CN107905052A - 一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于道路工程技术领域，涉及一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法。所述施工方法包括：(1)选择在风速≤3级、气温≥0℃的天气条件下进行施工；(2)沥青混合料拌合，拌和温度及出厂温度均控制在175～185℃；(3)沥青混合料运输至施工现场；(4)沥青混合料摊铺；(5)沥青混合料碾压：控制初压温度不低于130℃，终压温度不低于70℃。本发明所述方法一方面提高了拌合、出料、摊铺等关键环节的温度，另一方面采用温拌技术，即添加温拌剂来改善沥青混合料可压实特性；保证了沥青混合料的最低可压实温度和可有效碾压施工时间，达到了与在常温环境下施工相同的压实效果；加快了施工进度，缩短了工期。

Description

一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法
技术领域
本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法。
背景技术
常规的沥青混合料拌合及施工多为热拌热压和温拌温压两种，前者用于温度高于10℃的施工环境，在拌和、摊铺及碾压时需要较高的温度；后者采用在沥青混合料拌合时掺入温拌剂，降低混合料的粘度，从而可以在较低的环境温度下进行拌合、摊铺和碾压施工，且路用性能符合规范要求，多用于中国南方等冬季温度相对较高的地区。
中国北方地区冬期沥青混凝土路面施工，由于施工现场气温较低，风力较大，导致沥青混合料温度散失加快，容易出现混合料有效碾压时间较短，压实度不足，施工质量不能满足要求等情况，所以亟需根据低温环境下沥青混合料的温度散失的情况，对拌合及施工技术进行充分优化和改良，保证沥青混合料的到场温度，保证在高于掺加温拌剂沥青混合料的最低可压实温度时及时组织施工。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，克服北方冬季低温环境对沥青混凝土施工的不利影响，提供一种在低温环境下的沥青混凝土施工技术，以保证沥青混合料的最低可压实温度和可有效碾压施工时间，达到与在常温环境下施工相同的压实效果。
本发明解决问题的技术方案是：一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，包括如下步骤：
(1)选择在风速≤3级、气温≥0℃的天气条件下进行施工，3级风速为12～19km/h(千米/小时)；但乳化沥青粘层施工环境温度不得低于3℃；
(2)沥青混合料拌合：
(2.1)称量集料，将称量后的集料投放入拌缸中；
(2.2)集料加热，在热集料中添加温拌剂并干拌至少15秒，使温拌剂完全熔融，加热温度控制在160～165℃；
(2.3)在拌缸中喷入SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)改性沥青与矿粉，并湿拌60～65秒，拌和温度及出厂温度均控制在175～185℃，若出厂温度高于195℃则将沥青混合料废弃；
其中，温拌剂的添加量为SBS改性沥青质量的4％；
(3)沥青混合料运输至施工现场：控制沥青混合料运至施工现场的温度不小于160℃；
(4)沥青混合料摊铺：
(4.1)摊铺机就位后，安装、调试基准梁，提前1小时使熨平板进行预热，使熨平板的温度达到100℃以上；调整熨平板仰角、夯锤振频与振幅，采用高频低幅，确保摊铺的混合料有足够的初始密度，控制摊铺机搅轮缓慢连续旋转布料；
(4.2)摊铺机进行连续均匀摊铺，摊铺速度控制在2～3m/min(米/分钟)之间，保持缓慢、均匀、不间断地摊铺，同时控制沥青混合料的摊铺温度不低于150℃；
(5)沥青混合料碾压：通过碾压设备进行碾压，碾压包括初压、复压和终压，控制初压温度不低于130℃，终压温度不低于70℃，开放交通路表温度不高于50℃。
进一步地，步骤(3)包括如下步骤：
