返回顶部
返回首页
返回首页
今日    | 手机 | 资讯 | 沥青 | 商铺 | 企新 |
home 您现在的位置: 首页 >施工案例 > 详细信息
高模量沥青路面材料与施工关键技术
2024年01月18日    阅读量:79688    新闻来源:《交通世界》  |  投稿

摘要:

为解决普通沥青混合料存在缺陷,降低沥青路面早期病害的发生概率,可在沥青路面施工中,对高模量沥青混合料进行应用。结合某工程实例,对高模量沥青路面材料与施工关键技术展开论述,包括高模量沥青混合料的性能分析,施工关键技术控制等,供同类工程参考。


关键词:高模量沥青混合料;路面施工材料;施工技术


1 工程概况


某高速公路工程,路线长度为12.58 km,设计为双向四车道,公路整体结构为底基层+基层+下面层+中面层+上面层沥青网sinoasphalt.com。其中基层全部采用水稳碎石材料建设,每层厚度设计为18 cm;下面层采用沥青混凝土碎石,设计厚度为12 cm;中面层采用中粒式沥青混凝土,设计厚度为5 cm;上面层采用细粒式沥青混凝土,设计厚度为5 cm。由于工程路面设计等级较高,为满足后续的行车需求,针对中面层拟采用高模量沥青混合料。本文重点对高模量沥青混合料的性能及施工关键技术展开分析。


2 高模量沥青路面材料与施工关键技术


2.1 高模量沥青混合料的性能


2.1.1 高温稳定性


高模量混合料属于黏弹性材料,其性能会受到温度和载荷因素影响。由于沥青路面环境温度在 30~60 ℃变化,长期的高温条件下,可能对沥青路面的寿命造成直接影响。其中车辙是沥青路面的主要病害。基于此,本研究通过 60 ℃条件下的车辙试验,研究高模量混合料的高温抗车辙性能。


1) 通过车辙试验,获得高模量混合料的动稳定度,从而确定研究车辙变形的关键性指标,即在试验温度下,高模量混合料每产生 1.0 mm 的变形,承受的轴载次数会随之增加。


2) 试验中高模量剂的掺量为 0%、03%、0.6% 和0.9%,由试验结果可知,伴随高模量剂掺量的增加,混合料累计变形量减小,动稳定度会随之增大,其抗车辙的性能越好[1]。


3) 高模量剂的掺量相同时,高模量混合料的动稳定度大于普通混合料的动稳定度,结果表明,高模量混凝土的抗车辙能力更强。


4) 当高模量剂掺量在 0%~0.6% 范围内增加时,混凝土的强度和刚度逐渐提高,对减小累计变形有明显效果。


2.1.2 低温稳定性


混合料低温稳定性的检测,可以选择小梁低温弯曲试验,在实验室内按照温度-10 ℃,加载速率为 50mm/min 的参数设置试验条件。试件的尺寸为 250 mm×30 mm×35 mm,对基质沥青掺加 0.3%、0.6% 和 0.9% 的高模量剂[2]。由试验结果可知:


1)随着高模量剂掺入量的增加,弯拉强度先增加后减小。即当高模量剂的掺量为0.3%时,弯拉强度达到最大值。而当掺量为0.6%时,与改性沥青弯拉强度基本相同。进一步增加掺量至0.9%时,与基质沥青弯拉强度相同[3]。


2)上述结果说明,高模量剂的添加,对混合料低温性能的改善影响不大。


2.1.3 水稳定性


水损害是导致沥青路面破损的主要原因之一,即水在冻融循环的作用下,受到车轮动荷载的影响,使空隙内的水产生真空负压,水被抽吸后慢慢渗入沥青和集料的界面,导致沥青与集料的黏附力减弱,造成沥青混合料松散、掉粒,引起路面坑槽。水稳定性可用浸水马歇尔试验检测。


1) 高 模 量 剂 的 掺 量 分 别 为 0%、 0.3%、 0.6%、0.9%,试验方法为马歇尔浸水试验,由试验结果,级配类型对混合料的残留稳定度影响轻微。


2) 掺加高模量剂的混合料残留稳定度比不掺加的混合料小,说明高模量剂对稳定度具有显著影响。


3) 掺加高模量剂的混合料标准稳定度大于未掺加的基质沥青,说明高模量剂能够使混合料的强度得到提升,从而改善水稳定性。


2.2 施工关键技术


2.2.1 高模量混合料拌和


1) 在拌制高模量混合料的过程中,可将粗集料与高模量添加剂一并投入,随后采用干拌的方式进行拌和,时间控制在15~20 s,再开展湿拌和,时间以30~40 s为宜,要使矿料表面被沥青完全裹覆[4]。正式拌和前,要先试拌,确保无离析、无花白料、无结团等现象。


2) 混合料拌和阶段,应把握时机向拌和设备内投入适量的高模量剂,此时应合理选择投放的方式。目前常用的投放方式为机械自动投放与人工手动投放。采用前者投放方式,可以利用设备准确称量添加剂后,经与拌锅相连的圆管实现自动投放添加剂。后者是在拌锅旁布设一个漏斗,选择适宜的高度,以便工人称取添加剂。当热料仓混合料入锅时,工人将称好的添加剂投入锅内进行干拌。由于机械自动投放的准确性更高,作业过程更加稳定、可靠,所以本工程中,采用机械自动投放的方式[5]。


