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温拌沥青混合料施工技术的探索

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【摘 要】随着社会经济和科学技术的发展,在社会广泛关注和要求节能减排保护环境可持续发展的今天,由于温拌沥青混合料技术具有节能、环保等优点,在我国高速公路隧道市政道路等工程中得到了广泛的推广应用。本文主要对温拌沥青混合料施工技术与及施工质量控制要点进行了论述,为温拌沥青路面的推广应用积累经验。

【关键词】温拌沥青混合料;施工技术;质量控制要点

近年来,随着我国交通建设事业的不断迅速发展,我国公路隧道尤其是高等级公路基本上多为热拌沥青混凝土路面。由于热拌沥青混凝土路面施工过程中温度损失较快,制约了施工时的运输、摊铺和碾压时间;热拌沥青混合料对环境温度要求较高,导致全年适宜施工的时间较短;热拌沥青混合料拌合对温度要求较高,燃料消耗较大,摊铺过程中产生的有毒烟雾多,不利于节能减排和环境保护。根据大量的研究和实践证明,采用表面活性剂法的温拌沥青混合料技术,可节省燃油,减少温室气体、沥青烟尘等有毒气体的排放,是名副其实的高节能、低排放的高新技术。因此,在社会广泛关注和要求节能减排保护环境可持续发展的今天,应加强对温拌沥青混合料施工技术的深入研究,使其广泛地应用到实际工程中。

1 施工工艺原理

在沥青混合料拌合过程中,将表面活性添加剂水溶液(温拌剂)以外掺的方式加入,与热沥青共同作用,实现均匀分散,提高了沥青与石料的裹覆能力及粘附力,改善了混合料的和易性,使其拌合、施工温度降低30 ℃左右。

2 施工工艺

2.1 试验段铺筑

温拌沥青混合料实际工程实施之前,拌合厂要根据已核准的温拌沥青混合料设计要求,生产一定数量混合料来铺筑试验段。其目的在于校正拌合厂的各项参数,检验各种施工机具的类型、数量及组合方式是否匹配,确定松铺系数和生产工艺流程。试验段宜选在正线上,铺筑长度通常为100~200 m。在这一过程中,施工技术人员应将随机取料或取芯进行试验,测试设计的温拌沥青混合料是否符合规范要求。

2.2 拌合

(1)由于温拌沥青混合料的拌和温度低,集料中的水分不会完全烘干,这可能会增加温拌沥青混合料的水损破坏性,影响混合料的路用性能。因此,应尽可能减少集料的含水量,使用改进后的烘干滚筒对集料进行加热、烘干,使集料的含水量达到相关的要求。

(2)添加剂注入方式、方向、时机的选择非常重要,注入方式和方向要适应沥青的注入方式和方向,确保添加剂投放方向与范围和沥青基本重叠,添加剂注入时机相对于沥青适当延后。沥青和添加剂应按比例同步喷入拌合缸内,干拌时间应尽可能短,以不超过3s为限。

2.3 运输

尽管温拌沥青混合料的降温速度相对较慢,可以延伸拌合厂的工作覆盖半径,但仍然要注意对混合料采取保温措施,保证混合料在摊铺和压实时具有良好的施工和易性。

(1)清除车箱里所有的污染杂物,并在车箱内表面涂一层薄薄、均匀的非石油基隔离剂。禁止使用柴油等石油衍生物做剂,以免污染沥青混合料或改变温拌沥青混合料的性质。

(2)温拌沥青混合料运输采用大吨位自卸汽车。装料过程中,运料车应前后移动,分前、后、中三次接料,以减少混合料的离析。在运输前,检查出料温度,满足要求后用篷布覆盖并扣牢后运输。为了使混合料的温度不迅速降低,应使用机械设备尽可能快的包裹温拌沥青混合料。一旦遇到雨雾天气,卸载混合料的时候,要确保帆布上的雨水不流入沥青混合料中。

2.4 摊铺

(1)按照所使用的温拌技术资料,通过马歇尔试验并结合粘温曲线,确定温拌沥青混合料的摊铺温度范围。

(2)采用两台以上摊铺机,以合理铺筑宽度,成梯队方式同步摊铺,纵向接缝之间应有一定的搭接宽度。摊铺过程中要检测和保持摊铺机自动找平装置传感器的灵敏性,随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡坡度。

(3)摊铺温拌沥青混合料时,摊铺机应根据拌合机产量、施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度,确定一个均匀的摊铺速度。整个摊铺过程要保持连续、稳定。定期检查摊铺机找平装置传感器的灵敏性,同时摊铺机应保证恒定的速度,防止因摊铺速度的改变而引起熨平板上受力发生显著变化,从而使摊铺厚度发生变化。

