橡胶沥青温拌技术探索与研究

1、 橡胶沥青温拌技术橡胶沥青温拌技术 探索与研究探索与研究 主要内容主要内容 课题选择课题选择3 QC小组简介小组简介2 设定目标及可行性论证设定目标及可行性论证 4 确定突破口确定突破口6 对策实施对策实施8 巩固措施巩固措施 10 工程概况工程概况1 提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案5 确定对策确定对策7 效果确认效果确认9 总结及今后打算总结及今后打算11Slide 3一、工程概况一、工程概况3地理位置 陕西省西咸北环线高陕西省西咸北环线高速公路速公路LM-1LM-1标段的起讫里标段的起讫里程为程为K0+000K0+000K41+431.7K41+431.7，路线长路线长41.

2、431km41.431km。采用双。采用双向六车道高速公路技术标向六车道高速公路技术标准，路基宽度准，路基宽度34.5m34.5m。上。上面层全部采用橡胶沥青施面层全部采用橡胶沥青施工，具体工程数量见右图工，具体工程数量见右图：LM-1合同段工程数量表Slide 4 二、小组简介二、小组简介小组名称小组名称西咸北环路面西咸北环路面QCQC小组小组成立时间成立时间20152015年年1111月月1010日日课题类型课题类型创新型创新型活动时间活动时间2015-11-102015-11-102016-1-202016-1-20活动次数活动次数八次八次课题名称课题名称橡胶沥青温拌技术探索与研究橡胶沥

3、青温拌技术探索与研究小组注册号小组注册号XBQC2016-06XBQC2016-06注册时间注册时间20152015年年1111月月1010日日序号序号姓名姓名年龄年龄文化程文化程度度职务职务接受接受QCQC教育时教育时间间考试成绩考试成绩组内分工组内分工组内职组内职务务1 1陈磊陈磊3333本科本科项目经理项目经理95959898总体规划总体规划组长组长2 2李杰李杰4040本科本科总总 工工1001009999制定对策制定对策 副组长副组长3 3段侃侃段侃侃3333本科本科副经理副经理95959797制定对策制定对策组员组员4 4肖威震肖威震3030专科专科工程部长工程部长98989696

4、制定对策制定对策组员组员5 5李海晋李海晋4242本科本科试验主管试验主管96969696制定对策制定对策组员组员6 6李彬李彬2828专科专科安质部长安质部长98989595制定对策制定对策组员组员7 7吕强吕强2727专科专科技术员技术员92929595现场操作现场操作组员组员8 8刘雄涛刘雄涛2828本科本科试验员试验员92929696对策实施对策实施组员组员平均教育时间：平均教育时间：95.7595.75小时小时 平均考试成绩：平均考试成绩：96.596.5分分Slide 5三、课题选择三、课题选择1.西咸北环线高速公路定于12月8日竣工通车，截止11月10日，橡胶沥青上面层仍未完工，

5、业主要求在各项指标必须满足规范要求的前提下，压实度合格率要达到96%。2. 11月份，进入低温施工期，我项目部有比较丰富的热拌橡胶沥青上面层施工经验，但在低温季节施工尚属首次低温环境下热拌沥青上面层施工质量各项指标虽满足规范要求，但合格率偏低不能满足业主要求检测结果见下表(一一).问题的提出问题的提出3.为了掌握热拌橡胶沥青上面层低温季节施工的质量情况，我们先铺筑了400m试验段Slide 6热拌橡胶沥青上面层施工后质量调查情况汇总表 三、课题选择三、课题选择项项 目目检测频度及单点检测频度及单点评价方法评价方法质量要求或允许偏差质量要求或允许偏差检测检测点数点数合格合格点数点数合格合格率率厚

6、度每一层次-10%H-4mm302790%压实度每个碾压段落检测4个点试验室马歇尔密度的98%最大理论密度的94%302893.3%平整度(标准差)上面层平整度仪连续测定0.8mm807695%宽度200m测4个断面20mm1414100%纵断面高程200m测4个断面15mm706694.3%横坡度200m测4处0.3%1414100%沥青层层面上的渗水系数不大于每1KM不少于5点每点3处取平均值50ml/min403895%Slide 7 根据橡胶沥青路面施工特点结合公司其他项目沥青路面低温施根据橡胶沥青路面施工特点结合公司其他项目沥青路面低温施工经验，要提高压实度等合格率，一种方法是从拌合