3) 高模量混合料拌和过程中,应定期检查添加系统。向拌和楼中投放高模量添加剂前,设备应处于正常运行状态,拌和期间也要组织维护人员定期标定添加设备,提高准确率。常温状态下,高模量添加剂能够长期保存,所以要将添加剂存放在库房内,防止雨淋、日晒,影响其质量。


4) 为保证混合料的质量,要对矿料的合成级配严格控制。高模量混合料拌和期间,应对矿料的生产级配进行实时掌握。拌和开始前和结束后,均要从拌和设备内选取部分样品,在实验室内测定样品的级配情况,将试验结果与目标配比相对比,若不满足要求,应立即调整拌和比例,使其与设计要求的配比相近。


5) 高模量的均匀性不足,容易引起离析,从而导致混合料浪费。为避免此问题的发生,应从用量的精准度上入手,确保用料准确的同时,再控制上料的速度,结合配比确定各材料的用量,以保证材料的组成均匀、稳定,降低离析现象的发生概率。


6) 拌和高模量混合料时,若含水量过高,则会导致路面的耐久性降低。为此,要使混合料拌和时处于干燥状态。可对混合料进行烘干处理并测定残余的含水量,不得超过 1%。每个工作日拌和时,应先拌制 2~3锅废弃的集料,以使拌和楼达到适宜的温度,同时适当提高前几锅的拌和温度,并使混合料的加热温度和出厂温度达到规定要求。拌和过程中,使用红外测温仪,实时监控混合料的温度[6]。


2.2.2 高模量混合料运输


拌和楼生产出来的高模量混合料,应及时运送到摊铺现场,使摊铺作业能够连续开展。虽然高模量混凝土与普通的沥青混凝土在性能方面存在一定差异,但二者的运输方法却大体相同,具体运输要点如下:


1) 选择吨位相对较大的自卸式汽车作为高模量混合料的运输车,在运输混合料的过程中,要遵守交通规则,不得超载。混合料的运输量应比实际生产量大一些,从而确保运输的连续性,以免因生产量不足,造成无料可运的情况,影响摊铺施工。


2) 为避免车厢板与高模量混合料发生黏结的现象,应在正式装车前,对运输车厢展开全面清理,清除车厢内的一切残留物、油污等,之后均匀涂刷防黏结剂,避免高模量沥青混凝土与车厢发生黏结。高模量混合料与普通混合料的区别在于黏度大、弹性高,运输时,残留在车厢内的混合料会在厢板上硬结,要及时清理。为防止装车时混合料发生离析的情况,运输车要前后移动,避免混合料集中。


3) 高模量施工时,材料的温度与施工质量存在很大关系。因此,在运输阶段应做好防护措施,避免混合料温度过快。混合料装车后及时检测和记录混合料的温度;运输过程中严密遮盖混合料并施加保温措施,控制温度散失速度,确保抵达施工现场时温度适宜;限制运输车在施工现场的等待时间在 90 min 以内;到达施工现场后,再次检测和记录混合料的温度,严禁使用温度过低的混合料;等待卸料的运输车达到5辆以上后,再组织摊铺作业,保证摊铺的连续性。


4) 高模量混合料卸料时,运输车应与摊铺机保持25 cm左右的距离并对准摊铺机,运输车不得倾斜,由摊铺机向前推动运输车,完成卸料。


2.2.3 高模量混合料摊铺


摊铺是整个面层施工的关键环节,摊铺质量直接决定公路性能。为此,要对该工序予以重视。具体的摊铺技术要点如下:


1) 高模量混合料正式摊铺前,要对摊铺机全面细致地检查,发现问题及时处理,避免摊铺作业期间发生故障影响施工进度和质量,导致摊铺无法连续开展。高模量混合料的摊铺作业面,要提前清理干净,并对黏层的质量加以复核,看是否与现行的规范要求相符,如存在质量缺陷,则应重新喷洒黏层油。摊铺作业前,在收料斗内上涂抹隔离剂,以避免发生沥青黏附摊铺机的情况。


2) 调节摊铺机的螺旋布料器、自动送料器和粒料器,满足高模量混合料摊铺作业连续、均匀、缓慢输送的要求。开始摊铺时,先顶进运输车向螺旋布料器内卸载混合料,卸料后混合料的卸载高度应在布料器高度的 2/3以上。布料时熨平板要提前预热,使其达到100 ℃以上,板间不得存在间隙,避免混合料卡入间隙,造成摊铺时在路面上留下拉痕,影响施工质量。


3) 本工程中,采用两台型号相同的摊铺机呈梯队作业时,要将熨平板的振捣装置调整到位,确保两台摊铺机的振频和振幅相同。对于机械摊铺阶段的相关参数,可以先利用试验段确定,保证摊铺速度、宽度、厚度的合理性。相比于普通的沥青混合料,高模量混合料的降温速度更快。因此,实际摊铺作业中,适当提高可将摊铺机的行驶速度,控制在 2.0m/min 以内,保证摊铺均匀、连续[7]。


