CN104099844A - 环保型改性hma面层的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型改性HMA面层的施工工艺,包括以下步骤:1)拌合站及设备安装调试;2)目标配合比设计;3)生产配合比;4)生产配合比验证;5)运输、摊铺及压实。本发明具有以下有益效果:实现对沥青混合料HMA的改性效果;稳定度高,提高路面的抗车辙能力;工艺十分简单,非常易于施工和推广;对环境无任何危害,是一种绿色沥青改性剂;节约生产成本;适用于高温地区的沥青路面中、表面层,尤其适用于表面层,但也适用于冬温区和冬冷区。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路面层施工工艺,具体涉及一种环保型改性HMA面层的施工工艺。
背景技术
在道路工程领域,改性沥青一直是技术人员持续研究的热门方向,改性沥青在我国公路沥青路面工程中得到了广泛应用,其中最普遍的是SBS改性沥青,而对于布敦岩天然沥青BRA这样的天然沥青却缺乏相应的技术规定。常用的布敦岩改性沥青混合料面层干法施工工艺,既需要延长混合料的拌合时间,又需要提高拌合料的温度且易出现花料情况,因而降低拌合机产量,且增加能源消耗,还难以保证拌合料质量。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种环保型改性HMA面层的施工工艺。
其技术方案是:环保型改性HMA面层的施工工艺,包括以下步骤:
1)拌合站及设备安装调试;
2)目标配合比设计;
3)生产配合比;
4)生产配合比验证;
5)运输、摊铺及压实;
所述拌合站及设备安装调试步骤:选择与被施工路段较近的地域为建设拌合站,安装设备并保养调试,拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求,集料场地及场内道路硬化,集料分隔储存,细集料采取覆盖措施;所述目标配合比设计步骤:确定改性沥青混合料及矿料为布敦岩天然沥青BRA、基质沥青、粗集料和细集料,并对材质进行检验与试验,根据规范要求选择粗细集料及矿粉,并对其性能指标加以检验,选择合格的原材料,按马歇尔试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等,各指标应符合规范的要求,确定布敦岩天然沥青BRA与基质沥青的质量为1:4;所述生产配合比步骤:生产配合比设计用原材料应与目标配比设计的一致,根据目标配合比设计的冷料用量比例,调整冷集料斗的上料速度给拌合机组供料,从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分,得到筛分曲线,进行生产级配设计,应反复调整冷料仓供料比例,达到供料平衡后,确定热料仓各种矿料配合比例,根据热料仓矿料级配,以目标配比确定的最佳沥青含量为中值;所述生产配合比验证步骤:生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比,试验段铺筑包括沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节,混合料拌和集料加热温度控制在180~190℃,沥青混合料的拌和温度为165~175℃,沥青混合料应随拌随用,拌合时间不少于35s,确保混合料拌合均匀,无花白料、结团或离析现象,试验室应从拌和机拌和的布敦岩天然沥青BRA改性沥青混合料中取样,进行混合料性能检验,检验的内容包括马歇尔试验和抽提筛分试验,并将试验的结果进行记录、分析,与规范和标准进行对比,及时发现问题,纠正偏差;所述运输、摊铺及压实步骤:根据步骤3)及步骤4)试验后生成出的混合料,应采用较大吨位的自卸汽车,其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调,确保摊铺时混合料的供应不间断,混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施,防止混合料冷却或受到污染,摊铺前,应对下承层的施工质量进行全面的检查验收,达到标准后方可进行混合料的摊铺,在混合料铺筑之前,需在混合料下承层表面洒布粘层油,待布粘层油破乳、水分蒸发完成,或基本挥发完成后,及时铺筑混合料,确保粘层不受污染,施工前应对机械设备进行全面检查,确保摊铺过程中不致摊铺中断,然后进行混合料的碾压,碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行,碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压实度、空隙率及平整度等检测,检测质量须符合要求,检测合格后开放交通。