7、开始提高混合工经验，要提高压实度等合格率，一种方法是从拌合开始提高混合料的出场温度，保证橡胶沥青混合料的碾压温度；另一种方法是利料的出场温度，保证橡胶沥青混合料的碾压温度；另一种方法是利用温拌技术，改善橡胶沥青混合料低温下的路用性能，来提升沥青用温拌技术，改善橡胶沥青混合料低温下的路用性能，来提升沥青混合料低温环下的压实效果。混合料低温环下的压实效果。 通过与长安大学专家教授分析讨论，在混合料生产时提高温度，通过与长安大学专家教授分析讨论，在混合料生产时提高温度，会导致沥青老化，对混合料性能有负面影响，且能耗提高，拌合时会导致沥青老化，对混合料性能有负面影响，且能耗提高，拌合时间延长，不能连续

8、施工；而温拌技术能有效的改善橡胶沥青混合料间延长，不能连续施工；而温拌技术能有效的改善橡胶沥青混合料低温下的路用性能，提高橡胶沥青低温季节压实度等合格率。低温下的路用性能，提高橡胶沥青低温季节压实度等合格率。(二二).课题确定课题确定 三、课题选择三、课题选择Slide 8本次本次QCQC小组活动的课题为：小组活动的课题为： 三、课题选择三、课题选择Slide 9 四、设定目标及可行性论证设定目标及可行性论证(一一).设定目标设定目标Slide 10四、设定目标及可行性论证设定目标及可行性论证分析一分析一分析二分析二分析三分析三分析四分析四我公司原西商路面项目有比较丰富的温拌改我公司原西商路面

9、项目有比较丰富的温拌改性沥青施工经验，虽然与我项目温拌橡胶沥性沥青施工经验，虽然与我项目温拌橡胶沥青施工工艺存在一定差异，但仍然可以学习青施工工艺存在一定差异，但仍然可以学习借鉴。借鉴。我项目有完善的试验、检测机构和整套从事我项目有完善的试验、检测机构和整套从事沥橡胶青施工的机械设备，可以完成全部路沥橡胶青施工的机械设备，可以完成全部路面施工和检测；项目施工作业人员经验丰富，面施工和检测；项目施工作业人员经验丰富，技术力量雄厚。技术力量雄厚。本项目温拌橡胶沥青上面层施工新方案的研本项目温拌橡胶沥青上面层施工新方案的研讨得到了专家、教授的技术指导，可以依托讨得到了专家、教授的技术指导，可以依托他

10、们的学术体系，作为工艺研究技术支撑。他们的学术体系，作为工艺研究技术支撑。温拌橡胶沥青路面施工新方案的研讨，受到温拌橡胶沥青路面施工新方案的研讨，受到公司方面的充分重视；公司领导、科技部等公司方面的充分重视；公司领导、科技部等会同长安大学专家对该方案进行讨论、分析，会同长安大学专家对该方案进行讨论、分析，在技术上给予鼎力支持。在技术上给予鼎力支持。 目目标标完完全全能能够够实实现现(二二).可行性论证可行性论证Slide 11五、提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案我们通过查阅资料、咨询专家，围绕课题，小组成员集思广益对温拌橡胶沥青施工新方案进行讨论，按照不同的温拌技术归纳出以下三种方

11、案：乳化型温拌橡胶沥青技术，沥青矿物法温拌橡胶沥青技术，有机添加剂法温拌橡胶沥青技术。方案方案优、缺点分析优、缺点分析方案一方案一乳化型温拌橡胶沥青技术该技术可以采用热拌沥青全套设备和工艺流程施工，具有良好的适应性。但是在橡胶沥青混合料中添加性能无明显改善，掺量大，成本较高，且需要改装拌和站，增加投放设备。方案二方案二沥青矿物法温拌橡胶沥青技术可以节省30的燃料消耗量。但会使低温下路面抗车辙能力下降，该方案使用时所添加的矿物需进口，成本太大；矿物添加需要改装拌和站，增加矿物添加设备。方案三方案三有机添加剂法温拌橡胶沥青技术该温拌剂添加时由于掺量低，只需人工精确称料直接将固体颗粒加入成品橡胶沥青

