冷拌沥青如何生产
冷拌沥青是一种在常温或略高于常温条件下进行拌和与施工的沥青混合料,相较于传统的热拌沥青,它在生产能耗、环保性及施工便捷性方面具有显著特点。其生产过程主要包含以下关键步骤:
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原材料准备:
- 骨料(集料): 选用符合级配要求的碎石、机制砂等。骨料需清洁、干燥(含水量需严格控制,通常要求低于3%),无杂质泥土。冷拌沥青对骨料的干燥度要求虽低于热拌沥青,但过高水分会影响乳化沥青破乳和混合料性能。骨料需按设计级配要求进行精确计量。
- 沥青(通常为乳化沥青): 这是冷拌沥青的重点粘结材料。根据工程要求和气候条件,选择合适的乳化沥青类型(快裂型、中裂型或慢裂型)。常用的有阳离子乳化沥青(如CRS,CSS)和阴离子乳化沥青(如SS)。乳化沥青的质量至关重要,其蒸发残留物含量、粘度、筛上剩余量、储存稳定性等指标必须满足规范要求。生产前需对乳化沥青进行测试。
- 添加剂(可选): 为提高早期强度、改善工作性、增加稳定性或延缓破乳时间,可能会添加水泥、石灰、矿粉、特殊的化学添加剂(如液体抗剥落剂)或回收沥青路面材料(RAP)。添加剂的种类和用量需通过配合比设计确定。
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混合拌和:
- 拌和工艺: 冷拌沥青通常在专用的连续式或间歇式拌和楼中生产。生产过程在常温下进行,不需要对骨料进行高温加热(这是区别于热拌的重点)。重点设备是高效的强制搅拌机。
- 投料顺序与拌和: 先将计量好的各级配骨料投入搅拌缸中干拌一定时间(几秒至十几秒),使其初步混合均匀。然后,按设计油石比将精确计量的乳化沥青喷洒加入正在搅拌的骨料中。湿拌时间至关重要(通常30-60秒,具体根据配合比和设备验证),必须确保乳化沥青能均匀地裹覆每一颗骨料表面,形成分布均匀的沥青膜,避免出现花白料或结团。若使用添加剂(如水泥、矿粉),通常在乳化沥青加入前或同时加入干骨料中一起拌和。如使用液体添加剂,则常与乳化沥青一同喷入。
- 温度控制: 拌和温度通常在常温(10°C-40°C)范围内。环境温度和原材料温度对破乳速度有影响,但无需主动加热。
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混合料质量控制:
- 拌和过程中: 操作人员需密切观察混合料的外观状态,检查裹覆均匀性、颜色一致性、有无结团或花白料。
- 取样检测: 按规定频率从运料车或拌和楼出料口取样。关键检测项目包括:
- 裹覆情况: 目测检查骨料表面的沥青裹覆率是否满足要求。
- 含水量: 测定混合料的含水量,过高会影响压实和性能。
- 马歇尔稳定度与流值(养生后): 将取回的样品在标准条件下(通常是40°C或60°C烘箱)养生一定时间(如24或48小时),模拟破乳和初期强度发展,然后成型马歇尔试件并测试其稳定度和流值,评估混合料的设计性能。
- 劈裂强度(养生后): 同样在养生后测试,评估抗拉强度。
- 拌和均匀性: 通过抽提试验(需使用特殊溶剂和方法,避免破坏乳化沥青)检测沥青含量及矿料级配是否符合设计要求。
- 储存稳定性(如需要储存): 若混合料需要短期储存,需测试其储存稳定性。
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储存与运输:
- 短期储存(非必需): 冷拌沥青混合料理论上可以短期储存(几小时至几天),但并非所有类型都适合。储存时需堆放在干净、坚实的地面上,做好覆盖防止水分蒸发或雨水侵入。储存期过长可能导致离析、破乳不完全或结块。储存稳定性是重要的设计考虑因素。
- 运输: 通常使用自卸卡车运输。运输过程中应覆盖篷布,减少水分损失和污染。应尽量减少运输距离和时间,尽快运至施工现场摊铺压实,以保证较佳施工状态。
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应用(简要提及,非生产重点但关联):
- 运抵现场后,混合料被摊铺到准备好的基层上。
- 压实: 压实是冷拌沥青形成强度的关键步骤。初始压实(初压)通常在乳化沥青刚开始破乳时进行,后续复压和终压则随着水分蒸发和粘结力增强逐步完成。根据混合料类型(厂拌冷再生、坑槽修补料、基层混合料等)选择合适的压路机类型(钢轮、胶轮)和碾压工艺(遍数、速度)。充分的压实对较终路用性能至关重要。
- 养生: 压实完成后,混合料需要一段养生时间(数小时至数天,取决于气候、混合料类型和交通开放要求),让水分进一步蒸发,乳化沥青完全破乳,粘结料固化,强度逐步增长至设计水平后方可开放交通。
总结: 冷拌沥青的生产重点在于常温下通过精确计量与高效拌和,使乳化沥青均匀裹覆级配骨料,形成具有良好工作性和初期稳定性的混合料。其过程省去了骨料高温加热步骤,能耗低且环保,关键在于原材料(尤其是乳化沥青)的选择与质量控制、精准的配合比设计、充分的拌和均匀性以及施工步骤的有效压实与充分养生,共同保障较终的路面性能。