CN102220736A

CN102220736A - 超薄磨耗层施工工艺

Info

Publication number: CN102220736A
Application number: CN2011100285159A
Authority: CN
Inventors: 薛成; 陈锴
Original assignee: CCCC Second Highway Engineering Co Ltd
Current assignee: CCCC SHEC Dong Meng Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: CN102220736B

Abstract

本发明涉及沥青路面的磨耗层，特别是一种超薄磨耗层沥青混合料路面施工工艺，简称超薄磨耗层施工工艺，它包括以下步骤：1）施工前准备；2）下承层准备；3）验收及病害处理；4）试拌混合料，检测；5）混合料拌和及混合料出场温度检测；6）混合料运输；7）混合料摊铺及摊铺温度检测；8）混合料碾压；9）成型后检测。它是一种简单、施工方便、性能高、抗车辙、抗水雾、抗磨耗、降噪、耐久性强的优良性能的高速公路预防性养护技术沥青混合料施工工艺。

Description

超薄磨耗层施工工艺

技术领域

本发明涉及沥青路面的磨耗层，特别是一种超薄磨耗层沥青混合料路面施工工艺，简称超薄磨耗层施工工艺。

背景技术

为改善路面抗滑、排水、防眩、降噪要求的各类高等级公路路面及预防性养护项目，包括各级新建或改建公路沥青路面表面层；大桥、特大桥沥青混凝土桥面铺装的磨耗层；各类旅游专线或专用道路的沥青路面表面层；城市道路沥青路面的磨耗层、机场及停车区路面磨耗层；各类服务区、跑道和广场水泥混凝土罩面层和水泥混凝土加铺层。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、施工方便、性能高、抗车辙、抗水雾、抗磨耗、降噪、耐久性强的优良性能的高速公路预防性养护技术沥青混合料施工的超薄磨耗层施工工艺。

本发明的技术方案是：设计一种超薄磨耗层施工工艺，它至少包括以下步骤：1)施工前准备；2)下承层准备；3)验收及病害处理；4)试拌混合料，检测；5)混合料拌和及混合料出场温度检测；6)混合料运输；7)混合料摊铺及摊铺温度检测；8)混合料碾压；9)成型后检测。

所述步骤1)施工前准备，包括原材料准备和机械设备；所述的原材料准备，包括粗集料、细集料、聚合物改性沥青粘结料、改性乳化沥青；所述粗集料为粒径大于4.75mm的破碎的玄武岩、辉绿岩或二者的混合料；所述细集料为100％的机制砂破碎加工而成，直径小于4.75mm；所述填料为石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉；所述聚合物改性沥青粘结料和所述改性乳化沥青的规格都必须达到国家规范的标准。

所述步骤2)下承层准备为：施工前彻底处理下承层的质量缺陷，消除质量隐患，切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后采用热拌沥青混合料恢复，对路面裂缝进行清理和灌缝；下承层局部位置有轻微的纵、横向裂缝的，施工前采用人工仔细处理，对下承层出现的裂缝进行开槽，对缝隙内的灰尘和杂物清除再灌缝，之后采用高压风机清扫路面并使路面保持干净。

所述步骤5)混合料拌和及混合料出场温度检测中，混合料采用间歇式沥青拌和机拌制，拌合能力不小于240t/h；温度控制为：①石料加热温度180℃～190℃；②沥青加热温度165℃～175℃；③拌和温度170℃～180℃；④干拌时间为8～10s，然后加入沥青和矿粉，并湿拌40～45s；⑤混合料出场温度为180±5℃。

所述步骤6)混合料运输中，运料车装料时，料车前后移动沥青混合料分三次卸下。

所述步骤7)混合料摊铺及摊铺温度检测中，在摊铺混合料时同时洒布聚合物改性乳化沥青，其温度控制在60～80℃下喷洒，摊铺量为1.00kg/m²；热沥青混合料摊铺温度不低于165℃，在改性乳化沥青喷洒后摊铺，热沥青混合料摊铺在所有改性乳化沥青表面上；摊铺速度不超过2m/min。