所述布敦岩天然沥青BRA的颗粒直径≤3mm,沥青含量≥30%,密度15℃≤1.8g/cm3,闪点≥240℃,矿物质(以灰分计)≤70%。所述基质沥青的技术指标,应符合现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。所述粗集料的技术指标,应符合现行技术规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求;细集料符合现行技术规范的要求,对于高速公路和一级公路,细集料应采用机制砂,且其中亚甲蓝值的技术标准为≤1.5kg/g。所述混合料拌和集料加热温度为160℃,沥青混合料的拌和温度为150℃。所述粘层油宜采用沥青洒布车喷洒,并选择适宜的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定。喷洒的粘层油必须呈均匀雾状,在路面全宽度内均匀分布成一薄层,不得有洒花漏空或成条状,也不得有聚积。喷洒不足的要补洒,喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人通过。所述碾压阶段中,初压是为了稳定混合料,从而建立较强的承载能力,使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移。初压采用振动压路机静压,碾压速度小于4km/h;复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序,采用振动压路机振动碾压,碾压速度小于4km/h,每次碾压时钢轮应重叠10~20cm;终压,是为了消除轮迹,最后形成平整的表面,采用双钢轮压路机静碾压,碾压速度小于5km/h,在温度下降至不稳定区之前完成;碾压段的长度,应根据摊铺速度、混合料温度确定,一般可控制在50m左右。所述混合料进行铺筑,应在气温高于10℃时进行。
本发明充分研究了布敦岩沥青的组成结构、材料性能以及布敦岩沥青改性沥青的路用性能,在布敦岩沥青改性沥青的合理用量方面提出了合理比例等量替代法(BRA:基质沥青=1:4)的创新性的湿法工艺BRA改性HMA面层施工工艺。其与现有技术相比较,具有以下有益效果:1、通过与基质沥青的相互作用,实现对沥青混合料HMA的改性效果。2、布敦岩沥青改性沥青混合料动稳定度高,提高路面的抗车辙能力。3、布敦岩沥青改性沥青是通过向改性机内定量的150℃基质沥青中加入1/4质量的BRA搅拌10~20min,然后泵入储备罐备用,不发生任何化学反应,改性工艺十分简单,非常易于施工和推广。4、布敦岩天然沥青BRA是一种天然岩沥青,经环保部门检测,该材料对环境无任何危害,是一种绿色沥青改性剂。5、布敦岩沥青改性混合料拌制过程中,无需延长拌合时间和提高拌合温度,拌制的混合料无花白料。即使在较寒冷季节,只要下卧层温度不低于10℃,风力小于7级情况下,保证迅速压实,均无需要提高拌合及施工温度。6、布敦岩沥青价格比基质沥青和其它改性剂低廉,因而改性后的沥青比较其它改性沥青价格大幅下降,节约生产成本。7、布敦岩沥青适用于高温地区的沥青路面中、表面层,尤其适用于表面层,但也适用于冬温区和冬冷区。
附图说明
图1是本发明一种实施例的施工工艺流程图;
图2是本发明一种实施例的目标配合比设计工艺流程图;
图3是本发明一种实施例的生产配合比设计流程;
图4是本发明一种实施例的生产配合比验证的流程。
具体实施方式
参照图1—图4,一种环保型改性HMA面层的施工工艺,包括以下步骤:
1)拌合站及设备安装调试;
2)目标配合比设计;
3)生产配合比;
4)生产配合比验证;
5)运输、摊铺及压实;
所述拌合站及设备安装调试步骤:选择与被施工路段较近的地域为建设拌合站,安装设备并保养调试,拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求,集料场地及场内道路硬化,集料分隔储存,细集料采取覆盖措施;所述目标配合比设计步骤:确定改性沥青混合料及矿料为布敦岩天然沥青BRA、基质沥青、粗集料和细集料,并对材质进行检验与试验,根据规范要求选择粗细集料及矿粉,并对其性能指标加以检验,选择合格的原材料,按马歇尔试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等,各指标应符合规范的要求,确定布敦岩天然沥青BRA与基质沥青的质量为1:4;所述生产配合比步骤:生产配合比设计用原材料应与目标配比设计的一致,根据目标配合比设计的冷料用量比例,调整冷集料斗的上料速度给拌合机组供料,从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分,得到筛分曲线,进行生产级配设计,应反复调整冷料仓供料比例,达到供料平衡后,确定热料仓各种矿料配合比例,根据热料仓矿料级配,以目标配比确定的最佳沥青含量为中值;所述生产配合比验证步骤:生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比,试验段铺筑包括沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节,混合料拌和集料加热温度控制在180~190℃,沥青混合料的拌和温度为165~175℃,沥青混合料应随拌随用,拌合时间不少于35s,确保混合料拌合均匀,无花白料、结团或离析现象,试验室应从拌和机拌和的布敦岩天然沥青BRA改性沥青混合料中取样,进行混合料性能检验,检验的内容包括马歇尔试验和抽提筛分试验,并将试验的结果进行记录、分析,与规范和标准进行对比,及时发现问题,纠正偏差;所述运输、摊铺及压实步骤:根据步骤3)及步骤4)试验后生成出的混合料,应采用较大吨位的自卸汽车,其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调,确保摊铺时混合料的供应不间断,混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施,防止混合料冷却或受到污染,摊铺前,应对下承层的施工质量进行全面的检查验收,达到标准后方可进行混合料的摊铺,在混合料铺筑之前,需在混合料下承层表面洒布粘层油,待布粘层油破乳、水分蒸发完成,或基本挥发完成后,及时铺筑混合料,确保粘层不受污染,施工前应对机械设备进行全面检查,确保摊铺过程中不致摊铺中断,然后进行混合料的碾压,碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行,碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压实度、空隙率及平整度等检测,检测质量须符合要求,检测合格后开放交通。
