溫拌瀝青混合料施工技術(shù)

溫拌瀝青混合料施工技術(shù)從目前使用數(shù)量比例看，熱拌瀝青混合料占絕大多數(shù)。隨著人們認(rèn)識水平的不斷提高，熱拌瀝青混合料在拌和、運(yùn)輸及攤鋪過程中出現(xiàn)的有害氣體排放、過多能耗以及熱老化等問題，逐步被人們所關(guān)注；而冷拌瀝青混合料，盡管在環(huán)保、能耗等方面有很大優(yōu)勢，但由于其路用性能與熱拌瀝青混合料相比還有較大差距，因此只能用于瀝青路面的養(yǎng)護(hù)、低交通量路面、中重交通量路面的下面層和基層。鑒于此，如何保留熱拌瀝青混合料性能良好的特點(diǎn)并克服其存在的問題，或從另外一個(gè)角度說，如何保留冷拌瀝青混合料在環(huán)保、節(jié)能等方面優(yōu)勢的同時(shí)克服其性能尚有差距的不足，溫拌瀝青應(yīng)用而生。1黃平路面層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中粒式瀝青混凝土AC-16C（溫拌型） 5cm改性乳化瀝青粘層粗粒式瀝青混凝土AC-25C 7cm改性乳化瀝青封層2溫拌瀝青混合料性能研究為驗(yàn)證溫拌瀝青混合料的路用性能，本次大修對其性能特點(diǎn)進(jìn)行了研究。溫拌瀝青混合料拌和溫度一般為110?130°C（針對普通瀝青而言，改性瀝青的拌和溫度還需要提高一些）。采用溫拌瀝青混合料可很好地緩解熱拌瀝青混合料由于高溫拌和而導(dǎo)致的幾個(gè)問題：a）高溫下的有害氣體排放問題。據(jù)國外的檢測報(bào)告，瀝青混合料從熱拌轉(zhuǎn)為溫拌可使二氧化碳CO2排放減少約1/2，一氧化碳CO排放減少約2/3,二氧化硫SO2減少40%,氧化氮NOX類減少近60%,采用溫拌瀝青混合料技術(shù)的環(huán)保效益是非常明顯的。b）能耗問題。據(jù)國外文獻(xiàn)報(bào)道，采用溫拌瀝青混合料可降低燃油消耗30%以上。c）高溫施工導(dǎo)致的瀝青老化問題。熱拌瀝青混合料的拌和及攤鋪溫度是相當(dāng)高的,瀝青的老化是難以避免的。本次溫拌瀝青主要是通過表面活性劑法來實(shí)現(xiàn)的,基于表面活性劑法的溫拌瀝青混合料在基本不改變?yōu)r青混合料材料配比和施工工藝的前提下,瀝青混合料拌和溫度在降低30?40C以上時(shí)，使其性能完全達(dá)到熱拌瀝青混合料的要求。綜上所述,溫拌瀝青混合料完全能達(dá)到相應(yīng)熱拌瀝青混合料的性能,部分指標(biāo)還有所提高，同時(shí)還具有害氣體排放少和在較低溫度下仍有良好壓實(shí)性能等特點(diǎn)。溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料一樣，適用于路面工程的各瀝青結(jié)構(gòu)層，尤其適用于：a）對環(huán)保要求高的城市道路、人口密集區(qū)道路等工程；b）道路維修養(yǎng)護(hù)時(shí)罩面工程；c）早春、秋末及初冬施工環(huán)境溫度較低時(shí)的工程。本次大修以上3種特性均存在，所以在設(shè)計(jì)時(shí)上面層選擇了溫拌AC-16C型瀝青混凝土。3溫拌AC-16C型混合料配合比設(shè)計(jì)3.1原材料性能檢驗(yàn)3.1.1瀝青本次混合料配合比設(shè)計(jì)采用的是遼河90號瀝青，使用前對瀝青各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了測試。通過檢測，瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范中A級瀝青技術(shù)指標(biāo)要求，其中含蠟量2.0%，可以用于瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。3.1.2粗集料粗集料為拌合設(shè)備四倉、三倉、二倉中的礦料，其性能見表1.表衛(wèi)石灰?guī)r翹集科力學(xué)指標(biāo)指標(biāo)試驗(yàn)值規(guī)疤要求規(guī)格四倉三倉 1二卷石料壓碎值%19.3宀卜于等于2E洛總磯磨耗植%21.5小于等于28毛體積相對密度g/cm32,8052.7752.7S7大于等于2..600吸水率%0.310.350.52外于等于N0針片狀題粒警童3.2小于等于12%9.310.1小于等于水洗法小于0.075含壘 0.5%0.70.8小于等于1從表1試驗(yàn)結(jié)果看，該粗集料性能滿足規(guī)范要求，可用于溫拌AC-16C型瀝青混合料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。3.1.3細(xì)集料瀝青路面采用的細(xì)集料應(yīng)系干凈、堅(jiān)硬、堅(jiān)固的并略帶有棱角的顆粒，無黏土或少有泥土、粉土或其他有害物質(zhì)的松散顆粒材料。