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        Superpave高性能瀝青路面施工技術(shù)研究

        2021-03-30 05:40:59陳亞紅
        綠色環(huán)保建材 2021年1期
        關鍵詞:瀝青路面施工

        陳亞紅

        徐州市路興公路工程有限公司

        1 前言

        隨著中國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,瀝青具有優(yōu)良的路用性能和良好的駕駛舒適性,在我國高等級公路中得到廣泛應用。但現(xiàn)在交通網(wǎng)絡越來越密集,公路也呈現(xiàn)出多種發(fā)展趨勢,特別是重載車輛和超載車輛的增多,導致普通瀝青路面在通車年限內(nèi)出現(xiàn)早期病害,如車轍、坑槽、路面開裂等,通過對瀝青路面高溫穩(wěn)定性差、總分不合理、施工不規(guī)范等原因,發(fā)現(xiàn)瀝青層的質(zhì)量不能滿足交通荷載的要求。所以,高性能瀝青路面設計方法具有良好的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和耐熱性,更適合實際情況。自20世紀60年代以來,國內(nèi)外許多學者對瀝青路面進行了大量的研究。但由于瀝青混合料在不同的氣候條件下使用性能不同,需要做大量的工作。本文對瀝青路面施工技術(shù)進行了綜述,結(jié)合工程實踐,對原材料質(zhì)量和施工質(zhì)量控制標準進行了研究,并對實際應用效果進行了檢驗。

        2 高性能瀝青路面施工技術(shù)

        高性能瀝青路面的施工技術(shù)包括三個主要組成部分:瀝青優(yōu)化系統(tǒng);全瀝青實驗室分析系統(tǒng);瀝青混凝土性能預測系統(tǒng)。可以確定瀝青系統(tǒng)。目前的路用性能預測系統(tǒng)由實驗室試驗平臺、計算機模擬軟件和包括氣候條件、自然環(huán)境和現(xiàn)有道路性能數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)庫組成。到目前為止,瀝青結(jié)合料規(guī)范及配合比設計系統(tǒng)取得了滿意的效果,混合分析方法、性能模型和計算機軟件系統(tǒng)仍有待進一步研究和完善。傳統(tǒng)的瀝青混凝土按馬歇爾法設計,馬歇爾法主要用于粘性、滲透性、延伸率和滲透性的黏附指數(shù)。這些指標不能確定水泥的彈性,不能很好地預測水泥的性能。瀝青水泥的選擇是根據(jù)實際的能源需求,即瀝青結(jié)合料必須在公路所處的最高和最低設計溫度下達到規(guī)定的性能指標。詳細介紹了瀝青混凝土材料的選擇,包括瀝青和集料的試驗方法和指標,混合料的設計指標和試驗方法。

        3 高性能瀝青混合料性能

        (1)瀝青混合料的高性能瀝青路面為“s”型。復合骨料含量越高,復合骨料的內(nèi)摩擦角越大。粗集料和細集料比傳統(tǒng)的aci非晶態(tài)高,且混合料更容易在聚合之間形成層間結(jié)構(gòu)。壓路機的大部分軋制功是用來克服內(nèi)摩擦阻力,只有小部分的附著力被用來克服黏結(jié)劑。同時,由于粗集料冷卻快,碾壓時間不夠,難以稠化。瀝青混合料的出料溫度、碾壓溫度和有效壓實度是必須提高的,達到理想密度。

        (2)粗粒瀝青混合料的特點是設計級配中間集料較大,這顯然是由于混合料的摻和和擠出性能優(yōu)于相同粒徑的AC-i結(jié)構(gòu),其高溫穩(wěn)定性也優(yōu)于ac-i結(jié)構(gòu)。

        4 黏合劑和聚合物規(guī)范

        4.1 膠凝材料

        與現(xiàn)行的瀝青粒徑和黏度規(guī)范相比,膠凝材料規(guī)范具有以下重要特點:施工和使用過程中瀝青的老化是綜合考慮的。黏彈性瀝青指數(shù)變?yōu)閯討B(tài)測量。測試性能標準,確定指標而試驗溫度是可變的,它適用于未改性瀝青和改性瀝青。目前,我國許多地區(qū)在進口瀝青指標中加入了瀝青黏度指標,保證了瀝青路面具有良好的高溫性能。

        4.2 超細骨料

        混合料的設計方法主要從兩個方面考慮骨料特性:共同特性和料源特性。材料的共同特性包括粗集料角、細集料角、細顆粒質(zhì)量和黏土質(zhì)量;材料來源包括總強度、集料穩(wěn)定性、集料穩(wěn)定性、污染物含量等。

