温拌沥青混合料沥青路面施工工法.docx
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温拌沥青混合料沥青路面施工工法
温拌沥青混合料沥青路面施工工法
无锡市交通工程有限公司
目录
1前言3
2工法特点3
3适用范围4
4工艺原理4
5施工工艺流程及操作要点4
5.1施工工艺流程图4
5.2工法操作要点5
6材料与设备12
6.1原材料要求12
6.2机械设备16
7质量控制16
8安全措施21
9环保措施21
10效益分析22
10.1经济效益22
10.2社会效益22
11应用实例23
温拌沥青混合料沥青路面施工工法
1前言
目前,道路建设中的沥青路面基本上都采用的是传统的热拌沥青混合料HMA(HotMixAsphalt)。
由于HMA要求的施工温度很高,在生产过程中需要将沥青和集料加热到很高的温度,不仅要消耗大量的能源,而且在生产和施工的过程中还会排放出大量的废气和粉尘,严重影响周围的环境质量和施工人员的身体健康,使用HMA的负面影响就是环境的破坏、能源的大量消耗和人的生存圈的缩小。
为了弥补HMA的不足,人们研制出了温拌沥青混合料WMA(WarmMixAsphalt)这种新的环保节能产品,它比热拌沥青混合料HMA的施工温度低20-30℃。
会大量减少烟薰及其他有害物质的散发,这将极大地减轻混合料生产过程中可能对人造成潜在的伤害,保护施工人员的身体健康。
2工法特点
2.1较低的拌和及摊铺温度,会大量减少烟薰及其他有害物质的散发,这将极大地减轻混合料生产过程中可能对人造成潜在的伤害,保护施工人员的身体健康。
2.2较低能源消耗,拌和及摊铺温度降低了20-30℃左右,这对我国这样能源短缺的能源消耗大国而言,具有重要的意义。
2.3由于生产温度的降低,混合料对钢铁制成的生产设备的损耗也相应降低,可以延长设备的使用期,降低成本。
2.4降低生产的温度可以减小沥青混合料在生产过程中的老化,提高路用性能,延长沥青路面的使用寿命。
2.5由于温拌沥青混合料在摊铺和碾压时温度较低,在碾压完成以后可以较早的开放交通。
2.6温拌沥青混合料在拌和时减少了沥青烟有毒物质的排放,降低对环境的污染和对施工人员健康的损害,对于今后隧道的施工可以大大地提高施工的效率。
2.7可以延长施工季节,在较冷的气候条件下也可以施工,提高施工单位的施工效率。
2.8较好的保温性能,特别是在冬季气温较低情况下,能减少施工的难度,确保碾压后路面实体质量。
3适用范围
本工法适用于各种等级道路沥青混凝土路面的施工。
4工艺原理
温拌沥青混合料(WarmMixAsphalt简称WMA)是一种环保型的沥青混合料,通过降低沥青结合料的粘度,从而使混合料能在相对较低的温度下进行拌和、摊铺和碾压。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程图(见图5.1)
下承层验收
测量放样
配合比设计及验证
沥青混合料的拌和
混合料检测
沥青混合料的运输
沥青混合料的摊铺
检测松铺厚度、标高
沥青混合料的碾压
封闭交通
碾压组合、遍数
所铺路段全面检测
开放交通
图5.1温拌沥青混合料路面施工工法工艺流程图
5.2工法操作要点
5.2.1原材料的检验与堆放
1到场的原材料严格按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)、施工指导意见和图纸设计要求进行检测验收,对于检测指标不合格的原材料坚决予以清场处理。
2原材料堆放的场地必须经过硬化处理,具有良好的排水系统。
3检验合格的原材料进场后,石料应进大棚分类堆放,不能出现混料的现象。
4沥青的在存放过程中应具有良好的防水措施和保温措施。
5填料矿粉应存放在干燥、洁净,能自由地从矿粉仓流出的仓内。
6木质素纤维的保管、存放、运输过程中均不得受潮。
7温拌添加剂应在阴凉、干燥的环境下密封存放。
5.2.2生产配合比设计:
温拌沥青混合料的生产配合比设计与热拌沥青混合料的设计方法基本一致,只是温拌沥青混合料室内成型温度不同(比热拌沥青混合料低20-25℃),温拌沥青混合料配合比设计过程见下图5.2.2。
温拌添加剂掺量很小,故理论密度计算时可不考虑其影响。
图5.2.2温拌沥青混合料配合比设计过程流程图
5.2.3固体温拌剂添加方式:
添加集料的同时将固体温拌剂投入拌锅搅拌均匀,尽量采用自动称量添加设备,也可以采用人工投放方式,但用量必须控制准确,固体温拌剂掺量为沥青用量的3%(外掺法,质量比)。
如果为人工投放,可预先准备好每盘料用量的容器,提高投放效率,也可预先称量好拌和楼每盘料所需固体温拌剂用量,分成小袋直接投放。
