論文導讀:隨著社會交通量的增長、車輛軸重的不斷增加,對路面的施工質量要求越來越高,采用改性瀝青是當前國內外解決路面抗滑和耐久性的一項重要技術措施,從而使路面結構不斷發展完善,由原來單一的AC結系列構逐步發展到多元化路面結構,現今逐步采用高性能SBS改性瀝青,同時外摻聚酯纖維及消石灰,綜合提高路面的高溫穩定性及抗水損害性能,達到延長路面的使用壽命的目的。我公司在江蘇省鹽通高速公路、徐州繞城高速公路、山西晉濟高速等高等級瀝青路面的施工過程中,經過探索和研究,使得外產聚酯纖維及消石灰SBS改性瀝青混凝土得到很好的應用效果,取得了較好的經濟效益和社會效益,并取得了一定的經驗。添加聚酯纖維與消石灰以后,拌和過程中拌和周期一般為60-75S,較正常延長10-15s。外摻聚酯纖維及消石灰改性瀝青混凝土的以其良好的抗老化性、抗滲性,抗車轍能力被廣泛應用于高等級道路的瀝青路面層,我們在應用中取得的技術經驗將給高等級公路施工提供良好的參考。
關鍵詞:外摻,聚酯纖維,消石灰,改性瀝青,混凝土,應用
0.前言
隨著社會交通量的增長、車輛軸重的不斷增加,對路面的施工質量要求越來越高,采用改性瀝青是當前國內外解決路面抗滑和耐久性的一項重要技術措施,從而使路面結構不斷發展完善,由原來單一的AC結系列構逐步發展到多元化路面結構,現今逐步采用高性能SBS改性瀝青,同時外摻聚酯纖維及消石灰,綜合提高路面的高溫穩定性及抗水損害性能,達到延長路面的使用壽命的目的。我公司在江蘇省鹽通高速公路、徐州繞城高速公路、山西晉濟高速等高等級瀝青路面的施工過程中,經過探索和研究,使得外產聚酯纖維及消石灰SBS改性瀝青混凝土得到很好的應用效果,取得了較好的經濟效益和社會效益,并取得了一定的經驗。掌握了關鍵技術:選材、設計、拌和、運輸、攤鋪、碾壓的技術要點。
1.材料的選擇
1.1碎石的質量控制:優質的集料是高性能的瀝青混合料的重要組成部分,直接影響著瀝青混合料的物理力學性能以及路面攤鋪效果。首先調整原材料級配范圍,其次是提高原材料級配的穩定性、均勻性。采用推薦的級配范圍,比規范要求更為嚴格。
表1 單粒級集料級配范圍表:(以AC-25為例說明)
材料 名稱 | 篩 孔 尺 寸(mm) | ||||||||||||
26.5 | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 | ||
通 過 百 分 率(%) | |||||||||||||
1#料設計級配 | 100 | 75.4 | 25.0 | 4.2 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
1#料實際級配 | 100 | 60-80 | 18-32 | ||||||||||
1#料建議級配 | 100 | 80-90 | 25-32 | ||||||||||
2#料設計級配 | 100 | 100 | 99.6 | 93.0 | 48.8 | 2.4 | 0.5 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
2#料實際級配 | 90-100 | 40-70 | 0-20 | ||||||||||
2#料建議級配 | 90-100 | 50-65 | 0-10 | ||||||||||
3#料設計級配 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 87.7 | 0.8 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
3#料實際級配 | 100 | 70-90 | 0-8 | ||||||||||
3#料建議級配 | 100 | 80-90 | 0-5 | ||||||||||
4#料設計級配 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 79.3 | 53.5 | 35.3 | 19.6 | 12.8 | 6.0 | |
