温拌沥青混合料施工技术

温拌沥青混合料施工技术从目前使用数量比例看，热拌沥青混合料占绝大多数。随着人们认识水平的不断提高，热拌沥青混合料在拌和、运输及摊铺过程中出现的有害气体排放、过多能耗以及热老化等问题，逐步被人们所关注；而冷拌沥青混合料，尽管在环保、能耗等方面有很大优势，但由于其路用性能与热拌沥青混合料相比还有较大差距，因此只能用于沥青路面的养护、低交通量路面、中重交通量路面的下面层和基层。鉴于此，如何保留热拌沥青混合料性能良好的特点并克服其存在的问题，或从另外一个角度说，如何保留冷拌沥青混合料在环保、节能等方面优势的同时克服其性能尚有差距的不足，温拌沥青应用而生。1黄平路面层结构设计中粒式沥青混凝土AC-16C（温拌型） 5cm改性乳化沥青粘层粗粒式沥青混凝土AC-25C 7cm改性乳化沥青封层2温拌沥青混合料性能研究为验证温拌沥青混合料的路用性能，本次大修对其性能特点进行了研究。温拌沥青混合料拌和温度一般为110〜130°C（针对普通沥青而言，改性沥青的拌和温度还需要提高一些）。采用温拌沥青混合料可很好地缓解热拌沥青混合料由于高温拌和而导致的几个问题：a）高温下的有害气体排放问题。据国外的检测报告，沥青混合料从热拌转为温拌可使二氧化碳CO2排放减少约1/2，一氧化碳CO排放减少约2/3,二氧化硫SO2减少40%,氧化氮NOX类减少近60%,采用温拌沥青混合料技术的环保效益是非常明显的。b）能耗问题。据国外文献报道，采用温拌沥青混合料可降低燃油消耗30%以上。c）高温施工导致的沥青老化问题。热拌沥青混合料的拌和及摊铺温度是相当高的,沥青的老化是难以避免的。本次温拌沥青主要是通过表面活性剂法来实现的,基于表面活性剂法的温拌沥青混合料在基本不改变沥青混合料材料配比和施工工艺的前提下,沥青混合料拌和温度在降低30〜40C以上时，使其性能完全达到热拌沥青混合料的要求。综上所述,温拌沥青混合料完全能达到相应热拌沥青混合料的性能,部分指标还有所提高，同时还具有害气体排放少和在较低温度下仍有良好压实性能等特点。温拌沥青混合料和热拌沥青混合料一样，适用于路面工程的各沥青结构层，尤其适用于：a）对环保要求高的城市道路、人口密集区道路等工程；b）道路维修养护时罩面工程；c）早春、秋末及初冬施工环境温度较低时的工程。本次大修以上3种特性均存在，所以在设计时上面层选择了温拌AC-16C型沥青混凝土。3温拌AC-16C型混合料配合比设计3.1原材料性能检验3.1.1沥青本次混合料配合比设计采用的是辽河90号沥青，使用前对沥青各项指标进行了测试。通过检测，沥青的各项指标均满足规范中A级沥青技术指标要求，其中含蜡量2.0%，可以用于沥青混合料配合比设计和生产。3.1.2粗集料粗集料为拌合设备四仓、三仓、二仓中的矿料，其性能见表1.表卫石灰岩翘集科力学指标指标试验值规疤要求规格四仓三仓 1二卷石料压碎值%19.3宀卜于等于2E洛总矶磨耗植%21.5小于等于28毛体积相对密度g/cm32,8052.7752.7S7大于等于2..600吸水率%0.310.350.52外于等于N0针片狀题粒警童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从表1试验结果看，该粗集料性能满足规范要求，可用于温拌AC-16C型沥青混合料的设计和生产。3.1.3细集料沥青路面采用的细集料应系干净、坚硬、坚固的并略带有棱角的颗粒，无黏土或少有泥土、粉土或其他有害物质的松散颗粒材料。本次检验中采用的细集料为拌合设备一仓中的矿料，其性能见表2.表2细集料性能检验指标试验值技术要求规搭视密度2,740大于等于2.500砂当奉%76犬于等于自0本次试验采用的细集料性能满足规范要求，可以用于温拌AC-16C型沥青混合料中。3.1.4矿粉用于工程的石灰石粉作为填料应是干燥、松散而且无泥土、杂质和成团。本次试验采用的矿粉为昌平生产的石灰石粉，其技术指标见表3.表3矿粉的技术性质指标试验值规范要求视密度2.759大于等于2.500含水量%0,40小于等于L.0粒度范围小T0.6mm100100%小于0.15mm95.690^100小于0■阳mm80,675—100外观符合要求无团粒结块亲水系数0.5小于i从表3结果可以看出，矿粉各项指标均满足规范要求，可以使用。3.1.5添加剂添加剂由原液与水按16:100的比例配制而成，并加酸调整pH值为2.5,生产时温度保持在70°C左右，需要一定的保温措施，剂量按添加剂：沥青=1:19的比例添加。3.2沥青混合料配合比设计321矿料的筛分及材料组成设计根据原材料的筛分结果，参照目标配合比确当的矿料比例上料，从各热料仓取料进行筛分，按照JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求，采用人机对话的方式进行试验，从而确定各热料仓和矿粉等各材料的配合比例，并计算出矿料混合料合成毛体积相对密度。