CN104099843A - 一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法 - Google Patents

Abstract

一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，涉及公路路面施工及设计技术领域。在高模量沥青混合料的拌合、运输、摊铺流程中，控制混合料的适宜温度，包括搅拌时的温度160℃~180℃；每盘的拌合时间54s~60s；配置连续供料装置沥青转运车至摊铺机前，与摊铺机紧凑衔接，确保沥青混合料的温度不低于140℃；在摊铺流程中，摊铺机半幅全宽一次性摊铺，为钢绞线导引或者14米长的双水准梁控制；一次性摊铺的沥青混合料厚度为14~15厘米，摊铺机的夯锤振动频率约为1400~1600转/分、夯板振动频率约为1900~2200转/分，施工时摊铺机行走速度不大于1.5m/min。克服了传统EME施工中，基层温度散失不易碾压，沥青混合料不易压实，两层之间粘结性不良进而无法满足规范要求的缺陷。

Description

一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法

技术领域

本发明涉及公路路面施工及设计技术领域，尤其是高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法。

背景技术

高速公路高模量沥青混合料(英语简称HMAC，法语简称EME)施工方法，尤其是遵循法国规范与摩洛哥规范的EME施工方法，即EME各结构层为路面基层、联结层、表面层的施工方法。传统EME施工时一般采用7cm+7cm，或者5cm+5cm+4cm的分层施工。国内外文献对比研究表明，高模量沥青混合料EME施工中，以总厚度为14cm组合的4+5+5的结构比较好；在法国，高模量的EME层，其分别厚度有7-12cm、10-15cm；国内中铁十七局虽然开展了EME型高模量沥青混凝土施工方法，仅基层厚度为10cm；但是存在施工时间长，成本高的诸多问题。本发明的形成是在在摩洛哥拜本高速公路依据法国规范设计的施工中，高速公路主线路面结构形式为：25cm的GNT(0/20mm)为底基层，14cm的EME(0/14mm)为基层，7cm的BB(0/14mm)为表面层，全线EME总工程量为26.5万吨。高速公路主线全长39km，为双向四车道。各结构层均为半幅全宽一次性施工。EME在目标配合比设计阶段，使用的骨料来自本标段PK31石料厂的硅质石灰岩，使用的粘结剂为摩洛哥最大的沥青供货商SAMIR公司提供的20/30低标号硬质沥青。由于骨料材质硬(密度为2.64t/m3)、沥青标号低，采取7cm+7cm的结构组合进行施工，经过两次配合比实验后，混合料均表现为不易压实，无法满足规范要求。本发明提出了采用EME一次性施工14cm的施工方法，进行实验板试验，密实度检测后，采用钻芯试块切分为上下两层的方式分别进行检测，结果表明本方法实施后的EME密实度完全符合规范要求；改进了传统的EME分层施工方法，解决了EME分层施工，分层之间粘结性不良而导致质量风险，以及施工时间长、成本高的问题。

发明内容

本发明的目的是公开一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，以期克服传统的沥青混合料EME施工中，基层温度散失不易碾压，沥青混合料不易压实，两层之间粘结性不良进而无法满足规范要求的缺陷。

实现本发明目的之技术解决方案如下：一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，包括高模量沥青混合料配合比设计、拌合、运输、摊铺、碾压、接缝处理与养护工艺流程；尤其在高模量沥青混合料的拌合、运输、摊铺流程中，控制混合料的适宜温度；在摊铺流程中，采用摊铺机半幅全宽一次性摊铺完成，控制方式为钢绞线导引或者至少14米长的双水准梁控制；一次性摊铺的沥青混合料厚度为14～15厘米，摊铺机的夯锤振动频率约为1400～1600转/分、夯板振动频率约为1900～2200转/分，施工时摊铺机行走速度不大于1.5m/min。

所述控制混合料的适宜温度包括加低标号硬沥青入搅拌器时的温度是160℃和180℃之间；高模量沥青混合料每盘(4吨/盘)的总拌合时间以54s～60s为宜。

所述控制混合料的适宜温度包括运输流程与摊铺流程的紧凑衔接，即配置连续供料装置沥青转运车至摊铺机前，与摊铺机紧凑衔接，以确保摊铺机上的沥青混合料的温度不低于140℃，确保材料均质性良好。

进一步地，所述控制混合料的适宜温度还包括在摊铺流程中，摊铺机作业前需提前0.5～1h预热熨平板，使温度不低于100℃，之后向摊铺机料槽内布沥青混合料，用热沥青混合料将接头预热2～3min后再起步展开摊铺作业。