图5.2.3人工进行固体温拌剂的添加
5.2.4温拌沥青混合料的拌和时间与加料次序见表5.2.4:
表5.2.4温拌沥青混合料的拌和时间与加料次序
方案一
加矿料
加矿粉
加SAK
干拌约10S
加沥青
加纤维
湿拌约40S,可与热拌沥青混合料一致
出料
方案二
加矿料
加矿粉
干拌约10S
加沥青
加纤维
加SAK
湿拌约40S,较热拌适当延长3S
出料
总生产时间约60~70S,SAK添加顺序对沥青混合料无明显影响
5.2.5温拌沥青混合料的施工
1温拌沥青混合料的拌和
(1)试铺前,必须配备齐全施工机械和配件,做好开工前的保养、调试和试机,并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障满足施工的需要。
(2)温拌沥青混合料的拌和施工温度控制应根据气候和风速变化等情况做出相应调整,气温较低时(路表温度低于15℃),出料温度可以按照上限控制。
(3)采用间歇式沥青混合料拌和机,产量额定值大于300T/h,另配有80T以上热贮料仓。
全部生产过程由计算机自动控制,配有良好的打印装置。
(4)目测检查混合料搅拌的均匀性,及时分析异常现象。
如混合料有无花白、冒青烟或离析等现象。
如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。
(5)对同一级配混合料至少抽取2组混合料试样做体积指标试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。
(具体质量控制指标见表7.1.5、表7.1.6)
(6)严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。
沥青混合料的施工温度控制范围见表5.2.5-1和表5.2.5-2。
表5.2.5-1WMAAC-25C普通沥青混合料的施工温度(单位:
℃)
施工工序
70#道路石油沥青
沥青加热温度
145(155~165)
矿料加热温度
145~155(170~180)
沥青混合料出料温度
135~145(160~170)
混合料摊铺温度不低于
125(150)
开始碾压温度不低于
120(140)
碾压终了温度不低于
70(70)
开放交通的路表温度不高于
50(50)
备注
括号内温度是对70号沥青HMA要求的施工温度。
表5.2.5-2WMAAC-20C、WMASMA-13改性沥青混合料的施工温度(单位:
℃)
施工工序
温拌SBS改性沥青
沥青加热温度
155~165
矿料加热温度
150~160
沥青混合料出料温度
150~160
混合料摊铺温度不低于
140
开始碾压温度不低于
135
碾压终了温度不低于
70
开放交通的路表温度不高于
50
(7)在拌和过程中,对烟道排放的废弃,安排环境保护部门的技术人员进行碳氧化合物、沥青烟检测。
(8)拌和结束后,用拌和楼打印的各料数量,进行总量控制。
以各仓用量及各仓筛分结果,在线抽查矿料级配;计算平均施工级配和油石比,与设计结果进行校核;以总产量计算平均厚度,与路面设计厚度进行校核。
并用拌和所消耗的燃料,如重油、柴油等与总产量进行校核,计算出每拌和一顿消耗的燃油数量。
2温拌沥青混合料的装运
(1)采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。
插入深度要大于150mm。
在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车箱底面约300mm。
(2)从成品料仓放料时,不要每次都将成品料仓中的料放完,由于拌和楼的提升斗向成品料仓放料时总是形成土丘式的离析,土丘的边缘往往是粗集料,最后放料时总是绝对大多数为土丘边缘的粗集料,容易造成铺出的路面往往有粗集料集中离析的情况出现。
(3)运输车辆在装料时容易产生离析情况,沥青混合料从成品料仓向运输车放料的过程中,由于高差原因,大骨料往往会滚落在车厢两侧,细料留在中间,产生离析,较好的装料方式采用前、后、中的次序装料,减少沥青混合料在装料过程中的离析现象。
(4)温拌沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方至少有五辆运料车等候卸料。
(5)沥青混合料在运输过程中,一定要覆盖棉布或者油布等以达到保温的效果和避免环境的污染,防止混合料在运输过程中温度散失。
特别是改性沥青混合料对温度的敏感性非常大,低温下沥青的粘度会变大,造成摊铺后的路面难以压实。