所述布敦岩天然沥青BRA的颗粒直径≤3mm,沥青含量≥30%,密度15℃≤1.8g/cm3,闪点≥240℃,矿物质(以灰分计)≤70%。所述基质沥青的技术指标,应符合现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。所述粗集料的技术指标,应符合现行技术规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求;细集料符合现行技术规范的要求,对于高速公路和一级公路,细集料应采用机制砂,且其中亚甲蓝值的技术标准为≤1.5kg/g。所述混合料拌和集料加热温度为160℃,沥青混合料的拌和温度为150℃。所述粘层油宜采用沥青洒布车喷洒,并选择适宜的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定。喷洒的粘层油必须呈均匀雾状,在路面全宽度内均匀分布成一薄层,不得有洒花漏空或成条状,也不得有聚积。喷洒不足的要补洒,喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人通过。所述碾压阶段中,初压是为了稳定混合料,从而建立较强的承载能力,使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移。初压采用振动压路机静压,碾压速度小于4km/h;复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序,采用振动压路机振动碾压,碾压速度小于4km/h,每次碾压时钢轮应重叠10~20cm;终压,是为了消除轮迹,最后形成平整的表面,采用双钢轮压路机静碾压,碾压速度小于5km/h,在温度下降至不稳定区之前完成;碾压段的长度,应根据摊铺速度、混合料温度确定,一般可控制在50m左右。所述混合料进行铺筑,应在气温高于10℃时进行。
工艺原理:
1、通过在改性机内布敦岩天然沥青BRA与基质沥青相互作用实现对基质沥青的改性效果,通过改性沥青与集料一起拌和,只需和普通沥青相同的拌和条件即可得到高温性能优异的布敦岩天然沥青BRA改性沥青混合料。
2、布敦岩天然沥青BRA的用量以基质沥青质量的1/4(BRA:基质沥青=1:4)为最佳,动稳定度最高,且低温性能最好。
3、BRA等量替代基质沥青。
施工工艺流程及操作要点:
1、施工工艺流程(见图1)
2、施工操作要点
2.1、拌和站的选址与建设
1 拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求。
2 集料场地及场内道路硬化,集料分隔储存,细集料采取覆盖措施。
3 拌和机料斗设防雨顶棚。
2.2、设备安装、保养与调试
1 施工前应对各种施工机具做全面检查并进行调试,确保机械完好。
2 施工设备的数量与施工能力相适应,压路机械应有备用设备。
3 设备停用期间专人予以保养。
2.3、目标配合比设计(见图2)
1、BRA原材料要求:布敦岩天然沥青BRA产品按表1要求控制质量
表1 布敦岩沥青BRA产品质量标准
指标 | 最小值 | 最大值 | 试验方法 |
颗粒直径,mm | / | 3 | / |
沥青含量(C2HCl3),% | 30 | / | GB/T11148 |
密度15℃,g/cm3 | / | 1.8 | GB/T8925 |
闪点,℃ | 240 | / | GB/T267 |
矿物质(以灰分计),% | / | 70 | GB/T0422 |
基质沥青的技术指标,应符合现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。
粗集料的技术指标,应符合现行技术规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
细集料符合现行技术规范的要求,对于高速公路和一级公路,细集料应采用机制砂,且其中亚甲蓝值的技术标准为不大于1.5kg/g。
2、本工艺要求布敦岩天然沥青BRA:基质沥青=1:4。
3、按照相关试验规程,根据规范要求选择粗细集料及矿粉,并对其性能指标加以检验,选择合格的原材料。
4、对粗细集料、矿粉以及抽提后得到的布敦岩矿粉材料进行筛分试验,按照我国现行马歇尔试验设计方法,在工程级配范围内拟定3条级配曲线。
5、进行合成矿料级配的计算时,应考虑布敦岩沥青中的矿物成分,并以布敦岩沥青抽提试验后的矿料级配参与合成级配的设计,选择设计级配。
6、考虑布敦岩沥青中含有的矿料成分,级配设计时矿粉的用量要适当减少。
7、按马歇尔试验设计方法,根据已建类似工程普通沥青混合料的标准油石比,拟定预估最佳油石比。
8、以拟定的油石比为中心,确定5个沥青用量,进行马歇尔试验, 计算改性沥青混合料的理论最大相对密度,再计算各级配沥青混合料在每个沥青用量时的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积指标。
9、混合料的拌和温度为160℃,击实温度为150℃。
10、每个沥青用量试件制备不少于4个,击实为双面75击。
11、对制备的马歇尔试件进行基本性能试验,测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等,各指标应符合规范的要求。