(3.1)在运料车装料前，将车箱清理干净，车箱底板及周壁涂一层隔离剂，防止沥青混合料粘结，避免余液积聚在车厢底部；
(3.2)拌和机向运料车卸料，每卸一斗沥青混合料，挪动一下运料车的位置，以避免离析现象；
(3.3)用防火棉被包裹车厢四周和车厢顶部，以减少沥青混合料的温度损失和环境污染，在摊铺之前不得掀除棉被；
(3.4)当运输至施工现场后，运料车停在摊铺机前15～25cm(厘米)处，卸料过程中应挂空档靠近摊铺机推动前进。
进一步地，步骤(4)中，摊铺时，控制沥青混合料的松铺系数为1.2；并且为了保证路面的厚度和面层平整度，摊铺机两侧采用平衡梁找平。
进一步地，用数显插入式热电偶测温仪检测沥青混合料的出厂温度和运至施工现场的温度，插入深度不小于20cm。
进一步地，步骤(4)中，采用摊铺机梯队作业，实施整幅全宽摊铺；前后摊铺机距离不超过10m，前后两台摊铺机轨道应有7～10cm重叠；施工时将已摊铺沥青混合料部分留出15～20cm宽暂时不碾压，形成纵向接缝，作为后面摊铺的高度基准面，以热接缝形式在最后做跨接缝碾压，以消除缝迹。
进一步地，步骤(5)中，控制初压温度为130～150℃。
进一步地，步骤(5)中，所述碾压设备包括4台钢轮压路机和3台胶轮压路机，碾压段落长度控制在30～50m，完成碾压的时间控制在14分钟以内。
进一步地，在碾压施工过程中，钢轮压路机采用棉帆布棚挡风，钢轮压路机在钢轮上喷洒热水，胶轮压路机在胶轮上喷洒或涂刷含有菜籽油或隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。
进一步地，步骤(5)中，碾压1个来回为一遍，初压采用钢轮压路机静碾0.5遍；复压跟随初压，复压先采用钢轮压路机以高频低幅振动碾压2.5遍，再用胶轮压路机碾压4遍；终压采用钢轮压路机静碾收面，终压遍数以达到消除轮迹为止。
进一步地，步骤(5)中，碾压顺序为在纵缝先压过以后再由低向高碾压，相邻两碾压道相互重叠，轮迹重叠宽度不小于15cm。
优选地，实时检查温度、厚度、横坡度，发现偏差及时调整。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，通过热拌温压技术，有效延长了可施工碾压的时间区段，一方面在不影响沥青混合料老化性能的基础上提高了拌合、出料、摊铺等关键环节的温度，另一方面采用温拌技术，即添加温拌剂来改善沥青混合料可压实特性，进一步延长了可施工时间。常规改性沥青混合料拌和温度一般为165～175℃，初压温度为155～165℃，而本发明的热拌温压技术，使得沥青混合料拌和温度为175～185℃。通过掺加温拌剂，改善了沥青混合料的和易性，初压温度不低于130℃时即可满足施工要求；
2、本发明所述施工方法保证了沥青混合料的最低可压实温度和可有效碾压施工时间，达到了与在常温环境下施工相同的压实效果；
3、本发明所述施工方法有效改进了施工质量，加快了施工进度，缩短了工期。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明。
一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，包括如下步骤：
(1)选择在风速≤3级、气温≥0℃的天气条件下进行施工，3级风速为12～19km/h(千米每小时)；但乳化沥青粘层施工环境温度不得低于3℃；
(2)沥青混合料拌合：
(2.1)称量集料，将称量后的集料投放入拌缸中；
(2.2)集料加热，在热集料中添加温拌剂并干拌至少15秒，使温拌剂完全熔融，加热温度控制在160～165℃；
(2.3)在拌缸中喷入SBS改性沥青与矿粉，并湿拌60～65秒，拌和温度及出厂温度均控制在175～185℃，若出厂温度高于195℃则将沥青混合料废弃；
其中，温拌剂的添加量为SBS改性沥青质量的4％；
(3)沥青混合料运输至施工现场：控制沥青混合料运至施工现场的温度不小于160℃：
(3.1)在运料车装料前，将车箱清理干净，车箱底板及周壁涂一层隔离剂，防止沥青混合料粘结，避免余液积聚在车厢底部；