本次檢驗(yàn)中采用的細(xì)集料為拌合設(shè)備一倉中的礦料，其性能見表2.表2細(xì)集料性能檢驗(yàn)指標(biāo)試驗(yàn)值技術(shù)要求規(guī)搭視密度2,740大于等于2.500砂當(dāng)奉%76犬于等于自0本次試驗(yàn)采用的細(xì)集料性能滿足規(guī)范要求，可以用于溫拌AC-16C型瀝青混合料中。3.1.4礦粉用于工程的石灰石粉作為填料應(yīng)是干燥、松散而且無泥土、雜質(zhì)和成團(tuán)。本次試驗(yàn)采用的礦粉為昌平生產(chǎn)的石灰石粉，其技術(shù)指標(biāo)見表3.表3礦粉的技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)試驗(yàn)值規(guī)范要求視密度2.759大于等于2.500含水量%0,40小于等于L.0粒度范圍小T0.6mm100100%小于0.15mm95.690^100小于0■陽mm80,675—100外觀符合要求無團(tuán)粒結(jié)塊親水系數(shù)0.5小于i從表3結(jié)果可以看出，礦粉各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，可以使用。3.1.5添加劑添加劑由原液與水按16:100的比例配制而成，并加酸調(diào)整pH值為2.5,生產(chǎn)時(shí)溫度保持在70°C左右，需要一定的保溫措施，劑量按添加劑：瀝青=1:19的比例添加。3.2瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)321礦料的篩分及材料組成設(shè)計(jì)根據(jù)原材料的篩分結(jié)果，參照目標(biāo)配合比確當(dāng)?shù)牡V料比例上料，從各熱料倉取料進(jìn)行篩分，按照J(rèn)TGF40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求，采用人機(jī)對話的方式進(jìn)行試驗(yàn)，從而確定各熱料倉和礦粉等各材料的配合比例，并計(jì)算出礦料混合料合成毛體積相對密度。3.2.2油石比的確定確定礦料合成級配后，參照目標(biāo)配合比確當(dāng)?shù)淖罴延褪龋醋罴延褪韧?.3%3個(gè)油石比，成型馬歇爾試件，對試件進(jìn)行體積指標(biāo)計(jì)算和分析并進(jìn)行穩(wěn)定度、流值試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4.根據(jù)瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)要求，確定瀝青混合料的最佳油石比見表5.表4試驗(yàn)結(jié)果匯總表油石比%理論農(nóng)犬相對密度毛悴積相對密度空隙率％%VFA%穩(wěn)左度kN流值O.Imm4_22,5932.4525.414.963.58.732434.52.5812.4644.514.759.29.2228.94.82,5692.4584315.271.58.5334.0規(guī)定值——4?右大于等于14,565^75犬于等于昌15—40表5溫拌AC-16C型瀝青混合料最佳油石比計(jì)算I巫目■a-1.□334OAClOACrninOACmascOACzOAC4.554.484.324.534.454.244.804.524.50拌AC-16C型混合料的配合比設(shè)計(jì)是合理的。根據(jù)計(jì)算確定油石比4.5%.3.2.3生產(chǎn)配合比匯總本次生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果匯總見表3-6。表6溫拌AC-16C型瀝青混合料生產(chǎn)配合比匯總集料四三倉C%)二倉(%)倉(%)礦粉油石比飩)施工控制溫拌AC-16C234215L554.52.4643.3路用性能檢驗(yàn)根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40—2004的要求，對設(shè)計(jì)的瀝青混合料性能應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，針對溫拌AC-16C型瀝青混合料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和在瀝青面層中的層位及其受力特點(diǎn)，對溫拌AC-16C型瀝青混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和滲水情況等檢驗(yàn)。3.3.1高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)在室內(nèi)試驗(yàn)中，一般以動(dòng)穩(wěn)定度和馬歇爾穩(wěn)定度為評價(jià)指標(biāo)來檢驗(yàn)混合料的高溫穩(wěn)定性，而其中最直觀地體現(xiàn)混合料高溫條件下抗車轍能力的指標(biāo)是混合料的動(dòng)穩(wěn)定度。