青的老化规律,表明做好沥青混合料运输保温工作,可以降低沥青混合料的拌和与出料温度,减少沥青在混合料拌和生产时的老化幅度,保持沥青混合料柔韧性能,提高沥青路面使用耐久性、舒适性。通过沥青混合料标准化保温运输,降低混合料出料温度,延缓路面龟裂、块裂及其他裂缝等病害的出现。

2.运输保温对路面施工经济效益的提升

本文示例项目路线全长6.4km,路面宽28m,沥青混合料总量约5.38万吨,均在较高温度季节生产,项目生产初始阶段运输车辆未采取有效保温措施,下面层混合料拌和温度约为160℃,采用良好的保温措施后混合料拌和温度下降至150℃左右,下降幅度约10℃,且到场摊铺温度能与降温前保持基本一致。根据经验,上面层通过采取保温措施,混合料拌和与出料温度可下降值基本与下面层一致,本文中上面层降温幅值引用下面层统计数据。

根据项目拌和站大量拌和数据统计,沥青混合料在160℃拌和时每千吨混合料使用重油约7.5t,降低拌和温度10℃后千吨混合料使用重油约7.0t,每生产千吨沥青混合料节约重油约0.5t,节约重油数量=5.38×10×0.5=27t,重油市场均价约6000元/t,折合节约重油成本人民币162000元。

沥青混合料运输车侧面增加保温层费用约1500元/辆,顶部油布及棉被配备约500元/辆,合计每辆需增加保温经费2000元。示例项目使用混合料运输车12辆,装配保温材料经费为24000元,净节约成本138000元。通过强化沥青混合料保温运输工作在提高工程质量的同时也能取得可观的经济效益。

3.环保效用

沥青拌和楼集料加热使用重油燃烧的较多,重油又称燃料油,颜色呈暗黑色,液体流动状,主要是原油生产过程中的常压油、减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调和而成的燃料。此类油品清洁度较差,燃烧产生排放固体颗粒物多,每吨重油排放二氧化碳量约在3t~4t。重油燃烧产生较多废气排放,且含有微小固体颗粒,对环境存在一定污染性,控制减少重油用量十分重要。

本文说明示例项目按照标准化保温措施生产后节约重油约27t,日平均混合料产量约0.3万吨,本项目估算连续生产日约30d,单日节约重油约0.9t。单日减少燃烧废气排放约20m³与3t二氧化碳。项目累计减少废气排放约600m³,二氧化碳90余吨,对减少空气污染,保护环境起到较大的推动作用。

4.结语

沥青路面施工时无论处于高温或低温季节,都应通过采取良好的运输保温措施来减少沥青混合料在运输与待铺过程中的温度损失,控制混合料的拌和温度按规范范围低限执行。这样对减少拌和沥青老化幅度,提高沥青路面使用寿命,提高项目经济效益,减少沥青混合料拌和过程中对空气的污染均起到较大的推动作用。沥青路面施工时应严格禁止通过提高沥青混料拌和温度来抵消不规范的混合料运输产生的温度损失,避免造成资源浪费与混合料老化损失,给工程质量、效益带来负面效应。

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