所述步骤8)混合料碾压中，碾压初压温度不低于150℃，终压路表温度不低于120℃；对多台摊铺机成梯队联合摊铺而成的纵向接缝，采用斜接缝处理，摊铺时调整两台摊铺机距离在3～5m左右，将纵缝以热接缝形式作跨缝碾压；横向施工缝采用平接缝，摊铺结束末端预埋同路面厚度的钢模板，碾压结束后，取出钢模板，将钢模板外的混合料清理干净；路面表面层横向接缝与中面层横向接缝错开至少1m以上。

超薄磨耗层施工技术是采用专用的摊铺设备将间断级配热拌沥青混合料与乳化沥青相结合的一项技术，它具有抗滑、抗车辙、抗水雾、抗磨耗、降噪的优良性能。该结构充分利用结合热拌料的强度与薄罩面的灵活性，可确保桥面结构层不增加厚度、有效避免路面层间分离和长时间封闭交通等不良状况的前提下，充分发挥薄罩面与碎石封层的优势，起到增强路面耐久性和抗滑作用；超薄磨耗层是使用专用的施工设备一次摊铺成型，厚度为10～25mm，压实后的孔隙率达10～14％，便于排水、降低噪音，在路面建立的一层寿命可达3～5年的预防性养护结构层。

在预防性路面养护施工中采取该结构，不仅具有排水性路面的功效，而且具有抗滑性能、高温稳定性好、抗车辙能力高、噪音低、水雾少、不积水，防眩光等特点，既利于环保，更利于交通安全，符合路面预防性养护技术和桥面使用功能恢复的发展趋向，也可广泛的使用在各级道路和城市广场、跑道及服务社区。

本发明具有较为明显的优势和特点，其特点主要如下：

(1)施工时间短，可在不影响正常交通的情况下实施，也可在短距离交通封闭段落予以施工，大幅减少施工对交通运行的影响。

(2)超薄磨耗层对路面预防性养护起到积极的作用，与面层粘结性强，且具有耐磨、防滑的特性，也起到功能层的作用。

(3)间断级配混合料结构，增大路面的抗滑性，保证路面安全性能，可以降噪并有利于排水。

(4)采取特殊的专用摊铺机实施铺筑，确保超薄层铺筑施工时热乳化沥青同步喷洒，实现一次成型。

(5)超薄磨耗层作为一种先进的预防性养护技术，针对路面的不良状况，满足桥面铺装层不增加厚度的情况下，是桥面铺装层、路面实现抗滑、抗磨耗性能的最合适的解决方案。

(6)超薄磨耗层铺筑采用高粘度改性乳化沥青防水粘层，其确保了沥青路面下承层不渗水，且层间水可以快速排泄的优势。

(7)沥青混合料碾压只采用双钢轮压路机静压，不需要采用胶轮压路机碾压。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的：

图1是超薄磨耗层施工工艺流程图。

具体实施方式

1、超薄磨耗层混合料配合比

(1)特殊结构的生产配比确定

以目标空隙率作为配合比设计主要指标，在此基础上，控制2.36mm筛孔通过率，以±3％相差确定三个级配，并按矿料表面粘附的沥青膜厚度(14

μm)计算沥青用量，然后将成型试件进行马歇尔试验确定空隙率，适当调整集料级配，使空隙率不小于目标空隙率，通过混合料沥青流淌试验(最大沥青用量)和马歇尔试件飞散试验(最少沥青用量)进行沥青用量检验，取流淌试验和飞散试验两者之间适当的沥青用量作为最佳沥青用量。