本次配合比設(shè)計(jì)中對溫拌AC-16C型混合料進(jìn)行了車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)得到的動(dòng)穩(wěn)定度結(jié)果見表7.表7溫拌AC-16C混合料生產(chǎn)配合比檢驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目單位試驗(yàn)信規(guī)范要求試驗(yàn)方法車轍試驗(yàn)花此)動(dòng)穩(wěn)定度DS1202大于等于1000T0719水穩(wěn)宦性菠留馬歇爾穗定摩%82,1大于等于□0T0709凍融劈裂殘留強(qiáng)度比%76.2犬于等于75T0729滲水系數(shù)rnL/min基本不透水，卜于等于120T0730從表7中可以看出，溫拌AC-16C型瀝青混合料水穩(wěn)定性能夠滿足規(guī)范要求。說明溫拌AC-16C型混合料的配合比設(shè)計(jì)是合理的。4溫拌瀝青混合料的拌制、運(yùn)輸和攤鋪本次溫拌瀝青混合料的拌制溫度控制在120?130°C.運(yùn)輸按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)對熱拌瀝青混合料的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。本次施工攤鋪溫度控制在100C.5溫拌瀝青混合料的壓實(shí)為達(dá)到良好的壓實(shí)效果，使用大噸位的雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)和大噸位的膠輪壓路機(jī)。一般情況下，單幅攤鋪（不超過6m）需要配置1臺初壓雙鋼輪振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)（11?13t）,1臺復(fù)壓膠輪壓路機(jī)（25?35t）,1臺終壓雙鋼輪振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)（10?15t）。如果采取雙機(jī)梯隊(duì)或者一次性攤鋪寬度超過6m攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，至少需要配置2臺初壓雙鋼輪振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)（11?18t）,2臺復(fù)壓膠輪壓路機(jī)（25?35t）,1臺終壓雙鋼輪振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)（10?15t）。在不產(chǎn)生嚴(yán)重推移和裂縫的前提下，初壓、復(fù)壓、終壓都應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)，并在盡可能高的溫度下進(jìn)行。同時(shí)不得在過低溫度狀況下反復(fù)碾壓，使石料棱角磨損、壓碎，破壞集料嵌擠。根據(jù)混合料的級配類型、天氣情況，選擇合理的碾壓工藝。黃平路采用的碾壓工藝為：a）初壓2遍，選擇11t雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓，壓實(shí)速度2?3km/h.第1遍進(jìn)碾壓時(shí)發(fā)生推移，采用了靜壓，其他采用振壓。b）復(fù)壓2?4遍，采用25t膠輪壓路機(jī)，壓實(shí)速度為2?4km/h.c）終壓2遍，選擇13t雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，采用振、靜結(jié)合方式，收光采用靜壓，壓實(shí)速度為3?5km/h.為保證壓實(shí)過程中不出現(xiàn)沾輪現(xiàn)象，振動(dòng)壓路機(jī)水箱中加入了少量的表面活性劑，并盡可能減少了灑水量，確保了終壓溫度始終控制在70°C以上。6溫拌瀝青混合料現(xiàn)場排放物的檢測在每臺班的施工攤鋪過程中對混合料進(jìn)行抽提和馬氏試驗(yàn)，并對壓實(shí)成型的面層鉆取芯樣進(jìn)行了檢測，通過檢測各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。施工期間請相關(guān)部門對現(xiàn)場瀝青煙、苯可容物等有害物質(zhì)的排放進(jìn)行了檢測，見表8.表8施工現(xiàn)場排放物檢測情況一覽表測試項(xiàng)目單位熱樣溫樣減少幅度瀝青咽mg/m321.11,791.9苯可溶物mg/m319.50.581:97.0苯并［町花mg/m30.0944O.OL8780.2