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【摘 要】 在现在道路桥梁施工过程中,对于新型材料的应用越来越多。本文就改性沥青材料在路桥过程中的应用进行探讨,以求新型材料的应用发挥出它应有的作用,保证并提高施工质量。
【关键词】 路桥工程;改性沥青;应用
我国现有路桥工程当中,多以沥青混凝土为路面,此种类型路面对沥青的温度较为敏感,低温会变脆易裂,而高温条件下则会变粘。近些年,虽然有所提高沥青混凝土的性能,但使用效果依然比较不理想,相比之下,比设计更重要的是改性沥青混合料配合比。沥青路面施工技术规范中应遵循关于施工流程严格控制、配合比设计热拌沥青混合料的目标配合比,进而确定最佳改性沥青用量及矿料级配。
一、公路工程中改性沥青施工技术要点
改性沥青施工通常情况下,都是在路面基层和公路路基施工完成后进行的,对改性沥青施工质量路基和路面基层的质量有着直接影响,因此路面基层和路基的质量应严格控制好。改性沥青的施工要点如下:
(一)施工准备
1、材料准备
施工开始前应并原材料进场前做好检验工作,将各类材料准备好,在检验过程中一旦质量不合格的材料被发现,其进入施工现场应不允许,保障工程质量的根本是确保材料質量合格。
2、施工设备
施工过程中改性沥青,较多的设备需要使用,如摊铺设备、沥青混合料拌和设备、碾压设备以及运输设备等等,各种设备的调试和安装工作施工前必须认真做好,以免施工进行中因设备问题而延误工期或影响施工质量。
很多需要岗前培训。应进行必要的岗前培训工作对技术人员、施工人员以及试验人员等,避免造成质量问题由于人为原因。
(二)沥青运输
改性沥青施工中沥青运输是一个比较关键的环节,对改性沥青的质量该环节直接影响,因此必须控制严格。应尽可能选择运输车辆带有自卸功能的,应按照摊铺能力以及现场摊铺设备的数量予以确定数量,这样运料车辆还有摊铺能够确保连续不间断。在进行装料时运料车,为了避免粗细料发生离析现象应采用前后移动方式。应备有防雨工具在运输车上,对混合料的性能防止下雨时雨水造成影响。
(三)摊铺施工
基本上改性沥青混合料都是采用摊铺进行的,可根据工程实际情况进行选择摊铺机的型号,如果前提条件允许的情况下,对ABG525型号的摊铺机建议可选择,该设备能够达到13m左右的实际摊铺宽度,并且各方面配有触点式平衡装置均较为良好。摊铺开始前,在施工现场等候的卸料车要超过5辆,摊铺过程中这样能够有效地防止,造成摊铺间断的情况发生因混合料供应不上;摊铺过程中,应将沥青混合料在熨平板前布置均匀后,方可缓慢向前运行,而则应在此时关闭夯锤,开启夯锤夯实前取出垫木,同时应将找平设备在起步前10m的摊铺中调至最为理想的状态。此外,应尽可能控制每分钟2m左右摊铺机的运行速度,并且对摊铺完成段的几何尺寸、外观等应设置专职人员进行检查。若发生粗细集料摊铺中集中的情况时,应进行筛补在初压完成后。
(四)压实施工
在整个施工环节中改性沥青的压实较为重要,是关键性确保施工质量的环节之一,对其为此必须进行严格控制。主要是由压路机完成压实过程,应根据实际工程中路面的宽度、厚度以及改性沥青的类型对压路机的类型具体、数量等进行确定。需注意的是必须采用同类型的压路机复压和初压,首尾相接排列形式进行压实的方法尽量不要采用,应按照JTJ032-94的有关要求执行碾压速度。
(五)接缝施工
应采用一台摊铺机完成接缝位置的施工,应采用热接缝的方法对横缝进行施工,应进行人工整平在摊铺完成后,然后碾压致密实即可。
二、在公路工程中几种常见改性沥青的具体应用
(一)SBS改性沥青材料
1、SBS改性沥青的特点
