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浅谈改性沥青混凝土路面施工技术

2013-10-14 16:43:09      点击:

  混合物改性沥青是一种技术含量和附加值较高的新型优质筑路材料。在施工过程中,要按其特殊性能,制定完善的施工方案,确保按照改性沥青的施工程序进行监测和控制。本文就改性沥青混凝土路面路面施工技术谈一些看法。
  一、改性沥青的作用及分类
  改性沥青适用于沥青路面的新建、改建和养护,有助于改善沥青混凝土的使用性能,具有很好的耐高温、抗低温能力;较好的抗车辙能力;改善了沥青的水稳定性;提高了路面的抗滑能力;增强了路面的承载能力;减少了沥青老化等。改性沥青的分类,国际上还没有统一的分类标准,按使用改性剂的不同,一般将其分为三类:
  1、热塑性橡胶类:也称热塑性弹性体,主要是苯乙烯类嵌段共聚物,如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯一聚乙烯/丁基一聚乙烯(SE/BS)等嵌段共聚物。
  2、热塑性树脂类:主要有聚乙烯(PE)、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)。
  3、橡胶类:主要有丁苯橡胶(SBR),属丁二烯一苯乙烯聚合物。
  其中热塑性橡胶类的SBS由于具有良好抗车辙变形能力和弹性,已成为目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂。
  二、改性沥青混合料的配合比设计
  为了使设计的混合料能够达到实施效果,需要从材料要求、施工工艺、质量控制标准和质量控制方法等诸多方面提出要求。
  1、原材料要求
  (1)1-1粗集料。用于沥青混合料面层的粗集料,宜采用碎石或碎砾石,其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的规定。
  (2)1-2细集料。细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质,颗粒组成适当,并与沥青有良好的粘附性。细集料的粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的规定。
  (3)I-3填充料。用于沥青混合料面层的填料应洁净、干燥,其质量应符合《公路沥青路面技术规范》规定的技术要求。
  (4)SBS改性沥青试验中应注意的问题。
  ①试验样品的取样。在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。取样一定要均匀,具有代表性。对每份试样应加热后一次浇满所需的试模,不宜重复加热使用。试验浇模的温度必须达到160℃以上,浇模和混合料的制备之前,必须充分搅拌均匀。
  ②做软化点试验时,必须按试验规程将试样加热至充分流动后,浇注试样环,不允许使用其他方法填满试样环,否则试验结果误差很大。
  2、沥青混合料配合比设计
  沥青混合料的配合比设计,应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的有关规定确定矿料级配及最佳沥青用量。沥青混和料施工过程中须注意以下几点事项:
  (1)混和料的拌合和击实温度应根据沥青路面施工技术规范,以及沥青胶结料的粘温关系曲线进行确定,进行室内配合比设计时的拌合、击实温度应与拌合厂拌合温度、现场碾压温度一致。
  (2)试验取样和拌合时要保证沥青胶结料的均匀性,应将制备好的胶结料拌合均匀后,进行取样和混合料的制备。
  (3)混合料体积指标的测定要统一。
  (4)沥青混合料的水稳定性应符合以下两个指标要求,达不到以下要求时应采取抗剥落措施,调整最佳沥青用量后再次实验。
  ①采用“沥青混合料马歇尔稳定度试验”方法测定的48h浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于85%。
  ②采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的残留强度比不应小于80%。
  三、改性沥青混合料施工
  1、SBS改性沥青混合料的拌制
  (1)大面积施工前,对拌和机进行生产配合比调试,即根据料仓调速电机转速与上料流量关系,以一定产量按照目标配合比进行初级配,二次筛分后对进入各热料仓的材料分别取样进行筛分,确定出各热料仓的配合比例符合规范级配要求,同时应保证热料仓供料均衡,以不溢料、不等料为原则。按照目标配合比的最佳用量进行马歇尔试验,确定出生产配合比的最佳沥青用量。根据生产配合比试拌出沥青混合料,检测其各项指标,验证其适用性,并检验拌和机计量系统的准确性。
  (2)矿料干拌时间不小于5s,拌和料拌和时间不小于45s,以混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。
  (3)设专职质检员目测混合料表观质量,拌制的混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象,逐车检测料温,符合要求才能运往工地,否则按废料处理,同时查明原因及时调整。
  (4)试验室对拌和好的混合料按检测频率进行抽样,检测其矿料级配、油石比,进行马歇尔稳定度试验,做出当天混合料标准密度。
  (5)拌好的沥青混合料不立即铺筑时,可放入保温的成品储料仓储存,存储时间不能超过24h,期间温降不得超过10℃,且不得离析、老化、滴漏等,摊铺时应符合摊铺温度的要求。
  2、沥青混合料的运输
  (1)混合料采用15t以上的大脱拉自卸车运输,每天运输前将车厢清理干净,在车厢侧板和底板涂一薄层油水,并排除可见的游离余液。