4#料實際級配 | 62-85 | 4.7-12.1 | |||||||||||
4#料建議級配 | 80-100 | 8-10 | |||||||||||
礦粉設計級配 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 97.0 | 91.0 | |
礦粉實際級配 | 100 | 80-90 | |||||||||||
礦粉建議級配 | 100 | 83-90 | |||||||||||
注:以上級配為長期實踐得出的單粒級級配 |
1#料粒徑為(16.0-31.5mm碎石) 2#料粒徑為(4.75-16.0 mm碎石)
3#料粒徑為(2.36-4.75 mm碎石) 4#料粒徑為(0-2.36 mm碎石)
其余技術指標同規范要求一致。
為提原材料級配的穩定性采取以下措施:
a 、降低原材料堆的有效高度。b 、采用推土機二次混合,保證原材料混合均勻一致。
1.2 SBS改性瀝青、消石灰、聚酯纖維的技術指標符合技術規范要求
優質的原材料是保證路面施工質量的基礎,嚴格選材是本工藝的關鍵控制點之一。
2.瀝青混合料配合比設計
2.1目標配合比設計
采用工程實際使用的材料計算各種材料的用量比例, 合成規定的礦料級配,進行馬歇爾試驗,確定最佳瀝青用量。免費論文參考網。
設計采用SUPARPER設計體系使路面級配具有良好的嵌擠結構,保證路面的高溫穩定性,我們經過長期的摸索在規范規定的設計方法上,重點控制關鍵篩孔的通過率。在原規范的基礎上增加了以下步驟:
2.1.1確定級配關鍵篩孔:
我們確定的關鍵控制篩孔,采用0.618理論與美國Superpave25設計集料級配控制關鍵篩孔19.0mm 、2.36mm.0.075mm是一致的。
如:分析確定AC-25S的關鍵篩孔,利用貝雷設計的原理確定關鍵篩孔:
26.5*0.221=5.86mm 確定為4.75mm篩孔為粗細分界線,31.5*0.618=19.5 確定為19.0mm篩孔為粗細美學分界線,是影響路面均勻的關鍵篩孔。
(13.2-4.75 )/(26.5-4.75)=8.45/21.75=0.3881-0.388=0.612
確定為13.2mm為施工穩定性關鍵篩孔。2.36mm、0.075mm篩孔為混合料力學性能分界線。
2.1.2控制關鍵篩孔的通過率,運用黃金分割率提高瀝青混合料的均勻性。
2.2生產配合比設計
按目標配合比調整各熱料倉的進料比例,取目標配合比設計的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量±0.3 %等三個瀝青用量進行馬歇爾試驗,確定生產配合比的最佳瀝青用量。
3. 混合料的拌和
3.1檢查燃油質量。
檢查拌和機的燃燒系統,是否充分,避免影響混合料的產量、和對集料粘附性較差現象產生。燃油質量較差燃燒不充分,燃料油粘附在滾筒壁上,石料在滾筒中經過加熱時,表面粘附一層油膜,瀝青與骨料粘附性差 ,料車升斗時粗細顆粒發生離析(與原材料造成瀝青混合料離析極其相似,不宜區別。),造成路面級配離析。
3.2確定拌和機振動篩,采用專用的方孔篩篩分原材料以后。確定拌和機的振動篩,主要解決拌和樓的供料平衡難題。
3.3拌和人員將實驗室給定的生產配合比輸入微機,啟動拌合樓燃燒系統,加熱骨料,調整引風壓力,控制火焰溫度,再啟動冷速系統,骨料溫度達到180-195℃之間,把各種規格材料放入拌缸中拌合。同時添加聚酯纖維,先干拌5S,,濕拌時間為40-45S。卸料延時集合時間為3S。添加聚酯纖維與消石灰以后,拌和過程中拌和周期一般為60-75S,較正常延長10-15s。
3.4技術控制指標:
出廠溫度:嚴格掌握瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。集料溫度比瀝青高10-15℃,熱混合料成品在貯料倉儲存后,其溫度不低于165℃。瀝青混合料的施工溫度控制范圍見表