(6)连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10-30cm处停住,不得撞击摊铺机。
卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。
图5.2.5-1温拌沥青混合料到场温度的检测
3温拌沥青混合料的摊铺
(1)连续稳定地摊铺,是提高路面平整度最主要措施。
摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度,按2-4m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。
禁止任意以快速摊铺几分钟,然后再停下来等下一车料。
(2)用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。
一般不用人工不断地整修,只有在特殊情况下,如局部离析,需在现场主管人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
(3)下面层(WMAAC-25C)摊铺厚度采用钢丝引导的高程控制方式。
钢丝为扭绕式,直径不小于6mm,钢丝拉力大于800N,每5米设一钢丝支架。
采用两台摊铺机实施摊铺施工,靠中央分隔带侧摊铺机在前,左侧架设钢丝,摊铺机上安装横坡仪控制摊铺层横坡;后面摊铺机右侧架设钢丝,左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。
两台摊铺机摊铺层的纵向接缝,应采用斜接缝,避免出现缝痕。
两台摊铺机距离不应超过10m。
图5.2.5-2下卧层的清扫
(4)中面层(WMAAC-20C)、上面层(WMASMA-13)摊铺厚度采用非接触式平衡梁控制方式。
采用两台摊铺机实施摊铺施工,靠中央分隔带侧摊铺机在前。
两台摊铺机摊铺层的纵向接缝,应采用斜接缝,避免出现缝痕。
两台摊铺机距离不应超过10m。
(5)摊铺机应调整到最佳工作状态,调好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。
螺旋布料器内的混合料表面略高于螺旋布料器2/3为度,使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,避免摊铺层出现离析现象。
(6)检测松铺厚度是否符合规定,以便随时进行调整。
摊铺前熨平板应预热至规定温度。
摊铺机熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。
(7)积极采取相应措施,尽量做到摊铺机不拢料,以减小面层离析。
(8)摊铺遇雨时,立即停止施工,并清除未压成型的混合料。
遭受雨淋的混合料应废弃,不得卸入摊铺机摊铺。
图5.2.5-3温拌沥青混合料的摊铺
图5.2.5-4温拌沥青混合料摊铺温度的检测
4温拌沥青混合料的碾压
(1)WMA的压实是保证沥青面层质量的重要环节,应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。
为保证压实度和平整度,初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。
初压严禁使用轮胎压路机,以确保面层横向平整度。
在石料易于压碎的情况下,原则上钢轮压路机不开振,以轮胎压路机碾压为主。
(2)压路机应以缓慢而均匀的速度碾压,压路机的初压、复压、终压及压路机碾压速度参照表5.2.5-1、表5.2.5-2、表5.2.5-3进行。
表5.2.5-1WMAAC-25碾压组合方案表
碾压阶段
压路机类型
碾压方案
碾压速度
初压
双钢轮压路机(2台)
前静后振各1遍
全振各1遍
3Km/h
复压
胶轮压路机(2台)
静压各3遍,共6遍
4Km/h
终压
双钢轮压路机(1台)
静压2遍
5Km/h
表5.2.5-2WMAAC-20碾压组合方案表
碾压阶段
压路机类型
碾压方案
碾压速度
初压
双钢轮压路机(2台)
前静后振各1遍
全振各1遍
3Km/h
复压
胶轮压路机(2台)
静压各4遍,共8遍
4Km/h
终压
双钢轮压路机(1台)
静压2遍
5Km/h
表5.2.5-3WMASMA-13沥青混合料碾压方案表
碾压阶段
压路机类型
碾压遍数
初压
双钢轮压路机(2台)
前静后振各1遍
复压
双钢轮压路机(2台)
前后都振各3遍
终压
双钢轮压路机(1台)
静压2遍
(3)为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;压路机起动、停止必须减速缓行,不准刹车制动。