        4.3 骨料級配

        混合料體積組成的骨料級配選擇是通過控制點完成的。設為總篩分的控制點,不應超過規(guī)定的間隔,控制點應為標稱最大篩分,平均篩分(2.36mm)與最大篩分(0.75mm)不同。限制區(qū)的目的是限制砂量,位于中間篩網(wǎng)的最大密度臺階和0.3mm 篩布上。因此將駝峰分選是一種混砂類型或?qū)纳翱偭?。細砂顆粒太多,級配類型在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)壓實問題,在使用過程中存在耐久性不足的變形性。中國幅員遼闊,氣候和交通條件各不相同。如何根據(jù)當?shù)貧夂蚝偷缆返燃夁M行調(diào)整,特別是工程批次調(diào)整。

        5 高性能瀝青路面施工工藝

        5.1 施工前

        施工前對進場材料進行分批抽檢,確保質(zhì)量符合要求,并對施工機械進行全面檢查和維護,特別是拌和室等重要工具,攤鋪機和壓路機。施工前使用高性能瀝青混合料時,應清理路面下部的持力層,清除表面雜草、碎石等雜物。上、中、下三層應妥善處理。施工前應噴透水層。中間應黏附油擴散層。注意底層灑酒均勻,防止灑布時漏灑或溢出。

        5.2 拌和

        高質(zhì)量瀝青混合料的混合料不同于普通瀝青混合料,混合料溫度和壓縮溫度由瀝青混合料的粘溫曲線決定。瀝青混合料通常為間歇式和連續(xù)式。連續(xù)攪拌系統(tǒng)還包括長滾筒和雙滾筒,無論采用何種類型的攪拌設備,都具有收集干燥、礦粉和瀝青加藥、攪拌和粉塵處理等功能。如果攪拌機運轉(zhuǎn),工作人員必須隨時打印并記錄料倉的數(shù)量,以確保集料和瀝青混合料的拌和溫度與標準值不發(fā)生變化。此外,最終產(chǎn)品混合均勻,無白料、無離析、無涂層。

        5.3 運輸

        高性能材料和普通瀝青混合料的材料基本上是相同。為了瀝青混合料在運輸過程中的保溫、防水板也不宜使用。車內(nèi)應涂上油水混合料,使橡膠混合料向負荷方向移動,以避免骨料過多堆積。如果塌方過大,說明混合料級配或瀝青含量有問題,應及時檢查。車輛連續(xù)正常運行,不得出現(xiàn)因車輛不足而停車等重大現(xiàn)象。運輸前,瀝青混合料的溫度過高。到達現(xiàn)場后需要等到瀝青混合料溫度降低。

        運輸控制需要做以下工作:(1)盡量使用大噸位車輛,因為大噸位車輛運輸方便,所以運輸至少需要15輛車。特別是長途運輸時,小噸位車輛不允許在低溫下使用。運輸車貨艙內(nèi)的混合料必須覆蓋保溫層,運至現(xiàn)場冷卻,溫度不超過5攝氏度;(2)翻斗車的數(shù)量應滿足連續(xù)補料的要求,且不得在攪拌站停留。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和距離,一般需要20~40 輛車。(3)攪拌車不得將污染的車廂挪作他用。底板及兩側(cè)應嚴密、干凈、光滑。地面和周圍墻壁上的車廂前應使用日常運輸材料土/水混合物(柴油:水=1:3)。防止混合物粘在底板上。(4)施工前對所有司機進行培訓,加強對車輛的維護保養(yǎng),防止車輛在運輸過程中發(fā)生故障。(5)裝車順序應按車廂前、中、后的順序進行,避免混合料離析;避免制動力使混合料分離;車輛運輸后應在攤鋪機前10-30 厘米處停車,應將其懸掛在中間位置,并從攤鋪機上向前推進,以確保人行道的穩(wěn)定性。

        5.4 攤鋪

        攤鋪前應定期檢查攤鋪機,確保路面是光滑的。路面施工前,先準備2~3 塊10cm~20cm 寬的矩形優(yōu)質(zhì)木板。板材的長度稍長,以車間所有人員停止鋪料時的松散度系數(shù)為準,板材放在上面,并正確測量和緩沖木材的厚度。攤鋪機配備專用加熱設備,對水平縫和板進行預熱,確保接縫處于良好狀態(tài)。