具有较好的低温性能的SBS改性沥青,但其低温性能受改性剂的结构、改性剂掺量比较容易影响。在基质沥青中SBS改性沥青是指热塑性橡胶加入少量,具有以下几个方面的SBS改性沥青特点:首先SBS发生了沥青流变性的改变,沥青的延性和粘弹性增加,应用在路面中,可以大大提高路面的抗冲性能和抗裂性能,同时还提高了路面的耐磨性能;SBS对使沥青的粘附性和韧性有了较大的提高,从而增加了沥青与砂石等集料的粘附度,应用于路面,能够有效提高路面的强度和防水性能;SBS改性沥青的温度敏感性被降低了,其弹性范围也相对扩大,因此所适用的范围也相应增加。
主要是以基质沥青为这种改性沥青材料的原料,并加入SBS改性剂适当的比例,然后通过搅拌等方法在沥青原料当中使改性剂均匀地分散,SBS混合材料进而形成。其具有如下特性:其一,抗低温及耐高温能力较强,在温差较大的环境中;其二,具有良好的弹性和韧性,较好抗车辙性能;其三,路面的抗疲劳能力能够有效地提高,尤其是在公路路面超载严重的情况中应变能力良好,路面永久性变形的产生可降低;其四,路面遇水后的抗拉强度可以提高,具有超强的粘结能力;其五,路面的承载及抗滑能力能够增强。在施工质量确保的基础上,合理应用SBS改性沥青材料在公路工程中,公路的使用年限能够有效地延长。
2、SBS改性沥青的生产工艺
SBS改性沥青分现场加工和成品2种生产工艺。现场加工通常是采用改性设备与拌和设备配合,然后将成品的改性沥青储存在罐中,并做好保温处理。此种生产工艺通常不用掺加稳定剂,只需要进行适当的保湿和搅拌;成品SBS改性沥青,因为需要存储的时间较长,为了避免沥青中的极性化合物沉淀而发生离析现象,需要加入适当的稳定剂,来降低沥青与SBS之间的分散机率,进而增加SBS与沥青之间的粘和度。SBS稳定剂的选择可根据实际要求来进行:SBS改性沥青生产设备选择时,首先要考虑到成套设备的生产能力,尤其是主体设备的生产能力。在生产SBS改性沥青时,研磨机应该是SBS改性沥青的核心设备,而其他反应等则是其中的主体设备。因为研磨机是其中的关键设备,所以必需保证研磨机对混合料的研磨质量,使用之前需要对磨盘间的间隙调整精确,以保证SBS颗粒的粒径符合要求。
(二)MAC改性沥青材料
相比与一些其它的改性沥青材料,该材料具有较强的稳定性MAC的各方面性能更为优良,存放6个月左右一般情况下不会出现离析现象,具体应用是无需再添加任何稳定剂;由于MAC中不含有硫等有毒有害物质,环保型材料属于比较典型的;仍可保持高温下较高的粘度,较强抗车辙能力;沥青膜相对较厚由该材料所形成的,从而析漏现象不容易出现,故此抗油及抗水能力较强。因具有良好弹性的MAC改性沥青,目前于公路的面层当中己被广泛应用。同时该材料还可用于路网改造及公路养护中。需注意在实际应用中的有,较之普通改性沥青材料该材料的使用温度要高10-20度左右,并且相对较高的碾压温度,应110度左右控制为宜。
(三)废胶粉改性沥青材料
这类改性沥青材料具有抗氧化、稳定性强、抗低温,能有效防止低温开裂、抗水抗油、适应性强、负载承受能力强、硬化速度较慢等特性。该材料在公路工程应用中对公路的抗疲劳能力能够有效地提高,从而使公路的使用寿命延长。近年来,随着对可再生资源的利用我国的大力提倡,受到人们越来越多关注的废料循环再利用,恰恰符合这一需求的利用废胶粉改性沥青。这也为废胶粉改性沥青的推广使用一定程度上提供了有利条件。该材料的广泛应用不仅能够有效地解决环境污染问题,同时还能够增强公路本身的耐用性。
总之,在公路工程中改性沥青材料的应用还处在初步阶段,对改性沥青性能方面的研究力度需加大,并对一些性能优良的产品多开发,为改性沥青的应用和推广奠定基础。除以上几种改性沥青外,常用的还有天然岩沥青改性沥青、环氧沥青、SBR改性沥青等,相对于普通沥青,防水性、耐久性、抗车辙性能、高低温稳定性等均有不同程度的提高。
参考文献:
[1]郝轶.寒冷地区公路工程中改性沥青材料的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2013,03:147-149.
[2]彭远煌.改性沥青材料在公路工程中的应用[J].交通科技与经济,2012,01:42-44+119.