12、以改性沥青混合料的稳定度及流值等结果为纵坐标,以油石比为横坐标,分别绘制曲线图,并据以确定相应于相对密度最大值的沥青用量a1,相应于稳定度最大值的沥青用量a2及相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量a3,相应于饱和度范围中值的沥青用量a4,按下式求得最佳沥青含量的初始值OAC1。
OAC1=(a1 + a2 + a3+a4)/4
然后求出各项指标均符合马歇尔技术标准的沥青用量范围OACmin~OACmax,按下式求得中值OAC2。
OAC2=(OACmin + OACmax)/2
最后根据下式求得最佳沥青含量。
OAC=(OAC1 + OAC2)/2
13、设计的最佳沥青用量应明确其中含有基质沥青和纯布敦岩沥青的比例。
14、布敦岩天然沥青BRA的用量确定是十分关键的技术与操作要点。布敦岩天然沥青BRA用量大,虽可显著提高混合料的高温性能,经本公司反复试验布敦岩沥青占基质沥青的1/4(BRA:基质沥青=1:4),占全部改性沥青质量的20%最佳,既可满足较高的动稳定度要求,又能符合低温性能的标准且最经济。此比例的合理性得到工程的充分验证。
15 、最佳沥青用量确定之后,应进行沥青混合料路用性能检验,检验的内容包括高温性能、水稳性能、低温性能和渗水系数;其中反映水稳性能的冻融劈裂强度往往是不容易达到的一个指标,需要密切注意上述布敦岩沥青与基质沥青的用量比例。检验合格后应提交配合比设计报告,否则需要重新设计,必要时更换集料。
16、性能检验合格的沥青混合料,应在配合比设计报告中明确材料的组成和配比。
2.4、生产配合比设计的流程见图3:
1、生产配合比设计用原材料应与目标配比设计的一致,当集料料源有变化时应重新进行目标配合比设计。
2、仔细审阅目标配合比设计报告,根据目标配合比设计的冷料用量比例,调整冷集料斗的上料速度给拌合机组供料。
3、从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分,得到筛分曲线,进行生产级配设计。应反复调整冷料仓供料比例,达到供料平衡后,确定热料仓各种矿料配合比例。
4、根据热料仓矿料级配,以目标配比确定的最佳沥青含量OAC为中值,以OAC±0.3%为端值,拟定3个沥青用量进行马歇尔试验,并确定对应最大毛体积相对密度的沥青用量a1、稳定度最大的沥青用量a2、空隙率范围中值对应的沥青用量a3以及沥青饱和度范围中值所对应的a4,按下式求得最佳沥青用量的初始值OAC1。
OAC1=(a1 + a2 + a3+a4)/4
然后求出各项指标均符合马歇尔技术标准的沥青用量范围OACmin~OACmax,按下式求得中值OAC2。
OAC2=(OACmin + OACmax)/2
最后根据下式求得生产配合比的最佳沥青用量。
OAC=(OAC1 + OAC2)/2
2.5、生产配合比验证
生产配合比验证的流程见图4。
1、生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比。
2、试验段铺筑包括沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节。混合料拌和要求集料加热温度控制在180~190℃,沥青混合料的拌和温度确定为165~175℃,布敦岩天然沥青BRA改性混合料的温度控制与普通沥青混合料明显不同。布敦岩天然沥青BRA混合料的拌和温度比普通道路石油沥青要高 10~20℃。沥青混合料应随拌随用,拌合时间不少于35s,确保混合料拌合均匀,无花白料、结团或离析现象,见表2。
表2、BRA岩沥青改性混合料生产温度控制(℃)
工艺环节 | 控制温度 | 备注 |
沥青加热温度 | 150~160 | |
矿料加热温度 | 180~190 | |
拌和好的混合料温度 | 165~175 | 超过190废弃 |
混合料运输到场温度 | 不低于160 |
3 、试验室应从拌和机拌和的BRA改性沥青混合料中取样,进行混合料性能检验,检验的内容包括马歇尔试验和抽提筛分试验,并将试验的结果进行记录、分析,与规范和标准进行对比,及时发现问题,纠正偏差。
混合料技术性能要求见表3、4、5
表3、BRA岩沥青改性混合料技术性能要求
试验项目 | 单位 | 技术要求 | 备注 |
马歇尔试件击实次数 | 次 | 75 | |
马歇尔试验稳定度 ,不小于 | KN | 8.0 | |
马歇尔试验流值 | mm | 1.5~4.0 | |
残留稳定度,不小于 | % | 80 | |
冻融劈裂强度比,不小于 | % | 80 | |
动稳定度,不小于 | 次/mm | 1800~2800 | 根据气候条件 |
弯曲试验破坏应变,不小于 | με | 2500~3000 | 根据气候条件 |
渗水系数,不大于 | ml/min | 120 |
注:体积指标设计要求按现行技术规范。
表4、BRA岩沥青改性混合料抗车辙性能要求
气候条件 | 夏炎热区 | 夏热区 | 夏凉区 |
动稳定度(次/mm) | 2800 | 2400 | 1800 |
表5、BRA岩沥青改性混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求
气候条件 | 冬寒区 | 冬冷区 | 冬温区 |
破坏应变(με) | 2800 | 2500 | 2500 |
4、BRA改性沥青混合料的运输
1) 改性沥青混合料的运输应采用较大吨位的自卸汽车,其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调,确保摊铺时混合料的供应不间断。