进一步地，所述在碾压流程中必须先采用胶轮碾压，后采用钢轮碾压，最终压采用钢轮静压收面。

更进一步地，所述碾压过程需以缓慢而均匀的速度进行,碾压区的长度不大于60m。

更进一步地，所述胶轮碾压行走速度控制在3km/h，碾压遍数不少于10遍；所述钢轮碾压行走速度控制在3～4km/h，碾压遍数不小于10遍，最终静压遍数不少于6遍。

与现有的施工方法比较，本发明具有显著的积极效果：

1、EME一次性施工14cm，解决了传统的混合料EME施工中，基层温度散失不易碾压，混合料不易压实，两层之间粘结性可能不良而导致的质量风险的问题；检测结果表明，本发明实施后密实度完全符合CCTP(专用技术条款)规范要求。

2、将传统的EME分层施工，改为一次性成型施工，加快了施工进度30％，目前已实施施工完成12.7万吨EME，施工质量良好。

3、减少了分层施工时粘结层施工和各项验收等环节，节约了成本。

4、一次成型的施工方法为工程建设总体进度顺利实施提供了保障，取得了良好的经济效益和社会效益。例如：本标段乳化沥青撒布配量为每平米残留量350g，则单幅每公里需撒布乳化沥青4.4吨，成本投入约合2.8万迪拉姆。

附图说明

图1是本发明实施所述沥青混合料拌合所需设备及流程示意图。

图2是本发明所述运输流程与摊铺流程紧凑衔接的实施例示意图。

图3是本发明所述运输流程实施例示意图。

图4是本发明一实施例，某标段高速公路主线标准图示意图。

图5是本发明一实施例，EME层密实度检测报告示意图。

图中数字与符号说明：

1、合格料堆；2、配料器；3、冷料斗；4、皮带给料器；5、集料皮带机；6、斜皮带机；7、干燥筒的进料端；8、干燥筒；9、喷燃器；10、除尘系统；10a、初级除尘系统；10b、布袋除尘器；11、引风机；12、烟囱；13、螺旋输送机；14、热提；15、搅拌楼；16、震动筛分系统；17、热料仓；18、石料称量斗；19、螺旋输送机；20、粉提；21、回收粉仓；22、新粉仓；23、粉料称量斗；24、沥青罐；25、沥青称量斗；26、搅拌器；27、小车；28、控制室；29、热油加热器；30、成品料仓。

具体实施方式

高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法包括高模量沥青混合料配合比设计、拌合、运输、摊铺、碾压、接缝处理与养护流程步骤。实施本发明步骤所需材料、设备及人员组成如下：

1.1材料准备

检测合格的骨料和20/30沥青。

1.2设备配置

1.2.1拌合设备

西筑J4000型间歇式沥青拌合站。

1.2.2运输设备

若干辆大吨位自卸车。

1.2.3摊铺设备

配备自动找平装置的戴纳派克F141C型摊铺机和沥青转运车。

1.2.4碾压设备

两台YL26C轮胎压路机(自重为26吨)和三台YZC12C型双钢轮压路机。

1.2.5其他设备

装载机、空压机、切割机、发电机、水车以及平板载重车等。

1.3人员组成

摊铺机操作手1名、沥青转运车1名、胶轮司机2名、钢轮司机3名，其他人员若干名。

在高模量沥青混合料的拌合、运输、摊铺流程步骤中，控制混合料的适宜温度；在摊铺流程中，采用摊铺机半幅全宽一次性摊铺完成，控制方式为钢绞线导引或者至少14米长的双水准梁控制；一次性摊铺的沥青混合料厚度为14～15厘米，摊铺机的夯锤振动频率约为1400～1600转/分、夯板振动频率约为1900～2200转/分，施工时摊铺机行走速度不大于1.5m/min。

所述控制混合料的适宜温度包括加低标号硬沥青入搅拌器时的温度是160℃和180℃之间；高模量沥青混合料每盘(4吨/盘)的总拌合时间以54s～60s为宜。

参见图1看出高模量沥青混合料的拌合流程：

2.1、拌合准备。使用间歇式沥青拌合楼15拌制，配备的计算机设备29在拌合过程中逐盘记录各个传感器测定的材料用量、沥青混合料用量、拌合温度以及拌合时间，并配备打印设备。

2.2、温度控制。高模量沥青混合料采用的是低标号硬质沥青，所以拌合中沥青的温度是否满足要求对施工质量起着至关重要的作用。20/30沥青加入搅拌器26时的温度需介于160℃和180℃之间。同时，拌合过程中需设专人负责拌合料温度的检测，对于温度不满足的产品严禁使用。