[3]刘日鑫.胶粉改性沥青材料[D].昆明理工大学,2002.
【关键词】 路桥工程;改性沥青;应用
我国现有路桥工程当中,多以沥青混凝土为路面,此种类型路面对沥青的温度较为敏感,低温会变脆易裂,而高温条件下则会变粘。近些年,虽然有所提高沥青混凝土的性能,但使用效果依然比较不理想,相比之下,比设计更重要的是改性沥青混合料配合比。沥青路面施工技术规范中应遵循关于施工流程严格控制、配合比设计热拌沥青混合料的目标配合比,进而确定最佳改性沥青用量及矿料级配。
一、公路工程中改性沥青施工技术要点
改性沥青施工通常情况下,都是在路面基层和公路路基施工完成后进行的,对改性沥青施工质量路基和路面基层的质量有着直接影响,因此路面基层和路基的质量应严格控制好。改性沥青的施工要点如下:
(一)施工准备
1、材料准备
施工开始前应并原材料进场前做好检验工作,将各类材料准备好,在检验过程中一旦质量不合格的材料被发现,其进入施工现场应不允许,保障工程质量的根本是确保材料質量合格。
2、施工设备
施工过程中改性沥青,较多的设备需要使用,如摊铺设备、沥青混合料拌和设备、碾压设备以及运输设备等等,各种设备的调试和安装工作施工前必须认真做好,以免施工进行中因设备问题而延误工期或影响施工质量。
很多需要岗前培训。应进行必要的岗前培训工作对技术人员、施工人员以及试验人员等,避免造成质量问题由于人为原因。
(二)沥青运输
改性沥青施工中沥青运输是一个比较关键的环节,对改性沥青的质量该环节直接影响,因此必须控制严格。应尽可能选择运输车辆带有自卸功能的,应按照摊铺能力以及现场摊铺设备的数量予以确定数量,这样运料车辆还有摊铺能够确保连续不间断。在进行装料时运料车,为了避免粗细料发生离析现象应采用前后移动方式。应备有防雨工具在运输车上,对混合料的性能防止下雨时雨水造成影响。
(三)摊铺施工
基本上改性沥青混合料都是采用摊铺进行的,可根据工程实际情况进行选择摊铺机的型号,如果前提条件允许的情况下,对ABG525型号的摊铺机建议可选择,该设备能够达到13m左右的实际摊铺宽度,并且各方面配有触点式平衡装置均较为良好。摊铺开始前,在施工现场等候的卸料车要超过5辆,摊铺过程中这样能够有效地防止,造成摊铺间断的情况发生因混合料供应不上;摊铺过程中,应将沥青混合料在熨平板前布置均匀后,方可缓慢向前运行,而则应在此时关闭夯锤,开启夯锤夯实前取出垫木,同时应将找平设备在起步前10m的摊铺中调至最为理想的状态。此外,应尽可能控制每分钟2m左右摊铺机的运行速度,并且对摊铺完成段的几何尺寸、外观等应设置专职人员进行检查。若发生粗细集料摊铺中集中的情况时,应进行筛补在初压完成后。
(四)压实施工
在整个施工环节中改性沥青的压实较为重要,是关键性确保施工质量的环节之一,对其为此必须进行严格控制。主要是由压路机完成压实过程,应根据实际工程中路面的宽度、厚度以及改性沥青的类型对压路机的类型具体、数量等进行确定。需注意的是必须采用同类型的压路机复压和初压,首尾相接排列形式进行压实的方法尽量不要采用,应按照JTJ032-94的有关要求执行碾压速度。
(五)接缝施工
应采用一台摊铺机完成接缝位置的施工,应采用热接缝的方法对横缝进行施工,应进行人工整平在摊铺完成后,然后碾压致密实即可。
二、在公路工程中几种常见改性沥青的具体应用
(一)SBS改性沥青材料
1、SBS改性沥青的特点
具有较好的低温性能的SBS改性沥青,但其低温性能受改性剂的结构、改性剂掺量比较容易影响。在基质沥青中SBS改性沥青是指热塑性橡胶加入少量,具有以下几个方面的SBS改性沥青特点:首先SBS发生了沥青流变性的改变,沥青的延性和粘弹性增加,应用在路面中,可以大大提高路面的抗冲性能和抗裂性能,同时还提高了路面的耐磨性能;SBS对使沥青的粘附性和韧性有了较大的提高,从而增加了沥青与砂石等集料的粘附度,应用于路面,能够有效提高路面的强度和防水性能;SBS改性沥青的温度敏感性被降低了,其弹性范围也相对扩大,因此所适用的范围也相应增加。