压路机折回不应处在同一横断面上。
(4)在当天碾压的尚未冷却的沥青混凝土层面上,不得停放压路机或其他车辆,并防止矿料、油料和杂物散落在沥青层面上。
(5)要对初压、复压、终压段落设置明显标志,便于司机辩认。
对松铺厚度、碾压顺序、压路机组合、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗管理和检查,使面层做到既不漏压也不超压。
(6)应向压路机轮上喷洒或涂刷含有隔离剂的水溶液,喷洒应呈雾状,数量以不粘轮为度。
图5.2.5-5WMA的碾压
5施工接缝处理
(1)纵向施工缝:
采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝,应采用斜接缝。
在前部已摊铺混合料部分留下10-20cm宽暂不碾压作为后高程基准面,并有5-10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消缝迹。
如果两台摊铺机相隔距离较短,也可做一次碾压。
上下层纵缝应错开15cm以上。
(2)横向施工缝:
全部采用平接缝。
用三米直尺沿纵向位置,在摊铺段端部的直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置,用锯缝机割齐后铲除;继续摊铺时,应将摊铺层锯切时留下的灰浆擦洗干净,涂上少量粘层沥青,摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺;碾压时用钢轮压路机进行横向压实,从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。
6开放交通
完成终压后,应立即封闭已完成的施工路段。
压实完成12小时后,方能允许施工车辆通行。
6材料与设备
6.1原材料要求
6.1.170#道路石油沥青技术要求见表6.1.1:
表6.1.170#道路石油沥青技术要求
检验项目
70号
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm)
60~80
延度(5cm/min,15℃)不小于
100
软化点(环球法)(℃)不小于(℃)
46
溶解度(三氯乙烯)不小于(%)
99.5
针入指数PI
-1.5~+1.0
薄膜加热试验
163℃,5h
质量损失不大于(%)
±0.8
针入度比不小于(%)
61
延度(10℃)不小于(cm)
6
闪点(COC)不小于(℃)
260
含蜡量(蒸馏法)不大于(%)
2.2
密度(15℃)(g/cm3)
实测
动力粘度(绝对粘度,60℃)Pa.s不小于
180
6.1.2SBS改性沥青技术要求见表6.1.2:
表6.1.2SBS改性沥青技术要求
指标
单位
技术指标
试验方法
针入度(100g,5s,25℃)
0.1mm
60~80
T0604
针入度指数PI
—
≥-0.4
T0604
5℃延度
cm
≥30
T0605
软化点
℃
≥55
T0606
135℃运动粘度
Pa·s
≤3
T0625
闪点
℃
≥230
T0611
溶解度
%
≥99
T0607
贮存稳定性,离析(软化点差)
℃
≤2.5
T0661
弹性恢复(25℃)
%
≥65
T0662
RTFOT后残留物
质量变化
%
±1.0
T0609
针入度比(25℃)
%
≥60
T0604
5℃延度
cm
≥20
T0605
6.1.3沥青中下面层用石灰岩技术指标表要求:
1粗集料:
生产温拌沥青混合料时,应采用石灰岩等碱性石料,用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量,不宜采用多孔性或内部吸水性强的集料。
其技术指标应满足表6.1.3-1的要求。
表6.1.3-1粗集料技术要求
检验项目
指标要求
压碎值(%)不大于
26
洛杉矶磨耗(%)不大于
28
毛体积密度
实测
视密度(%)不小于
2.6
吸水率(%)不大于
2.0
对沥青的粘附性不小于
4级
坚固性(%)不大于
12
细长扁平颗粒含量(%)不大于
15
水洗法小于0.075mm颗粒含量(%)不大于
1
软石含量(%)不大于
3
2细集料:
应洁净、干燥、无风化、无杂质,细集料料堆需搭建遮雨棚。
其技术指标应满足表6.1.3-2的要求。
表6.1.3-2细集料质量要求
项目
单位
高速公路、
一级公路
其它等级公路
试验方法
表观密度不小于
t/m3
2.50
2.45
T0328
坚固性(>0.3mm部分)不小于
%
12
-
T0340
砂当量不小于
%
60
50
T0334
续表6.1.3-2细集料质量要求