2.3、拌合时间控制。拌合时间需根据拌合楼15的产量、天气及骨料含水状况以及集料与沥青的裹覆情况确定。高模量沥青混合料每盘(4吨/盘)的总拌合时间以54s～60s为宜。

2.4、拌合要求与拌合料质量。混合料拌合要均匀，颜色一致，无结团、无花白料现象，使沥青均匀的裹覆在矿物颗粒表面。混合料整天生产时，每天至少取样3次，并且至少是每600吨沥青混合料取样一次。取样依据NF P98-150规范的第4.16.5.1条规定。当天所得取样试验结果的平均值必须同下面表格中的容差(容差是由监理批准的配合比设计确定的投配量)临界值进行比较。混合料取样试验结果的平均值容许误差也必须遵循以下标准。

所述控制混合料的适宜温度包括运输流程与摊铺流程的紧凑衔接，即配置连续供料装置沥青转运车至摊铺机前，与摊铺机衔接紧凑衔接，以确保摊铺机上的沥青混合料的温度不低于140℃，确保材料均质性良好。

参见图2、图3看出本发明所述运输流程与摊铺流程紧凑衔接的重要性：

3、高模量沥青混合料的运输

3.1、参见图2，首先在沥青拌合站生产场区附近安装一个地磅，以方便每辆运输车辆的过秤。磅秤由一个带打印机的自动系统记录和进行合计。打印单上需显示每次过磅运输车号、过秤日期和时间、车皮自重、毛重、净重、去向(储存或送往施工工地)、每天的总净重。此外，地磅的检测每周进行一次，检测方法就是用同一辆车装上至少10吨料在工地磅秤上过秤，随后再到附近一公用磅秤上过磅，误差需小于1％。

3.2、沥青混合料的运输需结合拌合站的拌合能力、运输距离、道路状况和车辆吨位等因素来确定自卸运输车数量，尽量使用大吨位运输车，但严禁超载运输。

3.3、自卸车应保持车厢干净、严密，每次使用前，需在车厢内涂刷隔离剂或防黏剂，但不得有多余剂量存积在车中，一般采用机油：水＝1：3的防黏剂。

3.4、沥青混合料运输车辆的数量需根据拌合楼拌制能力及摊铺机摊铺速度而定且略有富余，保证摊铺机前方有4～6辆运输车等候。

4、高模量沥青混合料的摊铺

所述控制混合料的适宜温度包括运输流程与摊铺流程的紧凑衔接，即配置连续供料装置沥青转运车至摊铺机前，与摊铺机衔接紧凑衔接，以确保摊铺机上的沥青混合料的温度不低于140℃，确保材料均质性良好，易于碾压。沥青混合料的摊铺由一台摊铺机半幅全宽一次性摊铺完成，控制方式为钢绞线导引或至少14m长的双水准梁控制。

4.1、摊铺机参数调整

4.1.1、熨平板参数调整应结合摊铺厚度进行，同时调整到合适的仰角，调整时应保持螺旋输料器尽可能靠近两侧挡板，保持熨平板左右对称，行走平衡。

4.1.2、螺旋输料器高度的调整应结合摊铺厚度进行。一般为保证输料螺旋横向均匀布料，进入摊铺室内的沥青混合料高度应略高于螺旋输料器轴线。

4.1.3、调大摊铺机的夯锤、夯板振动频率，以增加预压实效果。夯锤振动频率约为1400～1600转/分、夯板振动频率约为1900～2200转/分。

4.1.4、摊铺速度在保证均匀供料的情况下，宜根据拌合楼拌制能力、摊铺厚度、施工宽度、外界温度及碾压工艺等来确定。EME采用14cm施工时速度不能大于1.5m/min，否则摊铺效果特别是平整度将受到影响。而采用7cm厚度施工时速度可控制在2.5m/min左右。

4.2、摊铺程序和要求

控制混合料的适宜温度还包括在摊铺流程中，摊铺机作业前需提前0.5～1h预热熨平板，使温度不低于100℃，之后向摊铺机料槽内布沥青混合料，用热沥青混合料将接头预热2～3min后再起步展开摊铺作业。