(2)混合料配合比设计

首先根据设计级配下各档料的组合状况，确定初始沥青用量，可用马歇尔试验仪双面击实50次制作试件，并计算其体积性质，或采用旋转压实仪压实100次成型，然后测试混合料的理论最大相对密度，并采用四种沥青用量在设计压实次数下成型试件，得出各沥青用量下混合料的压实特性和体积特性，确定空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、油膜厚度等指标，并初步得出沥青用量。进行沥青混合料的马歇尔试验、测定空隙率和其它体积指标进行水稳定性试验、流淌试验、飞散试验及冻融劈裂试验，最后进行车辙试验等检验排水性混合料的性能指标，各试验结果满足技术指标要求，最终得出最佳沥青用量，即完成配合比设计。

(3)生产配合比验证

根据热仓矿料的筛分结果和排水性沥青路面混合料的级配要求，进行混合料热仓矿料的含量计算，然后按照确定的矿料级配和最佳沥青用量，进行超薄层沥青混合料的各项路用性能检验，合格后进行生产施工，否则进行热仓配比调整。

本专利确定超薄磨耗层的技术要求为：空隙率不小于10％，矿料间隙率≥18％，沥青饱和度35％～55％，油膜厚度＞9.0μm；进行析漏试验，对胶结料的最佳沥青用量进行检验，满足沥青析漏损失不大于0.1％；进行水稳定性检验，满足冻融劈裂试验，残留强度比大于＞80％。

2、拌和厂场地及进场道路建设

(1)沥青混合料拌和站、堆料场地要进行“硬化”，防止集料受污染。

(2)拌和厂及堆料场地应有一定的坡度，周围应有排水设施，及时排除场地雨水。

(3)有条件时，应搭建防雨棚，其面积应能存放2～3天用料量，特别是细集料应防止雨淋，无条件时，应将细集料进行覆盖。

(4)拌和厂的进场、出场便道也应“硬化”，可采用与拌和厂同样结构，但应经常进行维护，保持道路洁净，防止集料受污染。

3、超薄磨耗层施工工艺的实施，(如图1所示)它包括以下步骤：

1)施工前准备

(1)原材料的准备

①粗集料

所选粗集料应为典型高等级公路路面使用集料，满足我国关于抗滑表层粗集料的使用质量要求标准。直径大于4.75mm的粗集料必须满足表1的各项指标。破碎的玄武岩、辉绿岩或其他类似材料均可作为沥青混合料的粗集料，也可两种或更多不同材料混合使用，必须满足配比要求。粗骨料为4.75mm以上的集料，各项技术指标见表1。

表1粗集料性能指标

②细集料

直径小于4.75mm的细集料必须是机制砂(100％破碎加工而成)，应该洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。性能指标满足表2要求。

表2细集料性能指标

③填料

沥青混合料的填料宜采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净，原材料中的泥土杂质要求除净，其质量满足表3的要求。

表3填料性能指标

注意：表1、2、3所列各项指标是集料选择的目标值，但不应被认为是选择集料的唯一依据，而且集料应该首先满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中对不同集料的技术要求。

④聚合物改性沥青粘结料

改性沥青性能必须满足超薄磨耗层系统整体设计要求，以实现系统的路用性能，同时必须满足表4的要求。

表4超薄磨耗层改性沥青性能指标

⑤改性乳化沥青

改性乳化沥青性能必须满足超薄磨耗层系统整体设计要求，以实现系统的路用性能，同时，必须满足表5的要求。

表5改性乳化沥青性能指标

(2)主要机械设备

主要机械设备见表6。

表6主要机械设备

2)下承层准备，即：下承层(原路面)的处理

超薄磨耗层最厚厚度一般仅有1.5～2.5cm，受车辆轮胎直接作用。它与基层的粘结强度和基层承载力是影响其使用寿命的关键因素，为此，其施工前应彻底处理旧路面的质量缺陷，消除质量隐患。切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后采用热拌沥青混合料恢复，对路面裂缝进行清理和灌缝，确保路面结构完整，承载力满足使用要求。