2)混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施,防止混合料冷却或受到污染。
5、BRA改性沥青混合料摊铺
1) 气温低于10℃时不得进行BRA改性沥青混合料的铺筑。
2) 摊铺前,应对下承层的施工质量进行全面的检查验收,达到标准后方可进行混合料的摊铺。
3) 在BRA改性沥青混合料铺筑之前,需在沥青混合料下承层表面洒布粘层油,粘层油宜采用沥青洒布车喷洒,并选择适宜的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定。喷洒的粘层油必须呈均匀雾状,在路面全宽度内均匀分布成一薄层,不得有洒花漏空或成条状,也不得有聚积。喷洒不足的要补洒,喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人通过。粘层油宜在当天洒布,待乳化沥青破乳、水分蒸发完成,或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后,及时铺筑BRA改性沥青混合料,确保粘层不受污染。
4) 施工前应对机械设备进行全面检查,确保摊铺过程中不发生故障,致使摊铺中断。
5)应使用摊铺机进行摊铺,摊铺机使用参数的选择与调整应按下列要求进行:
按使用说明书的规定和设计要求,对摊铺宽度、拱度、工作角等结构参数进行调整;针对实际情况,由专业技术人员对摊铺速度、振动频率、振动幅值等运行参数进行合理确定,在保证混合料摊铺速度和平整度的基础上,为后续的压实工作创造有利条件。
6)摊铺作业应符合以下要求:(见表6)
摊铺机就位并调整完毕后,应对熨平板进行预热和保温,使其温度保持在100℃左右;摊铺过程中运输车辆应持续不断地供料,使摊铺机分料室内改性沥青混合料的高度保持在标准状态,尽量缩短前后两运输车辆卸料的时间间隔;摊铺应缓慢、匀速、不间断进行,摊铺速度宜根据供料情况确定,并与压实相适应。通常不宜超过3~4m/s,摊铺过程中应尽量减少停顿次数。
表6、BRA岩沥青改性混合料现场施工温度控制(单位:℃)
到场温度 | ≥160 |
摊铺温度 | ≥155 |
初压温度 | ≥150,紧跟摊铺机 |
复压温度 | 紧跟初压 |
终压温度 | 表面≥90 |
7) 摊铺方式应按下列要求根据摊铺宽度确定:
采用多幅摊铺时,各幅摊铺宽度宜相同;采用单机进行不同宽度多次摊铺时,应尽可能先摊铺较窄的一幅;采用双机进行梯形递进作业时,后机与前机距离宜保持在5~10m,两摊铺面宜重叠5cm左右。
8)改性沥青混合料的松铺系数应根据试验段确定,摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡,达不到要求时,立刻进行调整。
9)摊铺过程中,应安排专人对改性沥青混合料的摊铺温度和松铺厚度进行实测控制和记录。
6、BRA改性沥青混合料的碾压
1) 碾压的质量关系到路面抗老化性能、高温抗车辙能力、低温抗裂纹能力、耐疲劳破坏能力、抗水剥离能力等一系列路用性能,是沥青路面施工过程中一个关键环节。碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行。
2)初压是为了稳定混合料,从而建立较强的承载能力,使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移。初压采用振动压路机静压,碾压速度小于4km/h。
3) 复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序,采用振动压路机振动碾压,碾压速度小于4km/h,每次碾压时钢轮应重叠10~20cm。
4) 终压,是为了消除轮迹,最后形成平整的表面,采用双钢轮压路机静碾压,碾压速度小于5km/h,在温度下降至不稳定区之前完成。
5) 碾压段的长度,应根据摊铺速度、混合料温度确定,一般可控制在50m左右。
6)对碾压成型的BRA改性沥青混合料进行全面的质量检测,包括压实度、空隙率及平整度等,检测应在面层成型冷却后进行,检测质量须符合要求。检测合格后开放交通。
7)试验段铺筑成功后,应对BRA改性沥青混合料面层进行全面施工技术总结,包括材料、采用的机械设备、施工工序、检测方法、质量控制等诸方面,积累经验,并提交最终的配合比设计和关键施工参数,以指导规模化施工。
2.6、接缝处理
1 纵缝处理应符合以下规定:
1)纵缝应采用热接缝,尽量避免冷接缝。
2)施工时,应由结构参数与运行参数应调成相同的两台摊铺机前后呈梯形平行作业,前后相距5~10m为宜。
3)接缝两侧摊铺层的横坡和厚度应协调一致,摊铺搭接重叠5~10cm。
4)上下层的纵缝不得重合,应错开30cm以上,上面层纵缝应顺直,且尽可能设在路面标线位置。
2 横缝处理应符合以下规定:
1)中面层可采用平接缝或斜接缝,表面层必须采用垂直平接缝。
2)相邻两幅及上下两层的横向接缝不能距离太近,宜错开2m以上。
3)每天施工结束前,在最后一车混合料即将用空时,应注意观察螺旋输送器内和熨平板前部混合料的堆积量,保持全宽范围内均匀一致,尽可能摊铺出一个垂直于路中线的整齐断面,切忌摊铺出一个长的斜面。对于末端约1m范围内的混合料,应切割后清除,并在接缝处对断面切口涂刷适量的沥青或乳化沥青。
4)第二天摊铺前,应对接缝处进行清扫,并用热料对接缝预热10min以上,或使用汽油喷灯对横缝里面进行适当加热。新铺面与冷面重叠搭接长度,平缝宜为 5~10cm,斜缝宜为0.4~0.8m。碾压时用耙子剔除粒径较大的粒料,简单整平后趁热碾压,并用3m直尺检查平整度。
2.7、开放交通及其他.