项目
单位
高速公路、
一级公路
其它等级公路
试验方法
亚甲蓝值不大于
g/kg
25
-
T0346
棱角性(流动时间)不小于
s
30
-
T0345
6.1.3沥青上面层用玄武岩技术指标表要求:
1.粗集料:
生产温拌沥青混合料时,不宜采用多孔性或内部吸水性强的集料。
其技术指标应满足表6.1.3-3的要求。
表6.1.3-3粗集料质量技术要求
指标
单位
高速公路及一级公路
其他等级公路
试验方法
表面层
其他层次
石料压碎值不大于
%
26
28
30
T0316
洛杉矶磨耗损失不大于
%
28
30
35
T0317
表观密度不小于
t/m3
2.60
2.50
2.45
T0304
吸水率不大于
%
1.0
1.0
3.0
T0304
坚固性不大于
%
12
12
-
T0314
针片状颗粒含量(混合料)不大于
其中粒径大于9.5mm不大于
其中粒径小于9.5mm不大于
%
%
%
15
12
18
18
15
20
20
-
-
T0312
水洗法<0.075mm颗粒含量不大于
%
1
1
1
T0310
软石含量不大于
%
3
5
5
T0320
粗集料的磨光值PSV不小于
42
-
-
T0321
粗集料与沥青的粘附性不小于
5
4
4
T0616
2.细集料:
生产温拌沥青混合料时,不宜采用多孔性或内部吸水性强的细集料。
细集料料堆需搭建遮雨棚。
(1)SMA沥青路面细集料可以采用机制砂,不宜采用天然砂、石屑等。
级配要求应满足表6.1.3-4的要求。
表6.1.3-4细集料级配范围要求
规格
通过下列筛孔(mm)的质量百分率%
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
0~3mm
100
100
80~100
50~80
25~60
8~45
0~25
0~15
(2)机制砂必须采用专用的制砂机生产,并采用优质的碱性石料为原料,其级配应符合表3中0~3mm规格的要求。
(3)细集料应该满足表6.1.3-5的技术要求。
表6.1.3-5沥青混合料用细集料质量要求
项目
单位
高速公路、
一级公路
其它等级公路
试验方法
表观密度不小于
t/m3
2.50
2.45
T0328
坚固性(>0.3mm部分)不小于
%
12
-
T0340
砂当量不小于
%
60
50
T0334
亚甲蓝值不大于
g/kg
25
-
T0346
棱角性(流动时间)不小于
s
30
-
T0345
6.1.4填料:
(1)填料必须采用洁净的碱性石料磨细的矿粉,允许同时掺加约1-2%的消石灰粉替代部分填料。
采用温拌技术时,一般不需要添加抗剥落剂。
(2)矿粉应干燥、洁净、无结块,其质量应符合表6.1.4要求。
表6.1.4矿粉的质量要求
指标
单位
技术要求
试验方法
表观密度
t/m3
≥2.50
JTGE42—2005T0352
含水量
%
≤1
JTGE42—2005T0103
粒度范围
<0.6mm
<0.15mm
<0.075mm
%
100
90~100
75~100
JTGE42—2005T0351
外观
—
无团粒结块
目测
亲水系数
—
<1
JTGE42—2005T0353
塑性指数
—
<4
JTGE42—2005T0354
加热安定性
—
实测记录
JTGE42—2005T0355
6.1.5木质纤维:
(1)在SMA沥青混合料中掺加的纤维稳定剂宜选用木质素纤维,质量要求见表6.1.5。
(2)纤维应在200℃的干拌温度不变质、不发脆,使用纤维必须符合环保要求,不危害身体健康。
纤维必须在温拌拌和条件下能充分分散均匀,避免采用必须在高温条件下才能分散的纤维。
温拌条件下添加过多纤维对工作性不利,根据混合料设计的结果,可酌情减少用量。
表6.1.5木质素纤维质量要求
试验项目
质量要求
纤维长度(mm)
<6
灰分含量(%)
18土5,无挥发物
PH值
7.5土1.0
吸油率(%)
纤维质量的5倍
含水率(%)
≤5(以质量计)
6.1.6温拌剂:
采用有机添加剂温拌技术。
具体技术要求见表6.1.6。
表6.1.6温拌剂质量要求
试验项目
质量要求
熔点
95-110℃
外观
固体,白色颗粒状粉末
灰份
≤0.5%
热失重
≤0.3%
6.2机械设备:
主要机械设备见表6.2。
表6.2主要机械设备配置
名称
规格型号
数量要求
沥青砼拌和设备
额定产量大于300T/h,且配备80T以上热贮存仓
≥1台
沥青混合料摊铺机
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- 关 键 词:
- 沥青 混合 沥青路面 施工