瀝青廠拌再生技術(shù)已經(jīng)成為公路行業(yè)研究的熱點,一方面對于原有瀝青路面銑刨料能夠再生利用,降低能耗,利于環(huán)保,另一方面能夠保證同樣路用性能的條件下,施工控制方便,降低施工成本。對于廠拌瀝青再生技術(shù)在江蘇省的應(yīng)用,由于江蘇省的重載和交通渠化特點,瀝青路面破壞最明顯主要為車轍變形與應(yīng)力破壞。而美國SHRP研究成果superpave技術(shù),由于粗集料顆粒之間互有良好的嵌擠作用,因此具有非常好的抵抗荷載變形的能力,廠拌再生和superpave技術(shù)的結(jié)合符合江蘇省瀝青路面的實際情況。本文以sup20瀝青廠拌再生為例,通過相關(guān)配合比設(shè)計與施工注意的一些事項,以期對再生Sup20瀝青混合料在江蘇省的運用具有借鑒意義。
江蘇省S237省道高郵段工程,起自寶應(yīng)、高郵交界處的子嬰河,開始平行于京滬高速公路向南布線,至江都境內(nèi)。工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為雙向四車道一級公路,設(shè)計車速100km/h,路面面層寬11.25×2m,橫坡為2.0%。路面結(jié)構(gòu)層次為:1cm瀝青下封層+6cm中粒式瀝青混凝土SUP20下面層+4cmSUP13混凝土上面層。本次瀝青廠拌再生Sup20瀝青混合料的施工的樁號為:K127+760-K131+500左幅和K127+290-K131+500右幅。
本次瀝青采用金陵石化70#重交通瀝青,瀝青的各項技術(shù)性能指標(biāo)滿足要求。集料采用鎮(zhèn)江茅迪石灰?guī)r堿性石料,并選用立方體顆粒的碎石。粗集料的針片狀指標(biāo)不大于10%,含泥量指標(biāo)小于1%,細(xì)集料砂當(dāng)量為74.5%,均滿足要求。礦粉為鎮(zhèn)江高資礦粉礦粉,該礦粉干燥,潔凈,其0.075mm篩孔的通過量達(dá)到了80%以上,各項指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。
對舊料進(jìn)行抽提試驗,提取舊瀝青與新瀝青混合后進(jìn)行瀝青膠結(jié)料的試驗,按舊瀝青混合料和新鮮集料的比例分別為20∶80,25∶75和30∶70 換算成舊瀝青:新鮮瀝青分別為 21.4∶78.6,26.8∶73.2,32.1∶67.8,進(jìn)行瀝青膠結(jié)料的三大指標(biāo)試驗,試驗結(jié)果見表2-1。
表2-1 瀝青膠結(jié)料試驗結(jié)果
從表2-1 可看出,舊瀝青:新瀝青為21.4∶78.6、26.8∶73.2 時的瀝青三大指標(biāo)均滿足要求。綜合考慮瀝青膠結(jié)料試驗結(jié)果和經(jīng)濟性,確定選用舊瀝青混合料:新鮮集料=25∶75摻配比例進(jìn)行混合料配合比設(shè)計。
依據(jù)Superpave設(shè)計的一般方法,在選擇設(shè)計集料結(jié)構(gòu)時,首先調(diào)試、選出粗、中、細(xì)三個級配,根據(jù)集料的性質(zhì)(密度和吸水率)計算出三個級配的初始用油量。然后用初始用油量成型試件,根據(jù)試驗結(jié)果,計算出這三個級配的瀝青混合料在空隙率為4%時所需的瀝青用量及相應(yīng)的瀝青混合料其他體積性質(zhì),礦料間隙率(VMA)、飽和度(VFA)、礦粉與有效瀝青之比(F/A)等。通過試驗和分析,選定級配2為設(shè)計級配,配合比為 0~30mm 舊料:1#:2#:3#:4#:礦粉 =25.0%:21.0%:24.0%:12%:17.0%:1.0%,新加瀝青用量為 3.08%。其對應(yīng)的混合料體積指標(biāo)見表2-2。
表2-2 混合料體積性質(zhì)表