1、沥青混合料路面待摊铺层完全自然冷却,混合料表面温度低于50℃后,方可开放交通。若需提早开放交通时,可洒水冷却降低混合料温度。
2、铺筑好的沥青层必须严格控制交通,做好保护,保持整洁,不得造成污染,严禁在沥青层上堆放施工产生的土或杂物,严禁在已铺沥青层上制作水泥砂浆。
材料与设备
一、材料
1、沥青:
1)布敦岩沥青为产自印度尼西亚苏拉威西省布敦岛的纯天然岩沥青,原材料检测符合表1技术指标要求。
2)基质沥青应选用优质石油沥青,常用的重交通石油沥青的标号有A-70、A-90。
2、粗集料及矿粉:
1)粗集料应为洁净、干燥、无风化、无杂质的石灰岩或玄武岩。
3、细集料:
1)使用的细集料应为洁净、干燥、无杂质的石灰岩。
2)细集料可使用天然砂,但天然砂的含量不得大于集料总量的20%。集料的技术指标,应符合现行技术规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求
4、布敦岩改性沥青混合料的矿粉应采用石灰石加工而得。
二、设备
1、施工设备包括拌合设备、摊铺设备和碾压设备等:
1)拌合设备应采用3000型以上的间歇式拌和机,配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备,同时还须配备布敦岩沥青改性机和储油罐等设备。
2)摊铺机宜采用履带式摊铺机,根据施工道路的路幅宽度确定摊铺机的型号和数量,以保证摊铺质量和进度。
3 )碾压设备应配备足够数量的振动压路机和光轮压路机。
4 )常用的施工机械设备如表7所示。
表7、常用的施工机械设备
序号 | 机械名称 | 型号 | 单位 | 数量 |
1 | 沥青拌和站 | 3000型以上 | 台 | 1 |
2 | 改性设备 | 加工 | 套 | 1 |
3 | 沥青储存罐 | 套 | 1 | |
4 | 装载机 | ZL50 | 台 | 1 |
5 | 自卸汽车 | 解放 | 辆 | 10 |
6 | 沥青摊铺机 | ABG423 | 台 | 2 |
7 | 双驱双振双钢轮压路机 | BW202 | 台 | 2 |
8 | 小型双钢轮振动压路机 | LTC6 | 台 | 1 |
9 | 重型压路机 | 3Y18/20T | 台 | 1 |
10 | 洒水车 | 解放 | 辆 | 1 |
2、测量、试验设备
为配合原材料的检验、配合比的设计和改性沥青路面的施工,需配备表8所示的试验设备。
表8、测量、试验仪具
质量控制
一、本工艺依据的工程质量标准
1、《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)
2、《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1—2008)
3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)
4、《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005)
5、《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008)
6、设计文件的有关要求
二、质量保证措施
1、组织施工技术人员认真学习和熟悉设计图纸,理解设计意图,掌握施工要点,执行逐级技术交底工作制度。拌和机工作人员应严格注意配合比设计报告中布敦岩沥青的用量说明,确保严格按配比设计拌和混合料。
2、 严格执行有关工程规范、规程。
3、 坚持及时填报各种工程验收报表,工程的验收签证,施工日记等,建立技术档案,保存原始资料。
4、建立和健全试验机构,充实试验人员,认真做好原材料、试件的试验工作。
5、搞好施工机械设备的检修工作,经常保持机械设备的完好。
6、坚持施工放样复测制度,做到准确无误,杜绝出现测量质量事故。
7、施工中随时检测摊铺厚度和路面平整度,特别注意碾压程序和碾压遍数与试验段的一致,要有专人负责此项工作,发现问题及时处理。
三、对原材料的质量要求
1、布敦岩沥青按50t进行抽检一次,检测的主要指标是纯沥青的含量,要求不得低于20%。
2、 基质沥青的技术指标符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
3、粗集料的质量应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求,但建设单位单位或设计单位可根据当地气候情况及集料料源情况,在进行室内研究证明能符合路用性能要求后,提出适合本地区的技术指标。
4、粗集料有二个破碎面颗粒比例不少于80%,应选用反击式破碎机轧制的碎石。
5、对进场粗集料每500t检验一次。
6、细集料的质量应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求,对不合格的集料不得使用。
7、细集料每200t检验一次。
8、细集料为天然砂时,其规格应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的规定。
9、石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分,其规格应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的规定.机制砂宜采用专用的制砂机制造,并选用优质石料生产。
10、矿粉应干燥、洁净,其质量应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)的要求。
11、不得将拌和机回收的粉尘作为矿粉使用。
12、矿粉每200t检验一次。
四、对改性沥青混合料的制件与性能要求
1、BRA改性沥青混合料的配合比设计,按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定的马歇尔试验方法进行。各个阶段的配合比设计过程中,涉及原材料检验、合成级配的计算、压实试件的体积指标计算以及混合料性能检验等诸多环节必须正确进行,不得有误。