12、中，在橡胶沥青发育过程中与沥青同步相融、均匀分布。能较好改善橡胶沥青较低温度下的路用性能，且无需改装拌和站，增加投放设备。方案的分析方案的分析Slide 12五、提出方案并确定最佳方案提出方案并确定最佳方案上表中，上表中，为为5 5分、分、为为3 3分、为分、为2 2分、分、为为1 1分。分。方案的评估及选定表方案的评估及选定表序序号号路面施工技术类型路面施工技术类型评估评估综综 合合 得得 分分方案方案 选择选择可实施性可实施性经济性经济性有效性有效性可靠性可靠性1 1乳化型温拌橡胶沥青技术11不采用2 2沥青一矿物法温拌橡胶沥青技术10不采用3 3有机添加剂法温拌橡胶沥青技术18采用采用S

13、lide 13六、确定突破口六、确定突破口(一一).施工工艺流程施工工艺流程下承层检测验收下承层检测验收测量放样测量放样SBSSBS乳化沥青粘层乳化沥青粘层沥青混合料拌和沥青混合料拌和沥青混合料运输沥青混合料运输沥青混合料摊铺沥青混合料摊铺沥青混合料压实沥青混合料压实路面成型检测路面成型检测拌和设备调试拌和设备调试试机拌和试机拌和料场选择料场选择材料性能鉴定材料性能鉴定混合料配合比设计混合料配合比设计批复配合比批复配合比混合料级配试验混合料级配试验压实度检测压实度检测加入矿粉、矿料加入矿粉、矿料沥青拌合站沥青拌合站橡胶沥青发育罐橡胶沥青发育罐沥青混合料生产沥青混合料生产温拌剂添加温拌剂添加温拌

14、橡胶沥青混合料路面施工工艺图温拌橡胶沥青混合料路面施工工艺图Slide 14六、确定突破口六、确定突破口 QC小组通过资料搜索，依靠丰富的热拌橡胶沥青施工经验，对比热拌橡胶沥青混合料与温拌橡胶沥青混合料施工之间的差异，通过认真分析和整理，将可能影响温拌橡胶沥青混合料施工的关键因素归纳如下：(二二).关键因素确定关键因素确定序号序号关键因素关键因素1施工人员的教育培训2沥青混合料配合比设计3拌合站的调试与温拌剂的添加4摊铺、碾压工艺和设备调整Slide 15七、确定对策七、确定对策上表中，为5分、为3分、为2分、为1分。方案评估表(一一).方案对策评估方案对策评估关键因素关键因素对对 策策经济性

15、经济性 可实施性可实施性 有效性有效性可靠性可靠性 综合得分综合得分 方案选择方案选择施工人员的施工人员的教育培训教育培训方案一印发温拌橡胶沥青施工技术资料， 作业人员自学12否方案二由长安大学教授和项目总工程师就温拌橡胶沥青技术对作业人员进行培训。18是橡胶沥青混橡胶沥青混合料配合比合料配合比设计设计方案一借鉴有关资料显示的国内外现成配合 比并优化。11否方案二联合本小组技术顾问，通过试验，确 定适合本项目施工工艺的理论配合比18是拌和站的调拌和站的调试与温拌剂试与温拌剂的添加的添加方案一引进全套温拌剂拌合设备。9否方案二对传统沥青拌和站进行改进，增设温 拌剂添加设备，并对自动控制系统 软件