        高性能瀝青混合料的路用溫度是以瀝青強度等級為基礎的,通過試驗分析確定了溫度和路面厚度等條件。攤鋪前應先清理路面,表面清理干凈后,即可進行高性能瀝青混合料的攤鋪工作。施工時對鋪路材料進行預熱,并均勻地涂上鐵板,以避免黏附到顆粒材料油水混合物上。根據(jù)瀝青混合料的種類、攤鋪厚度、攤鋪速度等參數(shù)調(diào)整熱板振幅和振動頻率,保證攤鋪質(zhì)量。攤鋪機攤鋪速度必須調(diào)整在2m/min~3m/min,攤鋪速度不得改變或停止。瀝青混合料中粗、細集料含量相對較小,易分離。因此,應保證攤鋪層高度大于2/3 的螺桿,以保證輸送給料機的旋轉(zhuǎn),減少攤鋪機全寬的離析現(xiàn)象。

        攤鋪控制應注意以下幾個方面:(1)混合料的攤鋪速度應與攪拌機的進料速度一致,攤鋪應保持恒定速度,不宜過快,控制在2m/min以上,中途不得停車。(2)路面厚度為設計厚度,乘以壓力試驗確定的路面系數(shù),瀝青混合料的自由系數(shù)一般為1.15~1.30,取細粒排水系數(shù)的上限和自由系數(shù)的下限。(3)瀝青混合料的鋪貼溫度應根據(jù)瀝青和黏結(jié)工藝選擇,并應選擇鋪筑石料的涂層、溫度和厚度。如果溫度低于10 攝氏度,則不得混合熱瀝青。(4)攤鋪機器必須配備全自動控制板。一個或兩個走道必須配備傳感器,通過外部參考線的縱向距離接觸整個板,并能自動傳輸信號,傾斜控制器應能夠?qū)⒄麄€平臺的坡度保持在0.1%以內(nèi)。(5)攤鋪機器應配備兩個長度大于16m 的自動找平裝置,該裝置必須牢固地安裝攤鋪機兩側(cè)。全板控制的傳感器組合,在貼片檢查水平面后,必須使用傳感器組合控制路面的厚度和水平,及時調(diào)整。

        5.5 壓實

        (1)高性能瀝青混合料攤鋪后應立即壓實。

        (2)混合物必須集中在三個階段:起始壓力、組合壓力和最終壓力。應遵循以下5 km/h 的步進輥均勻速度。第一個10t 鋼輪壓路機后應立即進行初壓,組合壓后應立即進行初壓,并對16-25噸的壓路機進行碾壓,最終壓力由更寬的鋼輥軋制。根據(jù)試驗段的不同,確定了壓路機的運行次數(shù)和組合方式。

        (3)現(xiàn)場混合料的壓實度不得小于實測最大理論密度的93%,且不得超過97%,孔隙率應在3%~7%之間。密度通過鉆孔和巖芯密度測量獲得。基于軋制溫度和軋制工藝,軋制結(jié)束溫度不低于90℃。

        (4)為了防止混合料粘在車輪上,可以均勻地給鋼輪表面澆水,以保持車輪濕潤。與少量洗滌劑或其他絕緣劑混合的水不得添加柴油或機油。

        (5)為了避免過量使用,混合物的溫度突然下降。靜液壓壓路機的應用是相鄰帶的重疊輪寬15cm,在振動的情況下,相鄰帶的重疊寬度為15cm~20cm,正常的輪寬不超過20cm。攤鋪機上驅(qū)動攪拌裝置,它必須減速才能緩慢前進。

        5.6 接縫

        (1)縱向連接的兩塊鋪路應采用熱接縫,即建筑物不得使用寬度為10cm~20cm 的混合部分進行碾壓,必須將其作為縱向平面,然后對整個接縫進行碾壓,為便于追蹤接頭,上下縱向接頭應錯開1cm以上。

        (2)切割時間必須在混合物冷卻和定型之前完成。原始補片必須切割成垂直焊接面,必須使用熱瀝青,然后壓路機和壓路機應水平放置在壓實的表面上,然后將15cm~20cm 轉(zhuǎn)移到新層的每層上,改變縱向滾動。如采用碾壓方法,橫縫應光滑、牢固。

        (3)特別要注意橫縫的平整度,用3mm尺測量確認橫縫的平整度。施工縫和結(jié)構(gòu)兩端的接縫必須小心操作并保持緊密。

        7 結(jié)束語

        隨著道路的不斷完善,對瀝青涂料的質(zhì)量提出了更高的要求。技術(shù)使材料具有較好的抗車轍變形、疲勞性能和抗水損害能力,能夠達到預期的高性能瀝青路面效果。采用上述施工工藝鋪筑的高性能瀝青涂料位于瀝青層以下。與傳統(tǒng)瀝青混凝土相比,瀝青混合料的均勻性更好,瀝青混合料更容易混合和擠出,骨架結(jié)構(gòu)良好。。

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