3.2.2油石比的确定确定矿料合成级配后，参照目标配合比确当的最佳油石比，按最佳油石比土0.3%3个油石比，成型马歇尔试件，对试件进行体积指标计算和分析并进行稳定度、流值试验，试验结果见表4.根据沥青混合料的各项指标要求，确定沥青混合料的最佳油石比见表5.表4试验结果汇总表油石比%理论農犬相对密度毛悴积相对密度空隙率％%VFA%稳左度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规定值——4〜右大于等于14,565^75犬于等于昌15—40表5温拌AC-16C型沥青混合料最佳油石比计算I巫目■a-1.□334OAClOACrninOACmascOACzOAC4.554.484.324.534.454.244.804.524.50拌AC-16C型混合料的配合比设计是合理的。根据计算确定油石比4.5%.3.2.3生产配合比汇总本次生产配合比设计结果汇总见表3-6。表6温拌AC-16C型沥青混合料生产配合比汇总集料四三仓C%)二仓(%)仓(%)矿粉油石比饨)施工控制温拌AC-16C234215L554.52.4643.3路用性能检验根据《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40—2004的要求，对设计的沥青混合料性能应进行检验，针对温拌AC-16C型沥青混合料的结构特点和在沥青面层中的层位及其受力特点，对温拌AC-16C型沥青混合料进行高温稳定性、水稳定性检验和渗水情况等检验。3.3.1高温稳定性检验在室内试验中，一般以动稳定度和马歇尔稳定度为评价指标来检验混合料的高温稳定性，而其中最直观地体现混合料高温条件下抗车辙能力的指标是混合料的动稳定度。本次配合比设计中对温拌AC-16C型混合料进行了车辙试验，试验得到的动稳定度结果见表7.表7温拌AC-16C混合料生产配合比检验结果项目单位试验信规范要求试验方法车轍试验花此)动稳定度DS1202大于等于1000T0719水稳宦性菠留马歇尔穗定摩%82,1大于等于□0T0709冻融劈裂残留强度比%76.2犬于等于75T0729渗水系数rnL/min基本不透水，卜于等于120T0730从表7中可以看出，温拌AC-16C型沥青混合料水稳定性能够满足规范要求。说明温拌AC-16C型混合料的配合比设计是合理的。4温拌沥青混合料的拌制、运输和摊铺本次温拌沥青混合料的拌制温度控制在120〜130°C.运输按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)对热拌沥青混合料的相关规定执行。本次施工摊铺温度控制在100C.5温拌沥青混合料的压实为达到良好的压实效果，使用大吨位的双钢轮振动压路机和大吨位的胶轮压路机。一般情况下，单幅摊铺（不超过6m）需要配置1台初压双钢轮振动钢轮压路机（11〜13t）,1台复压胶轮压路机（25〜35t）,1台终压双钢轮振动钢轮压路机（10〜15t）。如果采取双机梯队或者一次性摊铺宽度超过6m摊铺作业时，至少需要配置2台初压双钢轮振动钢轮压路机（11〜18t）,2台复压胶轮压路机（25〜35t）,1台终压双钢轮振动钢轮压路机（10〜15t）。在不产生严重推移和裂缝的前提下，初压、复压、终压都应紧跟摊铺机，并在尽可能高的温度下进行。同时不得在过低温度状况下反复碾压，使石料棱角磨损、压碎，破坏集料嵌挤。根据混合料的级配类型、天气情况，选择合理的碾压工艺。黄平路采用的碾压工艺为：a）初压2遍，选择11t双钢轮振动压路机稳压，压实速度2〜3km/h.第1遍进碾压时发生推移，采用了静压，其他采用振压。b）复压2〜4遍，采用25t胶轮压路机，压实速度为2〜4km/h.c）终压2遍，选择13t双钢轮振动压路机，采用振、静结合方式，收光采用静压，压实速度为3〜5km/h.为保证压实过程中不出现沾轮现象，振动压路机水箱中加入了少量的表面活性剂，并尽可能减少了洒水量，确保了终压温度始终控制在70°C以上。6温拌沥青混合料现场排放物的检测在每台班的施工摊铺过程中对混合料进行抽提和马氏试验，并对压实成型的面层钻取芯样进行了检测，通过检测各项指标均符合设计及规范要求。施工期间请相关部门对现场沥青烟、苯可容物等有害物质的排放进行了检测，见表8.表8施工现场排放物检测情况一览表测试项目单位热样溫样减少幅度沥青咽mg/m321.11,791.9苯可溶物mg/m319.50.581:97.0苯并［町花mg/m30.0944O.OL8780.2