16、进行调整15否方案三采用人工称量添加方式 20是摊铺碾压工摊铺碾压工艺和设备调艺和设备调整整方案一照搬有关资料显示的国内外现成的 摊铺、碾压施工工艺和设备9否方案二采用传统沥青混凝土路面摊铺、碾压 施工工艺和设备12否方案三通过做试验段测试，选用适合本标段 的施工工艺18是Slide 16七、确定对策七、确定对策(二二).对策措施对策措施序号序号关键因素关键因素对策对策目标目标措施措施负责人负责人完成时间完成时间地点地点1 1施工人员的教育培训由长安大学教授和项目总工进行培 训，考试合格后上岗作业。培训后，考试合格率100%1、专家及总工对作业人员进行培训2、人员考核李杰2015年11月15日

17、项目部2 2沥青混凝土配合比设计通过试验，确定理论配合比混合料性能指标 满足规范要求1、联合长安大学、中心试验室确定目标配 合比。2、通过试验、试拌，确定生产配合 比。3、检测混合料性能指标。李海晋2015年11月22日试验室3 3拌和站调试及温拌剂的添加对拌合站调试，采用人工称量添加方式实际配合比与理 论配合比误差控 制在规范规定的 幅度以内1、对温拌剂的添加顺序、时间和添加量进行调试。2、验证实际配合比与理论配合比的误差段侃侃2015年11月25日拌和站4 4摊铺碾压工艺和设备调整铺设试验段测试，选定施工工艺和设备试验段的厚度、平整度和压实度满足规范要求1、制定摊铺、碾压工艺2、进行试验段

18、铺筑 3、检测试验段的各项指标4、选定摊铺碾压工艺吕强2015年11月25日 施工现场Slide 17八、对策实施八、对策实施实施一：施工人员的教育培训实施一：施工人员的教育培训1、2015年11月15日，由长安大学杨人凤教授、项目总工程师李杰在项目会议室对人员进行有机添加剂法温拌橡胶沥青混合料施工工艺培训。2、由李彬组织培训人员进行考核，并对考核结果进行统计。人数通过上图看出，培训人员成绩全部合格，100%通过考核，。Slide 18八、对策实施八、对策实施实施二：温拌橡胶沥青混合料配合比设计实施二：温拌橡胶沥青混合料配合比设计1 1、橡胶沥青添加温拌剂前后粘度对比：、橡胶沥青添加温拌剂前后

19、粘度对比：经过与长安大学王铁庆博士共同分析并讨论，认为决定维持原有相同路经过与长安大学王铁庆博士共同分析并讨论，认为决定维持原有相同路段热拌橡胶沥青混合料的配合比设计，只是在橡胶沥青中加入温拌剂降低橡段热拌橡胶沥青混合料的配合比设计，只是在橡胶沥青中加入温拌剂降低橡胶沥青的粘度。本次上面层原材料为陕西商洛汇金石料厂生产的玄武岩，沥胶沥青的粘度。本次上面层原材料为陕西商洛汇金石料厂生产的玄武岩，沥青为掺青为掺21%21%橡胶粉的橡胶沥青。温拌剂添加前后粘度变化如下：橡胶粉的橡胶沥青。温拌剂添加前后粘度变化如下：添加温拌剂前后粘度变化对比表添加温拌剂前后粘度变化对比表性能指标性能指标添加温拌剂添加

20、温拌剂未添加温未添加温拌剂拌剂变化率变化率橡胶沥青技橡胶沥青技术指标要求术指标要求3 3号罐号罐5 5号罐号罐平均平均旋转粘度（180，Pas）2.82.52.73.55-23.90%2.0-4.0Slide 19八、对策实施八、对策实施2 2、温拌橡胶沥青混合料配合比设计优化：、温拌橡胶沥青混合料配合比设计优化：筛孔尺寸筛孔尺寸9.5-9.5-16mm16mm4.75-4.75-9.5mm9.5mm0-2.36mm0-2.36mm 矿粉矿粉 油石比油石比高模量高模量剂剂木质纤木质纤维维目标配合目标配合比比54%54%24%24%12.0%12.0%10%10%6.3%6.3%0.2%0.2%