主要是以基质沥青为这种改性沥青材料的原料,并加入SBS改性剂适当的比例,然后通过搅拌等方法在沥青原料当中使改性剂均匀地分散,SBS混合材料进而形成。其具有如下特性:其一,抗低温及耐高温能力较强,在温差较大的环境中;其二,具有良好的弹性和韧性,较好抗车辙性能;其三,路面的抗疲劳能力能够有效地提高,尤其是在公路路面超载严重的情况中应变能力良好,路面永久性变形的产生可降低;其四,路面遇水后的抗拉强度可以提高,具有超强的粘结能力;其五,路面的承载及抗滑能力能够增强。在施工质量确保的基础上,合理应用SBS改性沥青材料在公路工程中,公路的使用年限能够有效地延长。
2、SBS改性沥青的生产工艺
SBS改性沥青分现场加工和成品2种生产工艺。现场加工通常是采用改性设备与拌和设备配合,然后将成品的改性沥青储存在罐中,并做好保温处理。此种生产工艺通常不用掺加稳定剂,只需要进行适当的保湿和搅拌;成品SBS改性沥青,因为需要存储的时间较长,为了避免沥青中的极性化合物沉淀而发生离析现象,需要加入适当的稳定剂,来降低沥青与SBS之间的分散机率,进而增加SBS与沥青之间的粘和度。SBS稳定剂的选择可根据实际要求来进行:SBS改性沥青生产设备选择时,首先要考虑到成套设备的生产能力,尤其是主体设备的生产能力。在生产SBS改性沥青时,研磨机应该是SBS改性沥青的核心设备,而其他反应等则是其中的主体设备。因为研磨机是其中的关键设备,所以必需保证研磨机对混合料的研磨质量,使用之前需要对磨盘间的间隙调整精确,以保证SBS颗粒的粒径符合要求。
(二)MAC改性沥青材料
相比与一些其它的改性沥青材料,该材料具有较强的稳定性MAC的各方面性能更为优良,存放6个月左右一般情况下不会出现离析现象,具体应用是无需再添加任何稳定剂;由于MAC中不含有硫等有毒有害物质,环保型材料属于比较典型的;仍可保持高温下较高的粘度,较强抗车辙能力;沥青膜相对较厚由该材料所形成的,从而析漏现象不容易出现,故此抗油及抗水能力较强。因具有良好弹性的MAC改性沥青,目前于公路的面层当中己被广泛应用。同时该材料还可用于路网改造及公路养护中。需注意在实际应用中的有,较之普通改性沥青材料该材料的使用温度要高10-20度左右,并且相对较高的碾压温度,应110度左右控制为宜。
(三)废胶粉改性沥青材料
这类改性沥青材料具有抗氧化、稳定性强、抗低温,能有效防止低温开裂、抗水抗油、适应性强、负载承受能力强、硬化速度较慢等特性。该材料在公路工程应用中对公路的抗疲劳能力能够有效地提高,从而使公路的使用寿命延长。近年来,随着对可再生资源的利用我国的大力提倡,受到人们越来越多关注的废料循环再利用,恰恰符合这一需求的利用废胶粉改性沥青。这也为废胶粉改性沥青的推广使用一定程度上提供了有利条件。该材料的广泛应用不仅能够有效地解决环境污染问题,同时还能够增强公路本身的耐用性。
总之,在公路工程中改性沥青材料的应用还处在初步阶段,对改性沥青性能方面的研究力度需加大,并对一些性能优良的产品多开发,为改性沥青的应用和推广奠定基础。除以上几种改性沥青外,常用的还有天然岩沥青改性沥青、环氧沥青、SBR改性沥青等,相对于普通沥青,防水性、耐久性、抗车辙性能、高低温稳定性等均有不同程度的提高。
参考文献:
[1]郝轶.寒冷地区公路工程中改性沥青材料的应用研究[J].公路交通科技(应用技术版),2013,03:147-149.
[2]彭远煌.改性沥青材料在公路工程中的应用[J].交通科技与经济,2012,01:42-44+119.
[3]刘日鑫.胶粉改性沥青材料[D].昆明理工大学,2002.