在超薄磨耗层实施前要保证下承层(原路面)状况较好，局部位置有轻微的纵、横向裂缝，施工前采用人工仔细处理，对原路面出现的裂缝进行开槽，对缝隙内的灰尘和杂物清除再灌缝，之后采用高压风机清扫路面并使路面保持干净，然后开始进入下一道工序。

3)验收及病害处理

4)试拌混合料，检测

5)混合料拌和及混合料出场温度检测

施工前需对拌和机的计量系统进行校准，保证计量的准确对机械传动和传送部分进行检修和润滑，保证生产的稳定和连续对除尘设备进行检修及对需要更换的耗件进行更换；混合料采用间歇式沥青拌和机拌制，拌合能力不小于240t/h，以保证正式生产时有良好的级配，并配备热料储存仓。温度控制为：①石料加热温度180℃～190℃；②沥青加热温度165℃～175℃；③拌和温度170℃～180℃；④干拌时间为8～10s，然后加入沥青和矿粉，并湿拌40～45s；⑤混合料出场温度为180±5℃，混合料应均匀、色泽一致、无结团成块；⑥沥青混合料出厂应由专人检查，如发现温度超过195℃、拌和不匀、离析、花白料等不准出厂，予以报废；⑦沥青混合料拌和应在试验室的严格控制下进行生产，每天取二次试样，每次开机时取样。

6)混合料的运输

①沥青混合料宜采用20t以上自卸车运输，运料车的车厢底部及四壁应涂防粘物，防止混合料粘结厢壁。

②运料车装料时，料车前后移动沥青混合料分三次卸下，减少混合料离析。

③运输车侧箱和厚板采用保温材料包裹，顶部采用棉被，以防止运输过程中温度降低过快。④在摊铺机前至少有3辆以上的运料车等候卸料，卸料时在距摊铺机前20～30cm处空档停

车，不得碰撞摊铺机，铺筑中由摊铺机顶推车辆同步前进，做到均匀、连续不间断的摊铺。

⑤运料车到达施工现场后，应交验运料单，由专人测温收料，合格后由专人指挥卸料。

7)混合料摊铺及摊铺温度检测

①在摊铺混合料时同时洒布聚合物改性乳化沥青，其温度控制在60～80℃下喷洒，喷洒量必须精确计量，摊铺量控制为1.00kg/m2，以保证路面摊铺均匀；特殊情况下针对具体项目，由专业实验室设计喷洒量，并在现场由工程师根据具体路面情况进行调整。

②沥青混合料应视路面宽度，宜采用1台摊铺机半幅全宽摊铺，必要时采取2台摊铺机成梯队前后相隔3～5m，中间重叠10cm。

③为了保证路面的厚度和提高上面层的平整度，采用接触式基准梁进行调平，使摊铺层在总体上做到既保证厚度，又提高平整度。

④热沥青混合料摊铺温度约为不低于165℃，在改性乳化沥青喷洒后摊铺，热沥青混合料摊铺在所有改性乳化沥青表面上。

⑤摊铺速度一般控制不超过2m/min为宜；施工现场应设专人检查温度、厚度和横坡度，发现偏差及时调整。

⑥沥青混合料的铺筑，应保持连续、均匀、不间断的摊铺，并使混合料处在摊铺机螺旋布料器三分之二以上高度的位置。

8)混合料碾压

超薄磨耗层系统碾压采用双钢轮压路机静压2～4次。压路机不能静止停留在刚刚摊铺好的热沥青混合料表面上，必须在混合料摊铺后立刻进行压实，压路机装备有皂液水添加系统和刮板，从而防止新摊铺热沥青混合料粘在碾压辊上。碾压通常以静态方式进行。