5、高模量沥青混合料的碾压

5.1、设备配置

碾压车间必须报监理审批。施工时至少配备三台钢轮压路机和两台胶轮压路机(例如：自重为26吨)联合作业。

胶轮碾必须配置轮子防护围裙，用以防止涂刷在轮子上的防黏剂被风干。根据施工需求，如有必要还须配置侧面移动碾压小轮，以确保层面边缘的良好碾压。

5.2、碾压的技术要求

本标段高模量沥青混合料的碾压经试验验证，必须先采用胶轮碾压，后采用钢轮碾压，终压采用钢轮静压收面，否则先使用钢轮将导致混合料温度降低过快而不易压实。

碾压过程以缓慢而均匀的速度进行，且在碾压线路及方向上不得突然发生改变。碾压区的长度需大体稳定(不大于60m)，两端折返位置需随摊铺机的前进而向前推进，横向不得在同一断面上形成通缝。一次性施工14cm时，碾子的碾压遍数和行进速度需较碾压指南的规定相应调整。对于胶轮压路机，降低行走速度，宜控制在3km/h左右，增加碾压遍数，宜不少于10遍。对于钢轮压路机，行走速度控制在3～4km/h，增加碾压遍数，宜不小于10遍，最终静压遍数不少于6遍。

碾压时压路机慢起步、缓刹车，驱动轮面向摊铺机，由低到高，超高段由内侧到外侧依次连续均匀碾压。振动压路机倒车时先停止振动，在向另一方向正常运动后再开始振动，避免发生拥包。振动压路机应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。

高模量沥青混合料由于沥青含量较高、摊铺温度要求较高，因而胶轮碾碾压过程中容易发生粘附现象，需及时将轮胎涂刷防黏剂。对双钢轮振动压路机，则在碾压时应启动自动喷水装置，形成雾状喷水。

概括之，在碾压流程中必须先采用胶轮碾压，后采用钢轮碾压，最终压采用钢轮静压收面。碾压过程需以缓慢而均匀的速度进行,碾压区的长度不大于60m。所述的胶轮碾压，行走速度控制在3km/h，碾压遍数不少于10遍；所述的钢轮碾压，行走速度控制在3～4km/h，碾压遍数不小于10遍，最终静压遍数不少于6遍。

6、高模量沥青混合料的接缝处理

接头的横向接缝切割时，两个连续层的横向接缝要求必须错开1～2m左右，处理时要不断用3米尺检查平整度，去除的材料应系统地清运到监理批准的弃渣场。

7、养护和开放交通

施工完毕，先封闭交通，待摊铺层自然冷却后方可开放交通。

本发明是一种EME设计厚度为14cm，一次成型的施工方法。从拌合料质量、施工结构尺寸、碾压密实度和平整度等每项环节都严格遵循质量控制标准即法国规范NFP98–150。

本发明通过拌合料质量控制检测，碾压密实度检测，平整度检测等系列检测，获得EME密实度检测报告，混合料抽提实验报告，EME颠簸检测等检测报告。验证了本发明的显著效果。目前已完成12.7万吨EME施工，施工质量良好。本发明所述的一次成型的施工方法为工程建设总体进度顺利实施提供了保障，取得了良好的经济效益和社会效益。

Claims (7)

1.一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，包括高模量沥青混合料配合比设计、拌合、运输、摊铺、碾压、接缝处理与养护工艺流程；其特征在于，在高模量沥青混合料的拌合、运输、摊铺流程中，控制沥青混合料的适宜温度；在摊铺流程中，采用摊铺机半幅全宽一次性摊铺完成，控制方式为钢绞线导引或者至少14米长的双水准梁控制；一次性摊铺的沥青混合料厚度为14~15厘米，摊铺机的夯锤振动频率约为1400~1600转/分、夯板振动频率约为1900~2200转/分，施工时摊铺机行走速度不大于1.5m/min。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述控制混合料的适宜温度包括加低标号硬沥青入搅拌器时的温度是160℃~180℃之间；高模量沥青混合料每盘（4吨/盘）的总拌合时间以54s~60s为宜。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述控制混合料的适宜温度包括运输流程与摊铺流程的紧凑衔接，即配置连续供料装置沥青转运车至摊铺机前，与摊铺机紧凑衔接，以确保摊铺机上的沥青混合料的温度不低于140℃，确保材料均质性良好。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述控制混合料的适宜温度还包括在摊铺流程中，摊铺机作业前需提前0.5~1h预热熨平板，使温度不低于100℃，之后向摊铺机料槽内布沥青混合料，用热沥青混合料将接头预热2~3min后再起步展开摊铺作业。

5.根据权利要求1所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述在碾压流程中必须先采用胶轮碾压，后采用钢轮碾压，最终压采用钢轮静压收面。

6.根据权利要求5所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述碾压过程需以缓慢而均匀的速度进行,碾压区的长度不大于60m。

7.根据权利要求5所述的一种高速公路高模量沥青混合料一次成型施工方法，其特征在于，所述胶轮碾压行走速度控制在3km/h，碾压遍数不少于10遍；所述钢轮碾压行走速度控制在3～4km/h，碾压遍数不小于10遍，最终静压遍数不少于6遍。