4) 摊铺机作业时,速度应保持恒定,不可忽快忽慢,在无特殊原因的前提下,摊铺机不可以中途停顿。摊铺机作业开始后,不宜停机,争取每个工作日的开机和关机次数为1次。若摊铺机必须停止,则应将该位置按施工缝处理。


2.2.4 高模量混合料碾压


1) 碾压是高模量混合料施工的最后一道工序,与平整度密切相关,碾压过程中应遵循以下几个原则:高频低幅、紧跟慢压、高温少水。初压时,要确保混合料处于高温状态,压路机应紧跟摊铺机作业,为确保碾压效率,可以用两台压路机同步施工,碾压遍数以 6~8 遍为宜。终压的目的是消除轮迹,可以选用双钢轮压路机,以提高路面的平整度。


2) 压路机的碾压速度应与摊铺机的作业速度一致,碾压要保持连续、匀速,缩短单次碾压的长度,将同一路段内碾压作业时混合料的温度散失降至最低程度。为防止碾压时产生拥包,压路机应从外向内、从高向低碾压,以确保路面的平整度。


3) 黏性高是高模量沥青混合料的突出特点,在碾压期间容易出现黏轮的现象,为解决此问题,可间歇向压路机的碾压轮喷水,按照黏轮程度调节喷水次数和水量。向轮胎压路机上涂抹油水混合物,降低黏轮的可能性。


2.2.5 接缝处理


1) 对施工段落合理规划,减少纵向和横向接缝的数量。对产生的接缝可按照形式分为纵接缝与横接缝。其中纵向接缝主要是摊铺机梯队作业时形成的接缝。该接缝处理时,可在先完成摊铺的路段预留 20~30 cm的宽度不碾压,之后以两幅路段搭接的方式跨接缝处理,消除接缝的痕迹[8]。


2) 横接缝一般设置为平接缝的形式,处理时先使用3米直尺确定横向施工缝的位置并割齐。铲除接缝处的杂物,继续摊铺前将灰浆擦净,接缝处涂上黏层沥青,待预热熨平板至110 ℃后,预热原压实部位。接缝搭接后使用钢轮压路机先横向压实接缝,然后跨缝移向新铺面层纵向碾压,每次移动宽度控制在 20 cm 左右,纵向碾压时,避免在横接缝上垂直碾压,以防止引起错台。


3) 碾压后,测量路面平整度,若与规范要求不符,则应及时处理,保证接缝平整,上下层横向接缝错位1.0 m以上。


3 结束语


高模量沥青路面材料比普通的沥青混合料性能更优,将之应用于沥青路面的铺筑中,能够显著提升路面的整体性能,尤其是抗车辙的能力,从而减少车辙病害的发生,降低养护维修费用,延长路面使用寿命。


参考文献:

[1] 林志伟,梁永存,龙威宇,等. 高温重载条件下全柔性高模量沥青路面结构的应用研究[J]. 交通科技,2022(6):30-35.

[2] 徐希忠,韦金城,张晓萌,等. 基于力学响应的全厚式高模量沥青路面结构组合及优化[J]. 科学技术与工程,2022(11):4581-4587.

[3] 邓陈记,王金兵,王博,等. 基于层间不同接触条件的高模量沥青路面力学分析[J]. 工程与建设,2020(3):545-546,559.

[4] 高语. 季冻区高模量剂—SBR复合改性沥青混合料耐久性研究[D]. 兰州:兰州交通大学,2020.

[5] 邳慧然,李正中,武岩峰. 天津市普通公路高模量沥青路面典型结构力学行为分析[J]. 北方交通,2019(7):52-55,59.

[6] 杨光,王旭东. 高模量沥青混凝土在半刚性基层长寿命沥青路面中应用的合理性研究[J]. 公路交通科技,2019(5):20-26,56.

[7] 徐建平,赵毅,梁乃兴,等. 基于疲劳累积损伤的高模量沥青路面使用寿命预估[J].长安大学学报(自然科学版),2018(2):26-33.

[8] 柳夺奎. 高模量增模改性剂在沥青混凝土路面中的应用[J]. 山西建筑,2018(23):142-144.


《交通世界》


标签:综合论文施工案例技术中心沥青混凝土
免责声明: 本文仅代表作者本人观点,与中国沥青网无关。本网对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,并请自行承担全部责任。本网转载自其它媒体的信息,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。邮箱:23341570@qq.com
微信关注WeChat
扫描关注微信,获取涂料最新资讯 公众号:中国沥青网 您还可以直接查找
全站地图

深圳网络警察报警平台 深圳网络警
察报警平台

公共信息安全网络监察 公共信息安
全网络监察

经营性网站备案信息 经营性网站
备案信息

中国互联网举报中心 中国互联网
举报中心

中国文明网传播文明 中国文明网
传播文明

深圳市市场监督管理局企业主体身份公示 工商网监
电子标识