(3.2)拌和机向运料车卸料，每卸一斗沥青混合料，挪动一下运料车的位置，避免离析现象；
(3.3)用防火棉被包裹车厢四周和车厢顶部，以减少沥青混合料的温度损失和环境污染，在摊铺之前不得掀除棉被；
(3.4)当运输至施工现场后，运料车停在摊铺机前15～25cm处，卸料过程中应挂空档靠近摊铺机推动前进；
(4)沥青混合料摊铺：
(4.1)摊铺机就位后，安装、调试基准梁，提前1小时使熨平板进行预热，使熨平板的温度达到100℃以上；调整熨平板仰角、夯锤振频与振幅，采用高频低幅，确保摊铺的混合料有足够的初始密度，控制摊铺机搅轮缓慢连续旋转布料；
(4.2)摊铺机进行连续均匀摊铺，摊铺速度控制在2～3m/min之间，保持缓慢、均匀、不间断地摊铺，同时控制沥青混合料的摊铺温度不低于150℃；
摊铺时，控制沥青混合料的松铺系数为1.2；并且为了保证路面的厚度和面层平整度，摊铺机两侧采用平衡梁找平；采用摊铺机梯队作业，实施整幅全宽摊铺；前后摊铺机距离不超过10m，前后两台摊铺机轨道应有7～10cm重叠；施工时将已摊铺沥青混合料部分留出15～20cm宽暂时不碾压，形成纵向接缝，作为后面摊铺的高度基准面，以热接缝形式在最后做跨接缝碾压，以消除缝迹；
(5)沥青混合料碾压：通过碾压设备进行碾压，碾压包括初压、复压和终压，控制初压温度不低于130℃，优选地，控制初压温度为130～150℃；终压温度不低于70℃，开放交通路表温度不高于50℃；所述碾压设备包括4台钢轮压路机和3台胶轮压路机，碾压段落长度控制在30～50m，完成碾压的时间控制在14分钟以内；在碾压施工过程中，钢轮压路机采用棉帆布棚挡风，钢轮压路机在钢轮上喷洒热水，胶轮压路机在胶轮上喷洒或涂刷含有菜籽油或隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失；碾压1个来回为一遍，初压采用钢轮压路机静碾0.5遍；复压紧跟初压，复压先采用钢轮压路机以高频低幅振动碾压2.5遍，再用胶轮压路机碾压4遍；终压采用钢轮压路机静碾收面，终压遍数不限，直至消除轮迹；碾压顺序为在纵缝先压过以后再由低向高碾压，相邻两碾压道相互重叠，轮迹重叠宽度不小于15cm。
进一步地，用数显插入式热电偶测温仪检测沥青混合料的出厂温度和运至施工现场的温度，插入深度不小于20cm。
优选地，实时检查温度、厚度、横坡度，发现偏差及时调整。
本发明所述施工方法通过对不同的沥青混合料拌合温度，摊铺和碾压施工温度下的施工质量进行对比分析，检测温度散失情况并绘制温度曲线，得到最优的冬季沥青混合料拌合及施工和碾压温度。
下面以类型为AC-13C的混合料为例，说明采用本发明中的热拌温压技术的沥青混合料的各项性能指标。本实施例通过实验和检测，得到如下结果：
表1 热拌温压技术对沥青混合料压实性能的影响
表2：热拌温压技术对AC-13C沥青混合料高温性能的影响如下：
表3 热拌温压技术对AC-13C沥青混合料低温性能的影响
表4 马歇尔击实试验结果
室内马歇尔试件在同样的冲击荷载下成型，降低30℃～40℃成型的掺加4％温拌剂的试件与热拌混合料试件的空隙率接近(空隙率在±0.5％以内)。
表5 沥青混合料施工温度及压实度统计表
各项耐久性能指标：
表6 马歇尔残留稳定度试验报告
注：马歇尔击实温度为155℃。
表7 冻融劈裂试验报告
表8 低温弯曲试验报告
试件破坏时的抗弯拉强度RB(MPa) 8.91
试件破坏时的最大弯拉应变εB(με) 2578
试件破坏时的弯曲劲度SB(MPa) 3457
注：马歇尔密度2.531g/cm3，试验温度：-10℃。
表9 动稳定度试验报告
注：试验温度60℃，试验轮接地压强：0.7MPa。
试验结果表明：掺加4％温拌剂对沥青混合料性能指标没有影响，各项检测指标均满足施工技术要求，本发明所述施工方法中的热拌温压技术有效增大了沥青混合料降温区间，延长混合料有效碾压时间，从而保证冬季低温环境下施工沥青混合料达到与常温下热拌沥青混合料同等的压实效果。