(4)在立交桥梁下摊铺时,要将摊铺机调整到合适的摊铺宽度,同时避免运料车卸料时完全顶起碰触隧道拱顶。

(5)当空间受限制,机具无法摊铺到的地方,人工摊铺。

2.5 压实

气候条件不利因素较多时,使用胶轮压路机进行初压有助于保证压实效果,但是,为了避免轮迹,需尽早安排钢轮振动压路机压实。压实前,要控制好摊铺层的压实厚度。调整振动压路机到合适的振幅和频率,轮胎压路机保持足够的胎压。

(1)为了获得良好的压实效果,应当在所使用温拌技术规定的最低压实温度以上,有效地组织使用压路机进行碾压。应选择一定台数、合理吨位的压实机具,以最佳组合的碾压方式,使车道整个横断面上的点都获得相同的压实功,尽可能增加有效压实时间。

(2)压实过程仍要遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,应严格控制压实温度。要维持恒定的速度。初始碾压时,压路机要紧跟在摊铺机后面,在钢轮表面涂抹一层植物油或其他经过允许的清洁剂,避免压路机钢轮粘附温拌沥青混合料,并严格控制初压时钢轮的喷水量。复压使用胶轮压路机揉搓碾压,提高密水性。终压使用双钢轮压路机,以消除压路机的痕迹,获得最大标准密度或推荐的实验室密度。各阶段压实应保持连续、紧密,并在最低压实温度以上。适当增加碾压功以减少混合料空隙率对温拌沥青混合料同样有效。

(3)压路机折返时严禁刹车急停,避免产生表面推移拥包和裂缝。根据制造商的推荐,操纵压实过程,确保压路机不压碎级配骨料,离析混合料。在超高部位,先压实半径小的低端,再压高端,且重叠一定压实宽度。压实过程中要注意边缘处的线形和高度。

(4)对于路面上振动压路机无法触及的部位,使用经监理工程师认可小型压实机具,人工完成压实。应适时检测路面的压实度,调整压实方式,使其达到规范要求的标准。

3 接缝处理

(1)对于纵、横向接缝,压实前需要在接触面涂洒少量粘层油。

(2)施工中处理横向平接缝时,混合料供应应充足,使新铺混合料的初始高程高于接缝冷边上的旧混合料,以保证平接缝处的压实度和以前铺筑的混合料一样。理想状态下,横向接缝应该采用横向压实。

(3)对于纵向接缝,搭接处应保持清洁且重叠适当宽度,初始压实从已铺筑混合料一侧开始。特别注意正确压实第一车道的无侧限边缘混合料。

4 检测及开放交通 施工结束后,技术人员要对路面进行钻芯取样测定路面密度,同时检测其他路用性能。温拌沥青混合料路面在施工后待混合料冷却至50℃以下后即可开放交通,同时需要记录养生的时间和路面表面的温度。对于使用不同温拌技术的温拌沥青混合料在开放交通前是否需要固化时间可根据技术提供商的资料和实践经验进一步验证确定。

5 施工质量控制要点

(1)温拌沥青混合料最直观的优势体现在生产、施工温度指标。应全程记录沥青、矿料的加热温度,温拌沥青混合料的出厂温度及运输到施工现场的温度,与热拌沥青混合料对比工程能耗。

(2)从原材料(集料、矿粉、沥青及温拌添加剂)、沥青混合料、施工设备工作稳定性、施工工艺等方面加强对温拌沥青混合料施工质量变异性研究,建立控制指标体系。

(3)引入施工质量动态管理办法,建立数据库,随时采集、记录各项工程数据,绘制工程质量动态管理图,及时发现问题,提高施工质量的稳定性。

(4)温拌沥青混合料施工单位要重视对施工人员的培训工作,提高施工质量。

6 结束语

总之,随着社会的发展,节能和环保已成为全社会关注的焦点问题,同时节能和环保也是衡量一种应用技术成熟与否的关键因素。温拌沥青混合料在沥青砼路面施工中的作用是显而易见的。温拌沥青混合料是一种低排放和低能耗的新型环保材料,与热拌沥青相比,其燃料消耗量降低20%~30%,摊铺、碾压过程中烟气排放减少50%以上,因而降低了对环境的污染和对施工人员健康的损害。温拌沥青的施工温度比热拌沥青低,有效地减轻了热拌过程中沥青的老化,延长了沥青路面的使用寿命。当前,我国道路工程建设事业正处于快速发展时期,将修建大量的公路、高等级公路、城市道路和桥梁,采用温拌沥青混合料代替传统的热拌沥青混合料必将带来巨大的社会经济效益。

参考文献:

[1]JTG F40―2004 公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]北京市路政局.北京市温拌沥青路面混合料技术指南[M].北京:人民交通出版社,2010.

[3]张智强,严世祥,周进川,等.温拌沥青混合料技术探讨[J].重庆建筑大学学报,2007.