21、0.2%0.2%目标配合比目标配合比温拌沥青生产配合比温拌沥青生产配合比筛孔筛孔 尺寸尺寸11-11-19mm19mm6-11mm6-11mm3-6mm3-6mm0-3mm0-3mm矿粉矿粉油石油石比比高模量高模量剂剂木质纤木质纤维维生产配生产配合比合比44%44%28%28%8%8%10%10%10%10%6.5%6.5%0.2%0.2%0.2%0.2%优化后温拌橡胶沥青生产配合比优化后温拌橡胶沥青生产配合比最佳油最佳油 石比石比（% %）矿料组成比例（矿料组成比例（% %）11-19mm11-19mm 6-11mm6-11mm 3-6mm3-6mm0-3mm0-3mm矿粉矿粉 高模量剂高模

22、量剂 木质纤维木质纤维6.56.5404031319 911119 90.2%0.2%0.2%0.2%经过和专家共同验证，对各料仓的筛孔通过率进行调整，反复平行试验，对现有生产配合比进行优化确定最终生产配合比Slide 20八、对策实施八、对策实施3 3、对混合料的各项指标进行验证：、对混合料的各项指标进行验证：混合料主要技术指标试验检测汇总表混合料主要技术指标试验检测汇总表项目项目最佳油石最佳油石比（比（% %）最大理论最大理论相对密度相对密度毛体积相毛体积相对密度对密度空隙率（空隙率（% %）饱和度饱和度（% %）稳定度（稳定度（KNKN）流值流值(mm(mm）谢伦堡沥青谢伦堡沥青析漏试验

23、的析漏试验的结合料损失结合料损失（% %）肯塔堡飞肯塔堡飞散试验的散试验的混合料损混合料损失或浸水失或浸水飞散试验飞散试验（% %）橡胶沥青橡胶沥青混合料马混合料马歇尔试件歇尔试件线膨胀量线膨胀量（% %）生产配合比生产配合比6.56.52.6292.6292.5252.5254.04.077.977.99.29.22.72.70.070.076.16.10.310.31施工配合比施工配合比6.526.522.6312.6312.5312.5313.83.878.678.69.69.62.52.50.030.035.25.20.430.43要求值要求值3.0-4.53.0-4.5 75-857

24、5-8577实测实测0.1151%AR-SMA-13AR-SMA-13橡胶改性沥青混合料橡胶改性沥青混合料路用性能试验结果路用性能试验结果 性能检验项目性能检验项目车辙试验动稳定度（车辙试验动稳定度（次次/mm）水稳定性水稳定性渗水系数（渗水系数（ml/min）（车辙板）（车辙板）浸水马歇尔试验残留稳浸水马歇尔试验残留稳定度（定度（%）冻融劈裂试验残留冻融劈裂试验残留强度比（强度比（%）生产配合比生产配合比9546.99546.996.496.492.692.62020施工配合比施工配合比9269926992.792.792.992.915.815.8要求值要求值8 8000908550通过试

25、验检测各项技术指标满足要求确定为最佳配合比，达到对策目标达到对策目标Slide 21八、对策实施八、对策实施实施三：拌和站的调试与温拌剂的添加实施三：拌和站的调试与温拌剂的添加 施工前，对马莲尼4000型拌合站进行了全面的检查，维修及保养，对各热料筛孔进行检查，防止出现漏筛，堵筛现象。对各个拌合环节进行了仔细，系统的检修。 1 1、拌合站的检修调试：、拌合站的检修调试：Slide 22八、对策实施八、对策实施本次所才用有机添加剂法温拌沥青技术，温拌剂为南非进口Sasobit固体颗粒温拌剂，添加方式为人工精确称量添加至橡胶沥青发育罐中，具体添加工艺见下图：2 2、橡胶沥青生产加工工艺：、橡胶沥青