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种在低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)选择在风速≤3级、气温≥0℃的天气条件下进行施工；
(2)沥青混合料拌合：
(2.1)称量集料，将称量后的集料投放入拌缸中；
(2.2)集料加热，在热集料中添加温拌剂并干拌至少15秒，使温拌剂完全熔融，加热温度控制在160～165℃；
(2.3)在拌缸中喷入SBS改性沥青与矿粉，并湿拌60～65秒，拌和温度及出厂温度均控制在175～185℃，若出厂温度高于195℃则将沥青混合料废弃；
其中，温拌剂的添加量为SBS改性沥青质量的4％；
(3)沥青混合料运输至施工现场：控制沥青混合料运至施工现场的温度不小于160℃；
(4)沥青混合料摊铺：
(4.1)摊铺机就位后，安装、调试基准梁，提前1小时使熨平板进行预热，使熨平板的温度达到100℃以上；
(4.2)摊铺机进行连续均匀摊铺，摊铺速度控制在2～3m/min之间，同时控制沥青混合料的摊铺温度不低于150℃；
(5)沥青混合料碾压：通过碾压设备进行碾压，碾压包括初压、复压和终压，控制初压温度不低于130℃，终压温度不低于70℃，开放交通路表温度不高于50℃。
2.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(3)包括如下步骤：
(3.1)在运料车装料前，将车箱清理干净，车箱底板及周壁涂一层隔离剂；
(3.2)拌和机向运料车卸料，每卸一斗沥青混合料，挪动一次运料车的位置；
(3.3)用防火棉被包裹车厢四周和车厢顶部；
(3.4)当运输至施工现场后，运料车停在摊铺机前15～25cm处。
3.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(4)中，摊铺时，控制沥青混合料的松铺系数为1.2，并且摊铺机两侧采用平衡梁找平。
4.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，用数显插入式热电偶测温仪检测沥青混合料的出厂温度和运至施工现场的温度，插入深度不小于20cm。
5.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(4)中，采用摊铺机梯队作业，实施整幅全宽摊铺；前后摊铺机距离不超过10m，前后两台摊铺机轨道应有7～10cm重叠；施工时将已摊铺沥青混合料部分留出15～20cm宽度不碾压，以便形成纵向接缝，作为后面摊铺的高度基准面，以热接缝形式在最后做跨接缝碾压。
6.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(5)中，控制初压温度为130～150℃。
7.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(5)中，所述碾压设备包括4台钢轮压路机和3台胶轮压路机，碾压段落长度控制在30～50m，完成碾压的时间控制在14分钟以内。
8.根据权利要求7所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，在碾压施工过程中，钢轮压路机采用棉帆布棚挡风，钢轮压路机在钢轮上喷洒热水，胶轮压路机在胶轮上喷洒或涂刷含有菜籽油或隔离剂的水溶液。
9.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(5)中，碾压1个来回为一遍，初压采用钢轮压路机静碾0.5遍；复压跟随初压后进行，复压先采用钢轮压路机以高频低幅振动碾压2.5遍，再用胶轮压路机碾压4遍；终压采用钢轮压路机静碾收面，终压次数以能够消除轮迹为止。
10.根据权利要求1所述的低温季节的热拌温压沥青混凝土施工方法，其特征在于，步骤(5)中，碾压顺序为在纵缝先压过以后再由低向高碾压，相邻两碾压道相互重叠，轮迹重叠宽度不小于15cm。
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