李广才

摘 要：以河南省济阳市济源至阳城高速公路路面施工为背景，从橡胶复合改性沥青实际应用效果、环境保护、效益价值等贴合项目实际应用的角度来介绍阻燃剂、温拌剂在公路隧道路面施工当中的应用。

关键词：沥青施工；工程应用；温拌剂；阻燃剂

中图分类号：U416                                  文献标识码：A                                 文章编号：2096-6903（2023）01-0109-03

0 引言

隧道在相对封闭、狭小的空间内进行施工，面临通风性能差、沥青路面施工时产生的烟雾、粉尘和高温等问题，严重影响施工人员的健康等问题。在沥青混凝土各项性能指标满足设计及规范要求的前提下，满足环保、抑烟、无毒、不造成二次火灾等使用要求，需要适当降低沥青混凝土生产、施工的温度。在济阳高速隧道路面施工当中，通过添加温拌剂及阻燃剂的方式，提高了橡胶复合改性沥青沥青混合料的使用性能，进而减少隧道施工的污染，降低能耗，保护环境。

1项目简介

济源至阳城高速公路济源段，项目起点位于山西省与河南省的交界处，王屋镇牛角洞附近，起点桩号为ZK38+515（YK38+550），向北与山西省阳蟒高速相接，路线向南至终点桩号K56+900济源市大峪镇庙前村附近，与长济高速相接，线路全长19.7 km。主要施工内容为全线19.7 km的沥青路面摊铺[1]。其中，隧道长度占比60.7%，总长达11.98 km，中长隧道5座，大于3 000的长隧道1座，隧道路面结构层设计为4 cm细粒式橡胶复合改性（胶粉+SBS）沥青混凝土WRAC-13上面层（添加阻燃剂，长度大于2  km的隧道添加温拌剂），6 cm中粒式SBS改性沥青混凝土AC-20C中面层（长度大于2  km的隧道添加温拌剂）。

2 原材料及配合比设计

2.1 原材料

2.1.1 橡胶复合改性沥青

基质沥青的选用首先满足设计及规范的要求，选用AH-70号A 级重交通道路石油沥青，路用废胎粉选用常温粉碎的斜交胎胶粉，其颗粒粒径大小宜在0.4～0.6 mm之间（30～40目），其他技术指标应符合《路用废胎橡胶粉》（JT/T797）的相关要求。胶粉的添加量为沥青质量的20%，技术要求如表1。

2.1.2 集料机矿粉

中粗骨料采用坚硬耐磨的石料，石料的磨光值应大于42。路面使用的碎石骨料采用锤式破碎机生产的机制碎石，以充分保证骨料的技术质量。

沥青面层所用细集料应采用微风化的石灰岩石料加工而成的机制砂（不得使用采石厂的下脚料），加工后的细集料级配良好，各项检测指标符合设计及规范要求。

沥青混合料所用矿粉宜原材料为石灰岩等碱性石料，通过研磨等工艺，磨制成粉状而成的矿粉，矿粉应干燥、洁净。矿粉每50 t为一个检验批，进行一次质量检测，具体技术要求如表2。

2.1.3 温拌剂

温拌剂选用湖北安捷路桥技术有限公司生产的AJ-W1沥青温拌剂。它是一种表面活性剂，使用时直接投入沥青中进行搅拌均匀即可[2]。在保证沥青混凝土压实质量的前提下，还可以实现相对较低的拌和、摊铺温度。根据我部的胶结料类型与级配设计，在理想状态下，AJ-W1型沥青温拌剂能降低30～50℃沥青混凝土的正常施工所需的温度。

AJ-W1型沥青温拌剂为棕黄色液体，密度0.9～0.96 g/cm3，黏度（20℃）为520 MPa·s，使用时添加至拌合站的卸油池中，与热沥青一同泵送至沥青储罐后使用机械搅拌至均匀，添加剂量通常为沥青的0.4%～0.5%，约占沥青混合料的0.25‰。

2.1.4 阻燃剂

阻燃剂选用湖北安捷路桥技术有限公司生产的添加型沥青专用阻燃剂，其阻燃效果较好，OI指数一般可达25以上，而普通产品OI指数一般为20 左右（试验方法参考GB/T2406-1993）。掺入后不影响沥青的其他路用性能，在达到阻燃性能的同时不改变沥青的技术性能。抑烟、无毒或无腐蚀气体产生，少粉尘，不造成二次火灾，不会对操作人员造成伤害，对环境无污染。技术指标如表3所示。