(1)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性。從馬歇爾試驗結(jié)果和車轍試驗結(jié)果來看,混合料的穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于規(guī)范的要求,這可以說明廠拌再生sup20瀝青混合料具有良好的高溫性能。(2)瀝青混合料抗水損害性。從浸水馬歇爾試驗結(jié)果和凍融劈裂試驗結(jié)果來看,廠拌再生sup20混合料可滿足年降雨量大于1000mm地區(qū)的水穩(wěn)定性要求。
表3-1 車轍試驗結(jié)果匯總表
表3-2 浸水馬歇爾試驗結(jié)果
表3-3 凍融劈裂試驗結(jié)果
廠拌再生sup20瀝青混合料施工順序基本和傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土相似,主要重點是加強碾壓組合。在本標(biāo)段施工中嚴(yán)格按照規(guī)范的要求進(jìn)行施工,在施工中主要需要注意了以下幾點:
(1)瀝青混合料的拌制。集料的加熱溫度為170℃,瀝青的加熱溫度為160℃,瀝青混合料出廠溫度控制在145-165℃。瀝青混合料的拌和時間的確定,必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料,并以瀝青混合料拌和均勻為度??偘韬蜁r間為55S,其中干拌5S,濕拌時間為28S。拌和樓熱料倉各種料計量準(zhǔn)確,生產(chǎn)過程全部采用計算機控制,能逐盤打印瀝青混合料的生產(chǎn)情況。(2)瀝青混合料的運輸。瀝青混合料運輸車的運量較拌和能力和攤鋪速度有所富余,攤鋪機前方有兩輛運料車等候卸料;運料車有蓬布覆蓋設(shè)施,能夠做到保溫和避免污染環(huán)境,在運輸過程中嚴(yán)禁油漬和混合料撒落,做到文明施工;連續(xù)攤鋪過程中,運料車在攤鋪機前10-30cm處停住,沒有撞擊攤鋪機。卸料過程中運料車掛空擋,靠攤鋪機推動前進(jìn)。(3)瀝青混合料的攤鋪。瀝青混合料到場溫度不低于145℃。攤鋪前將熨平板預(yù)熱至120℃。攤鋪機熨平板拼接緊密,不存有縫隙,防止卡入粒料將鋪面拉出條痕。攤鋪采用兩臺攤鋪機進(jìn)行梯隊作業(yè),通過走鋼絲找平方式來控制路面厚度及平整度,松鋪系數(shù)初步采用經(jīng)驗值1.2來控制。兩臺攤鋪寬度分別為5.25m、6.0m,夯錘震級均為4.5級,攤鋪機的攤鋪速度按2m/min進(jìn)行試鋪,攤鋪機緩慢、均勻、不間斷地攤鋪;機械攤鋪的混合料未壓實前,施工人員不得進(jìn)入踩踏。(4)瀝青混合料的壓實成型。2臺鋼輪壓路機前靜后振各2遍+1臺XP302膠輪壓路機和1臺XP301膠輪壓路機靜壓共8遍+1臺鋼輪壓路機靜壓2遍,松鋪系數(shù)為1.2。為保證壓實度和平整度,初壓要在混合料不產(chǎn)生推移、開裂等情況下盡量在攤鋪后較高溫度下進(jìn)行。碾壓段的長度以控制在30米內(nèi),初壓嚴(yán)禁使用輪胎壓路機,以確保面層橫向平整度。瀝青混合料在裝料過程中能移動以減少瀝青混合料離析,做到高溫緊跟碾壓,碾壓過程中未出現(xiàn)混合料推移現(xiàn)象。
(1)本次廠拌再生sup20瀝青混合料最終確定的配合比為:0~30mm 舊料:1#:2#:3#:4#:礦 粉 =25.0%:21.0%:24.0%:12%:17.0%:1.0%。瀝青用量為 4.2%(新鮮瀝青用量為 3.08%),通過旋轉(zhuǎn)壓實和馬歇爾試驗驗證,其空隙率、VMA、VFA(飽和度)等均能滿足要求;通過車轍試驗得到其動穩(wěn)定度滿足要求;由浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗知,該級配抗水害性能滿足要求。(2)瀝青混合料出料溫度控制在145-165℃,瀝青混合料攤鋪機攤鋪速度為2m/min,碾壓組合采用方案:2臺鋼輪壓路機前靜后振各2遍+1臺XP302膠輪壓路機和1臺XP301膠輪壓路機靜壓共8遍+1臺鋼輪壓路機靜壓2遍,松鋪系數(shù)為1.2。(3)從本文的試驗結(jié)果來看,廠拌再生sup20瀝青混合料是值得推廣的一種新材料。
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