  (2)从拌和机贮料仓向运料车放料时,每卸一次混合料挪动一下汽车的位置,并采用前、后、中卸料方式,以减少离析现象。
  (3)运料车在运输过程中根据外界气温和天气变化情况,做好防雨、防污染和保温工作。
  (4)根据沥青混合料运输能力控制好摊铺速度。原则要求摊铺机中途不停,施工过程中应至少有三四辆车在等待卸料,以保证摊铺机前形成一个不间断的供料车流,这样是控制平整度达到规范要求的一个方面。
  (5)运输车须按照指定的路线行车,到场后按指定的地段平稳调头。
  (6)前场设专人检测到场料温,并做好记录,料温有波动时及时反馈到后场,后场根据前场反馈的意见及时调整。
  (7)卸料时运输车在摊铺机前30cm处停车,严禁撞击摊铺机,卸料过程中挂空档,靠摊铺机推进。下坡时轻踩刹车,卸完料后落下料斗再离开摊铺机,避免残余料洒在履带行进线上。
  3、改性沥青混合料的摊铺
  无论是沥青面层的摊铺工艺,还是基层的摊铺工艺,最终都对沥青面层的质量有较大影响。影响摊铺效果的因素包括摊铺机机械性能、放样精度、摊铺连续性以及操作规范性等。在摊铺时要注意以下几点:
  (1)摊铺温度宜控制在170℃~180℃之间,不得低于160℃。
  (2)每次摊铺前,摊铺机应调整到最佳状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开关、链板送料器的转速相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器的中心为度,使熨板的档料板前后混合料在全宽范围内均匀分布,避免摊铺出现离析现象,并随时分析、调整粗细集料是否均匀,检测松铺厚度是否符合规定,以便随时进行上述各项调整。摊铺混合料前,应预热熨板到规定温度(不低于85℃),摊铺时熨平板应采用中强夯实等级,使初始压实度不小于85%,摊铺机熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入料将路面拉出条痕。
  (3)上面层摊铺厚度和平整度由平衡梁控制,不得采用钢丝引导的高程控制方式,应密切注意平衡梁的粘料情况,发现粘料时及时清除,防止产生拉痕。摊铺机行走前,应严格按松铺标高用木板将熨平板垫好,确保起始摊铺厚度满足要求。
  (4)连续稳定的摊铺,是提高路面平整度的最主要措施,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按2.5m/min左右予以调整选择,做到缓慢、均匀不间断摊铺,不应以快速摊铺几分钟,然后再停下来等下一车料,午饭应分批轮换进行,切忌停铺用餐,做到每天收工停机一次。
  (5)摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。一般不得用人工整修,只有在特殊情况下,需在现场技术人员指导下,允许用人工找补或更换混合料,缺陷严重时予以铲除,并调整摊铺机或改进摊铺工艺。
  (6)摊铺过程中应随时检测调整松铺厚度,确保松铺厚度偏差在0~3㎜以内。目测混合料的质量(包括拌和质量和配合比情况),发现问题及时报告技术负责人予以处理。
  (7)要注意摊铺机接斗的操作程序,以减少粗集料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出,尚有约10㎝厚的热料时扰料,这是在运料车刚退出时进行,而且应该做到料斗两翼才恢复原位时,下一辆运料车即可开始卸料,做到连续供料,并避免粗集料集中。
  4、改性沥青混合料的压实
  SBS改性沥青混合料的压实是保证沥青上面层质量的重要原则,在保持碾压温度并在不出现推移的前题下尽可能早压,碾压按"紧跟、慢压、高频、低幅"的原则进行。碾压必须均衡、连续进行,防止温度变化导致压实度变化,影响压实度和平整度。碾压应从路边缘向内30~40㎝处开始,以防止沥青混合料挤出,同时允许外侧边缘沥青冷却产生稳定的剪切区,以利于压实。压实时要注意以下几点:
  (1)采用振动压路机压实改性沥青混合料路面时,压路机轮迹重叠宽度不应超过20㎝;当采用静载压路机,压路机轮迹应重叠1/3~1/2的碾压宽度。
  (2)改性沥青混合料碾压时,应有专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数,使铺筑面在较短时间内达到规定的压实度。碾压长度不宜太短,也不宜太长,太短不便于碾压,太长温度又会冷却,引起碾压不实,因此碾压长度一般控制在30~50m之内。
  (3)使用核子密度仪对压实情况进行跟踪检测,发现问题及时分析原因,调整施工工艺。核子密度仪每测量一次应移至路外冷却,以免因高温损坏仪器,影响检测结果。
  (4)在碾压中,应先起步后振动,先停振后停机,换向缓慢平稳,为避免碾压时混合料摊挤产生拥包,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;压路机折返应呈阶梯形,不应在同一断面上,初压时不得使用轮胎压路机。
  (5)开始碾压前,应加满水;在水箱的水喷完前,应及时加水,加水应在已冷却的成型路面上进行,切忌由于缺水而发生粘轮现象,粘轮导致的拉痕严重影响路面的外观和质量。
  (6)碾压作业段的起始点应有标志,最好插旗表示,以避免出现漏压现象。
  (7)碾压后的路面在冷却前,任何车辆机械不得在路面上停放(包括加油、加水的压路机),并防止矿料、杂物、油料等落在新铺的路面上。路面冷却至50℃才能开放交通。
  四、结束语
  改性沥青混合料路面施工是一项技术性强,涉及范围比较广的一个系统工程。现代化的施工机械,高素质的人员,成熟的施工工艺是必要的质量保证手段,同时必须建立质量岗位责任制。在施工过程中,要充分调动施工人员的积极性和责任心,从原材料把关开始,对沥青混合料拌和、摊铺、压实等工艺上进行层层把关,这样才能铺筑出优良的路面工程。