表2 瀝青混合料的施工溫度表
瀝青加熱溫度 | 165-175℃ | |
礦料溫度 | 180-195℃ | |
混合料出廠溫度 | 正常范圍180-185℃,超過195℃者廢棄 | |
混合料運輸到現場溫度 | 不低于175℃ | |
攤鋪溫度 | 不低于170℃ | |
初壓溫度 | 不低于165℃ | |
復壓溫度 | 不低于140℃ | |
碾壓終了溫度 | 鋼輪壓路機 | 不低于110℃ |
運輸工藝按照規范執行。
4.瀝青混合料的攤鋪
4.1攤鋪機就位.采用兩攤攤鋪機聯合攤鋪, 采用無接觸自動找平控制裝置,(不準采用懸浮基準梁自動找平裝置)。
4.2攤鋪機熨平板預熱。預熱溫度應達到120℃以上,效果良好。
4.3鋪設墊板。用木材制成厚度為路面虛鋪厚度,誤差±1mm,規格為20cm×50cm數塊。
4.4攤鋪機受料。在攤鋪過程中,運輸車在攤鋪機前10-30cm處停住,不得撞擊攤鋪機,更不得偏撞。卸料過程中運料車掛空擋,靠攤鋪機推動前進,分多次起斗卸料的方式給攤鋪機卸料,保證攤鋪機受載均勻,攤鋪穩定。
4.5調整攤鋪機的螺旋布料器的狀態。在攤鋪過程中,攤鋪機的螺旋喂料器調整到最佳狀態,使混合料的高度在螺旋的2/3附近。并保證在攤鋪寬度斷面上不發生離析。特別注意,螺旋喂料器不得空轉。熨平板工作角一經選定,攤鋪過程中不要隨意調整厚度控制桿。
4.6攤鋪機攤鋪時必須緩慢、均勻、連續不間斷的工作。攤鋪速度一般為2/min。
4.7在施工過程中應至少三、四輛車等待卸料,已形成不間斷的供料車流。
5.瀝青混合料的碾壓(關鍵工序)
5.1碾壓前準備工作:
檢查設備是否正常,其后在清洗壓路機表面的污漬,整齊的停放在攤鋪機后邊等待碾壓。
5.2路面碾壓內容:
碾壓組合:采用雙鋼輪振動壓路機和較大噸位膠輪壓路機相組合。組合方式和碾壓遍數見下表:
表3 壓路機組合與碾壓遍數表
碾壓類型 | 機械類型 | 碾壓遍數 | 備 注 |
初壓 | 雙鋼輪壓路機 | 3 | 振壓2遍 |
復壓 | 膠輪壓路機30T 膠輪壓路機26T 膠輪壓路機20T | 6 | 碾壓2遍 碾壓2遍 碾壓2遍 |
終壓 | 雙鋼輪壓路機 | 2 | 靜壓2遍 |
初壓: 三臺鋼輪壓路機同時從兩邊、中縫開始碾壓。碾壓寬度為全幅的1/3。碾壓初壓溫度不低于165ºC,雙鋼路振動壓路機選用高頻低幅,前進開密振,后退是消振。碾壓兩遍,行駛速度2-4km/h,行駛速度均勻一致。免費論文參考網。
復壓:膠輪壓路機1/2幅寬碾壓,26、30t壓路機 首先碾壓2遍。20噸壓路機在碾壓2遍。免費論文參考網。
終壓: 最后DD110全幅碾壓2遍。
碾壓時要遵循“間跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。
5.3碾壓溫度的控制,保持碾壓溫度是保證瀝青路面施工質量的關鍵。在施工的過程中有數字式溫度計在攤鋪層表層測量溫度.發現溫度稍低時,可及時的將重型壓路機提到前面碾壓.每天記錄的初壓溫度與路面取芯的壓實度對比,隨時適當的調整溫度參數。
其溫度控制如下:
表4碾壓溫度控制表
溫度類別 | 規定值(℃) | 實際值(℃) | 備注 |
初壓溫度 | ≥150 | 160-175 | 攤鋪層內部 |
復壓溫度 | ≥130 | 140-150 | 碾壓層內部 |
終了溫度 | ≥120 | 120-130 | 碾壓層內部 |
由于外摻聚酯纖維及消石灰以后,瀝青混合料的粘度增大。緊跟碾壓時造成壓路機碾輪現象比較嚴重,初壓時壓路機離攤鋪機3-5m為宜,同時涂抹隔離劑必須及時。
6.結束語
外摻聚酯纖維及消石灰改性瀝青混凝土的以其良好的抗老化性、抗滲性,抗車轍能力被廣泛應用于高等級道路的瀝青路面層,我們在應用中取得的技術經驗將給高等級公路施工提供良好的參考。
參考文獻:
[1] JTG F40-2004.公路瀝青路面施工技術規范.
[2] JTJ F80/1-2004.公路工程質量檢驗評定標準 (土建).