26、生产加工工艺：Slide 23八、对策实施八、对策实施人工精确称量温拌剂 人工添加至发育罐中3 3、温拌剂的添加：、温拌剂的添加：Slide 24八、对策实施八、对策实施效果确认：温拌沥青混合料级配曲线图由级配曲线图可知，筛分各档原材料通过率均在上、下限之内，且靠近设计理论曲线,4 4、验证实际配比与理论配比的误差：、验证实际配比与理论配比的误差：Slide 25八、对策实施八、对策实施实施四：摊铺碾压工艺和设备调整实施四：摊铺碾压工艺和设备调整2015年11月25日，当日施工气温为8。我项目在永乐东连接线进行了温拌橡胶沥青试验段铺筑，试验段铺筑前，充分利用热拌橡胶沥青上面层铺筑经验，认真听取

27、顾问小组专家建议，QC小组选择不同的设备组合方式，主要碾压组合方式见下表：方案一方案一方案二方案二阶段阶段压路机型压路机型号号数量数量碾压速碾压速度度碾压方式碾压方式碾压遍碾压遍数数阶段阶段压路机型压路机型号号数量数量碾压速碾压速度度碾压方式碾压方式碾压遍碾压遍数数初压戴纳帕克622双钢轮压路机2台3km/h紧跟摊铺机分区碾压；1初压戴纳帕克622双钢轮压路机2台3km/h紧跟摊铺机分区碾压；1复压戴纳帕克624双钢轮压路机4台3km/h分区域紧跟前台622进行强振碾压；每台压路机先强振4遍，最后2遍为弱振6复压戴纳帕克624双钢轮压路机4台3km/h分区域紧跟前台622进行强振碾压；每台压路

28、机先强振3遍，最后2遍为弱振5终压戴纳帕克622双钢轮压路机1台3km/h静压2消除轮迹为主终压戴纳帕克622双钢轮压路机1台3km/h静压2消除轮迹为主Slide 26八、对策实施八、对策实施项项 目目检测频度及检测频度及单点评价方单点评价方法法质量要求质量要求或允许偏或允许偏差差方案一方案一方案二方案二检测点数合格点数合格率检测点数合格点数合格率厚度厚度每一层次每一层次-10%H-4mm4040100%403792.50%压实度压实度每个碾压段落检测4个点试验室马歇尔密度的98%403997.50%403895%平整度平整度( (标准差标准差) )上面层上面层平整度仪连续测定0.8mm10

29、0100100%1009494%宽度宽度200m测4个断面20mm2020100%2020100%纵断面高程纵断面高程200m测4个断面15mm605896.70%605693.30%横坡度横坡度200m测4处0.3%2020100%201890%沥青层层面上的渗水系数不沥青层层面上的渗水系数不大于大于每1KM不少于5点，每点3处取平均值50ml/min4040100%403895%温拌橡胶沥青上面层试验段施工质量调查情况对比表温拌橡胶沥青上面层试验段施工质量调查情况对比表效果确认：根据现场检测和调查统计，我们发现低温季节施工采用方案一在符合橡胶沥青路面各项关键指标均规范要求的同时，其合格率要

30、明显优于方案二，。Slide 27 九、效果确认九、效果确认(一一).目标效果确认目标效果确认 小组成员对低温季节下温拌橡胶沥青路面施工各项性能指标进行了检测，提取了大量技术指标数据。通过上表可以看出，低温季节施工时，温拌橡胶沥青各项性能指标均满足规范要求且检测合格率明显高于热拌橡胶沥青。压实度合格率达到97.5%业主要求的96%。项项 目目检测频度及单点评检测频度及单点评价方法价方法质量要求或允许偏差质量要求或允许偏差检测点检测点数数合格点合格点数数合格率合格率厚度厚度每一层次每一层次-10%H-4mm4040100%压实度压实度每个碾压段落检测4个点试验室马歇尔密度的98% 最大理论密度的94%403997.5%平整度平整度( (标标准差准差) )上面层上面层平整度仪连续测定0.8mm100100100%宽度宽度200m测4个断面20mm2020100%纵断面高程纵断面高程200m测4个断面15mm605896.7%横坡度横坡度200m测4处0.3%2020100%沥青层层面上的渗水沥青层层面上的渗水系数不大于系数不大于每1KM不少于5点，每点3处取平均值50ml/min4040100%Slide 28 九、效果确认九、效果确认93.3%97.596%活动前目标值活动后本次活动达到 目标效果Slide 29