2、温度对压实BRA改性沥青混合料的性能有着显著影响,混合料拌和、试件击实温度要求分别不低于160℃和150℃。
3、进行目标配合比设计时,将沥青混合料拌和机提前预热至170℃,改性沥青在烘箱内加热至165℃,矿料在烘箱内加热至175℃。先将加热的粗细集料置于拌和机中,然后加入沥青,搅拌1.5min,暂停拌合,加入热矿粉后,继续搅拌1.5min。
4、在制作改性沥青过程中,必须保证BRA与基质沥青的比例要求。
5、经拌合而成的布敦岩沥青改性沥青混合料的各项技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)表3中的要求;同时符合表4、表5的高温性能、水稳性能、低温性能以及渗水指标的要求。
BRA岩沥青改性混合料生产的质量控制管理与其他沥青混合料基本相同,质量控制要求见表9。
表9、BRA岩沥青改性混合料生产的质量控制要求
五、施工过程中的质量控制(参照表10)
1、BRA改性沥青混合料的施工质量控制遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。
2、喷洒的粘层油必须呈均匀雾状,在路面全宽度内均匀分布成一薄层,不得有洒花漏空或成条状,也不得有堆积。喷洒不足的要补洒,喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人通过。 粘层油宜在当天洒布,待乳化沥青破乳、水分蒸发完成,或稀释沥青中的稀释剂基本挥发完成后,紧跟着铺筑BRA改性沥青混合料,确保粘层不受污染。
表10、BRA岩沥青路面现场施工质量的控制要求
检验项目 | 频率 | 质量标准 | 试验方法 |
外观 | 随时 | 平整密实,不得有明显轮迹、明显离析、裂缝、推挤、油包等缺陷 | 目测 |
接缝平整度 | 逐条缝检测评定 | 3mm | T 0931 |
摊铺温度 | 随时 | 符合本指南规定 | 插入式温度计实测 |
压实度 | 每2000m2检查1组逐个试件评定并计算平均值 | 最大理论密度的 93%, 实验室标准密度的 97% | T0924、T0922 |
现场空隙率 | 每2000m2检查1组逐个试件评定并计算平均值 | 与设计偏差±2% | T0924、T0922 |
渗水系数 | 每 1km不少于 5点,每点3处到平均值 | 150mL/min | T0971 |
其余检测项目按现行施工技术规范进行。
3、运输
1)混合料运输过程中应采取保温措施,防止混合料大幅降温,确保碾压温度不低于150℃。
2)运输车辆每次使用前后必须清扫干净,在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂,但不得有余液积聚在车厢底部。从拌和机向运料车上装料时,应多次挪动汽车位置,平衡装料,以减少混合料离析。
3)运料车辆进入摊铺现场行驶过程中避免急刹车、急弯调头对粘层油造成破坏。
4) 运料车在摊铺机前10~20cm处停位,空档等候,由摊铺机推进缓缓卸料,避免撞击摊铺机。
4、摊铺
1)摊铺机必须缓慢均匀、均匀、连续不断地摊铺,不得随意变换速度或中途停止,以提高平整度,并减少混合料的离析。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时,需分析原因,采取措施予以消除。
2)摊铺机应采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式自动找平,保证良好的平整度控制。
3)摊铺过程中应随时检查松铺厚度和压实厚度,当设计厚度在50mm以下时,允许质量偏差为设计厚度的5%,当设计厚度在50mm以上时,允许质量偏差为设计厚度的8% 。对检测的厚度按照质量评定标准的方法进行评定。
5、碾压
1)碾压按照初压、复压及终压三个阶段进行,碾压中特别注意对温度的检测,尽可能在较高的温度下及时压实,初始碾压温度应不低于145℃,碾压结束后温度应在90℃以上。不得在低温状况下反复碾压,避免石料棱角磨损、压碎,破坏集料嵌挤。
2)压路机应以慢而均匀的速度碾压,压路机的速度应符合表11的规定。压路机的碾压路线和碾压方向不应突然改变而导致混合料推移。碾压区的长度应大体一致,两端的折返位置随摊铺机前进而推进,横向不得在相同的断面上。
表11、压路机碾压速度(Km/h)
3 )BRA沥青混合料的初压应符合下列要求:
(1)初压应紧跟在摊铺机后碾压,并保持较短的初压区长度,以尽快使表面压实,减少热量损失。如果采用振动压路机直接碾压无严重推移且效果良好时,可免去初压,直接复压。
(2)应采用钢轮压路机静压1~2遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机,从外侧向中心碾压,在超高路段则由低向高碾压,在坡道上应将驱动轮从低处向高处碾压。
(3)初压后应检查平整度、路拱,有严重缺陷时进行整修乃至返工。
4) BRA沥青混合料的复压应符合下列要求:
(1)复压应紧跟在初压后进行,且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度应尽量缩短,要求不超过70m。
(2)当采用三轮钢筒压路机时,总质量不宜小于12t,相邻碾压带应重叠后轮1/2的碾压轮宽度,并不小于200mm。
(3)对路面边缘、加宽及港湾式停车带等大型压路机难以碾压的部位,宜采用小型振动压路机作补充碾压。
5)BRA沥青混合料的终压应紧跟复压后进行,如经复压后已无明显轮迹时可免去终压。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压不宜小于2遍,至无明显轮迹为止。
6)压实度每2000m2钻取1个芯样,按逐个试件评定并计算平均值;标准密度采用实验室密度的97%。同时计算试件的空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等指标,并与规范的规定值进行比较。
6、必须注意天气预报,及时掌握天气状况,采取必要措施防止施工期间混合料被雨淋;坚决杜绝气温较低时进行混合料铺筑。
Claims (8)
1.环保型改性HMA面层的施工工艺,包括以下步骤:
