高原高寒环境下温拌沥青混凝土施工性能优化研究
0 引言
我国高原高寒地区国土面积占比超25%,在该区域低氧、昼夜温差大、强紫外线及冬季严寒的特殊环境下的沥青路面施工中,传统热拌沥青混合料易因低气压导致燃料燃烧效率下降,混合料运输与摊铺过程温度损失速率加快,常出现到场温度不足、压实困难等问题[1-2]。
基于此,本研究以新疆G219国道喀什段修复养护工程为实践依托,采用110号SBR改性沥青与TT-WG型温拌剂构建复合改性体系,通过室内试验设计温拌剂掺量梯度与施工温度区间,结合正交试验优化工艺参数,同步开展现场施工验证,探究适配高原高寒环境的温拌沥青混凝土施工技术。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料性能
课题采用110号SBR改性沥青,符合JT/T1540-2025《低温改性沥青》标准,25℃、100g、5s针入度108×0.1mm,软化点52℃,5℃延度35cm,25℃弹性恢复率78%;选用浙江天铁科技TT-WG型温拌剂,含多种成分,性能满足JTGF40-2017要求。集料为当地石灰岩,矿粉为石灰岩磨细制成,均符合规范。
1.2 试验设备与环境模拟
室内试验用高低温环境箱模拟高原高寒环境,设备温度控制范围-40~80℃、精度±1℃,低气压借真空装置实现且气压值60kPa对应4 500m海拔,还搭配沥青混合料拌和机、伺服式材料试验机及动稳定度仪;现场施工选用4000型沥青拌合楼、ABG8820摊铺机、戴纳派克双钢轮压路机及XP303K胶轮压路机[3]。
1.3 试验设计
课题开展试验设计与性能评价指标确定工作:设置2%、4%、6%、8%、10%(以沥青质量计)的温拌剂掺量梯度,以未掺温拌剂的110号SBR改性沥青混合料为空白对照组,每组3个平行试件,通过体积指标与路用性能测试筛最优掺量;结合高原施工温度损失规律设100~150℃施工温度区间,对比传统热拌组;以温拌剂掺量、初压温度、碾压遍数为正交因素(各3水平),用L9(33)正交表优化工艺参数。依JTGE20-2011确定含体积、高低温及水稳定性、施工性能的评价体系,全面覆盖关键参数[4]。
2 试验结果与分析
2.1 高原高寒环境对施工性能的影响规律
课题通过控制碾压遍数变量,系统探究不同温拌剂掺量对高原环境下沥青混合料压实性能的作用规律[5],测试结果如表1所示。
我国高原高寒地区国土面积占比超25%,在该区域低氧、昼夜温差大、强紫外线及冬季严寒的特殊环境下的沥青路面施工中,传统热拌沥青混合料易因低气压导致燃料燃烧效率下降,混合料运输与摊铺过程温度损失速率加快,常出现到场温度不足、压实困难等问题[1-2]。
基于此,本研究以新疆G219国道喀什段修复养护工程为实践依托,采用110号SBR改性沥青与TT-WG型温拌剂构建复合改性体系,通过室内试验设计温拌剂掺量梯度与施工温度区间,结合正交试验优化工艺参数,同步开展现场施工验证,探究适配高原高寒环境的温拌沥青混凝土施工技术。
1 原材料与试验方法
1.1 原材料性能
课题采用110号SBR改性沥青,符合JT/T1540-2025《低温改性沥青》标准,25℃、100g、5s针入度108×0.1mm,软化点52℃,5℃延度35cm,25℃弹性恢复率78%;选用浙江天铁科技TT-WG型温拌剂,含多种成分,性能满足JTGF40-2017要求。集料为当地石灰岩,矿粉为石灰岩磨细制成,均符合规范。
1.2 试验设备与环境模拟
室内试验用高低温环境箱模拟高原高寒环境,设备温度控制范围-40~80℃、精度±1℃,低气压借真空装置实现且气压值60kPa对应4 500m海拔,还搭配沥青混合料拌和机、伺服式材料试验机及动稳定度仪;现场施工选用4000型沥青拌合楼、ABG8820摊铺机、戴纳派克双钢轮压路机及XP303K胶轮压路机[3]。
1.3 试验设计
课题开展试验设计与性能评价指标确定工作:设置2%、4%、6%、8%、10%(以沥青质量计)的温拌剂掺量梯度,以未掺温拌剂的110号SBR改性沥青混合料为空白对照组,每组3个平行试件,通过体积指标与路用性能测试筛最优掺量;结合高原施工温度损失规律设100~150℃施工温度区间,对比传统热拌组;以温拌剂掺量、初压温度、碾压遍数为正交因素(各3水平),用L9(33)正交表优化工艺参数。依JTGE20-2011确定含体积、高低温及水稳定性、施工性能的评价体系,全面覆盖关键参数[4]。
2 试验结果与分析
2.1 高原高寒环境对施工性能的影响规律
课题通过控制碾压遍数变量,系统探究不同温拌剂掺量对高原环境下沥青混合料压实性能的作用规律[5],测试结果如表1所示。
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