①碾压目的主要是使石料能较好的嵌挤，并达到良好的平整度，因此，不需要测压实度。

②碾压顺序：当采用多台摊铺机铺筑排水性沥青路面时，宜由两台相同型号的双钢轮压路机分别从两边向中间碾压，相邻碾道相互重叠，重叠宽度为20cm左右。

③碾压温度控制：初压温度不低于150℃；终压路表温度不低于120℃。

接缝的施工

①纵向施工缝，对多台摊铺机成梯队联合摊铺而成的纵向接缝，采用斜接缝处理，摊铺时调整两台摊铺机距离在3～5m左右，将纵缝以热接缝形式作跨缝碾压，以消除缝迹。

②横向施工缝，横向施工缝采用平接缝，摊铺结束末端预埋同路面厚度的钢模板，碾压结束后，取出钢模板，将钢模板外的混合料清理干净，在断面上可涂少量粘层沥青。

③路面表面层横向接缝与中面层横向接缝错开至少1m以上。

9)成型后检测

上述的超薄磨耗层混合料沥青路面的检测指标全部符合部颁标准及有关行业规定。需要混合料配合比在过程检测和验证；沥青混合料的拌和、摊铺、碾压、开放交通温度均符合要求，随时对新铺路面外观进行目测，表面必须平整密实，不得有轮迹、裂缝、推挤、油斑、油包、离析等现象，接缝必须紧密平顺，无跳车；此外，对施工后路面的构造深度、渗水系数、摩擦系数、平整度，以及噪音等指标进行检测。

最后，开放交通。

Claims

1.超薄磨耗层施工工艺，其特征是：它包括以下步骤：1）施工前准备； 2）下承层准备；3）验收及病害处理；4）试拌混合料，检测；5）混合料拌和及混合料出场温度检测；6）混合料运输；7）混合料摊铺及摊铺温度检测；8）混合料碾压；9）成型后检测。

2.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤1）施工前准备，包括原材料准备和机械设备；所述的原材料准备，包括粗集料、细集料、聚合物改性沥青粘结料、改性乳化沥青；所述粗集料为粒径大于4.75mm的破碎的玄武岩、辉绿岩或二者的混合料；所述细集料为100%的机制砂破碎加工而成，直径小于4.75mm ；所述填料为石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉；所述聚合物改性沥青粘结料和所述改性乳化沥青的规格都必须达到国家规范的标准。

3.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤2）下承层准备为：施工前彻底处理下承层的质量缺陷，消除质量隐患，切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后采用热拌沥青混合料恢复，对路面裂缝进行清理和灌缝；下承层局部位置有轻微的纵、横向裂缝的，施工前采用人工仔细处理，对下承层出现的裂缝进行开槽，对缝隙内的灰尘和杂物清除再灌缝，之后采用高压风机清扫路面并使路面保持干净。

4.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤5）混合料拌和及混合料出场温度检测中，混合料采用间歇式沥青拌和机拌制，拌合能力不小于240t/h；温度控制为：石料加热温度180℃～190℃；沥青加热温度165℃～175℃；拌和温度170℃～180℃；干拌时间为8～10s，然后加入沥青和矿粉，并湿拌40～45s；混合料出场温度为180±5℃。

5.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤6）混合料运输中，运料车装料时，料车前后移动沥青混合料分三次卸下。

6.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤7）混合料摊铺及摊铺温度检测中，在摊铺混合料时同时洒布聚合物改性乳化沥青，其温度控制在60～80℃下喷洒，摊铺量为1.00kg/m²；热沥青混合料摊铺温度不低于165℃，在改性乳化沥青喷洒后摊铺,热沥青混合料摊铺在所有改性乳化沥青表面上；摊铺速度不超过2m/min。

7.根据权利要求1所述的超薄磨耗层施工工艺，其特征是：所述步骤8）混合料碾压中，碾压初压温度不低于150℃，终压路表温度不低于120℃；对多台摊铺机成梯队联合摊铺而成的纵向接缝，采用斜接缝处理，摊铺时调整两台摊铺机距离在3～5m左右，将纵缝以热接缝形式作跨缝碾压；横向施工缝采用平接缝，摊铺结束末端预埋同路面厚度的钢模板，碾压结束后，取出钢模板，将钢模板外的混合料清理干净；路面表面层横向接缝与中面层横向接缝错开至少1m以上。