1)拌合站及设备安装调试;
2)目标配合比设计;
3)生产配合比;
4)生产配合比验证;
5)运输、摊铺及压实;
其特征在于:所述拌合站及设备安装调试步骤:选择与被施工路段较近的地域为建设拌合站,安装设备并保养调试,拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求,集料场地及场内道路硬化,集料分隔储存,细集料采取覆盖措施;所述目标配合比设计步骤:确定改性沥青混合料及矿料为布敦岩天然沥青BRA、基质沥青、粗集料和细集料,并对材质进行检验与试验,根据规范要求选择粗细集料及矿粉,并对其性能指标加以检验,选择合格的原材料,按马歇尔试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等,各指标应符合规范的要求,确定布敦岩天然沥青BRA与基质沥青的质量为1:4;所述生产配合比步骤:生产配合比设计用原材料应与目标配比设计的一致,根据目标配合比设计的冷料用量比例,调整冷集料斗的上料速度给拌合机组供料,从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分,得到筛分曲线,进行生产级配设计,应反复调整冷料仓供料比例,达到供料平衡后,确定热料仓各种矿料配合比例,根据热料仓矿料级配,以目标配比确定的最佳沥青含量为中值;所述生产配合比验证步骤:生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比,试验段铺筑包括沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节,混合料拌和集料加热温度控制在180~190℃,沥青混合料的拌和温度为165~175℃,沥青混合料应随拌随用,拌合时间不少于35s,确保混合料拌合均匀,无花白料、结团或离析现象,试验室应从拌和机拌和的布敦岩天然沥青BRA改性沥青混合料中取样,进行混合料性能检验,检验的内容包括马歇尔试验和抽提筛分试验,并将试验的结果进行记录、分析,与规范和标准进行对比,及时发现问题,纠正偏差;所述运输、摊铺及压实步骤:根据步骤3)及步骤4)试验后生成出的混合料,应采用较大吨位的自卸汽车,其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调,确保摊铺时混合料的供应不间断,混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施,防止混合料冷却或受到污染,摊铺前,应对下承层的施工质量进行全面的检查验收,达到标准后方可进行混合料的摊铺,在混合料铺筑之前,需在混合料下承层表面洒布粘层油,待布粘层油破乳、水分蒸发完成,或基本挥发完成后,及时铺筑混合料,确保粘层不受污染,施工前应对机械设备进行全面检查,确保摊铺过程中不致摊铺中断,然后进行混合料的碾压,碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行,碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压实度、空隙率及平整度等检测,检测质量须符合要求,检测合格后开放交通。
2.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述布敦岩天然沥青BRA的颗粒直径≤3mm,沥青含量≥30%,密度15℃≤1.8g/cm3,闪点≥240℃,矿物质(以灰分计)≤70%。
3.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述基质沥青的技术指标,应符合现行规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。
4.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述粗集料的技术指标,应符合现行技术规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求;细集料符合现行技术规范的要求,对于高速公路和一级公路,细集料应采用机制砂,且其中亚甲蓝值的技术标准为≤1.5kg/g。
5.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述混合料拌和集料加热温度为160℃,沥青混合料的拌和温度为150℃。
6.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述粘层油宜采用沥青洒布车喷洒,并选择适宜的喷嘴,洒布速度和喷洒量保持稳定,喷洒的粘层油必须呈均匀雾状,在路面全宽度内均匀分布成一薄层,不得有洒花漏空或成条状,也不得有聚积,喷洒不足的要补洒,喷洒过量应予铲除,喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人通过。
7.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述碾压阶段中,初压是为了稳定混合料,从而建立较强的承载能力,使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移;初压采用振动压路机静压,碾压速度小于4km/h;复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序,采用振动压路机振动碾压,碾压速度小于4km/h,每次碾压时钢轮应重叠10~20cm;终压,是为了消除轮迹,最后形成平整的表面,采用双钢轮压路机静碾压,碾压速度小于5km/h,在温度下降至不稳定区之前完成;碾压段的长度,应根据摊铺速度、混合料温度确定,一般可控制在50m左右。
8.根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺,其特征在于:所述混合料进行铺筑,应在气温高于10℃时进行。
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