2.2 配合比设计

2.2.1 矿料组成设计

材料配合比为10～20 mm集料：5～10 mm集料：3～5 mm集料：机制砂：矿粉=24：40：10：21：5，油石比为5.7%。

2.2.2 沥青混合料的性能评价

经试验检测，加入温拌剂、阻燃剂后，沥青混合料稳定度、强度、渗水系数等各项性能指标参数符合设计及规范要求具体内容见表3。

3施工工艺

3.1 沥青混合料拌和

环保节能型改性剂的投放应采用风送设备，保证每盘混合料所需要的改性剂的用量。胶粉与SBS复合改性沥青应配备快速升温的高温储存罐，沥青泵送配备15 kW的三螺杆泵或高粘度齿轮泵保证沥青的顺利泵送[3]。拌合站选用间歇式搅拌机。掺温拌剂（环保节能型改性剂）的改性沥青混合料各状态下的加热温度如表4所示。

3.2 沥青混合料运输

运输采用40辆15 t以上自卸汽车。装料时，移动汽車，将混合料分别均匀装于车斗前后及中间位置，防止混合料骨料扎堆从而预防或降低混合料出现离析等现象。完成混合料装车以后，要将沥青混凝土及时运输至施工现场，避免长时间放置。摊铺前应对混合料进行检查，对不符合设计及规范要求的混合料禁止进行使用。

3.3 沥青混合料摊铺

沥青混合料摊铺采用两台履带式沥青混凝土摊铺机进行摊铺。两台摊铺机之间相距10 m，分两组进行摊铺作业施工。两台摊铺机摊铺宽度范围内重叠15 cm，并且重叠部分需压路机整体进行压实。通过两侧调整好标高的钢丝线进行路面标高控制，摊铺机传感器放置于钢丝线上。摊铺机摊铺作业速度控制在摊铺3 m/min左右，设置专人处理不合格的摊铺地点，采取人工铲除换填合格填料在压实的措施处理。

3.4 沥青混合料压实

摊铺机摊铺约30 m左右长度后开始碾压。碾压程序及工艺：先稳压—后振压—后静压—最后静压收光。具体碾压组合方式如表6所示。压路机的碾压方向根据路面标高动态调整，按照由低向高的原则进行碾压，逐遍碾压，碾压时压路机错轮一半。严格碾压时间，提高碾压工作效率，确保沥青混凝土在高温下完成初压、复压、终压。

4 温拌阻燃沥青混合料与传统沥青混合料对比分析

4.1 疲劳特性

为了分析沥青混合料的剪切疲劳性能，自制双面剪切专用夹具。取0.3、0.4、0.5三个应力水平，按应力控制加载模式进行试验，根据试验结果，温拌剂有利于提高混合料抗剪切疲劳能力。

4.2 黏度

加入温拌剂后，沥青可以实现在较低的温度下达到高温下的沥青粘度。经过试验检测及现场实际应用，通过合理添加温拌剂和阻燃剂的方式，使沥青拌和、摊铺等温度降低20℃左右。

4.3 水稳定性能

通过进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等试验得知，温拌剂、阻燃剂的添加，对水稳定性有轻微影响，但在规范允许之内，其各项性能完全满足隧道内交通和环境的要求。

5 结语

温拌阻燃沥青混凝土与普通热拌沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能差别不大，但在隧道等通风条件较差的特定施工环境下，有较好的应用前景。适当添加温拌剂、阻燃剂后，能有效降低热拌沥青的拌和及施工温度，節约能源资源，同时可以减少较高温度条件下作业和沥青混凝土生产时产生的浓烟对作业人员健康的影响，实现能约节约、降低排放、保护环境、降低污染目标。

参考文献

[1] 沈扬.对沥青路面施工工艺技术的几点探讨[J].江西建材，2016 （6）：215+221.

[2] 刘鑫.温拌阻燃橡胶复合改性沥青混合料性能及工程应用[J].广东公路交通，2020（46）：29-33.

[3] 李达.阻燃温拌改性剂对沥青混合料路用性能的影响研究[J].筑路机械与施工机械化，2014（4）：84-87.