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摘要:溫拌沥青混合料以其环境污染小、燃料消耗少、老化程度小等优点在道路工程施工中的应用越来越多。本文在对温拌沥青混合料技术优点分析的基础上,介绍了表面活性剂法温拌沥青混合料的施工技术,并就温拌沥青混合料技术在城市道路工程建设中的应用进行探讨。
关键词:沥青混合料;温拌;施工;城市道路;应用
中图分类号: TF526 文献标识码: A
0 引言
沥青路面作为我国最为常用的路面形式,具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点。但热拌沥青混合料在拌制、运输以及摊铺的过程中会出现热老化、有害气体排放以及过多的能耗等问题,而温拌沥青混合料的拌和及压实温度较低,大大减少了传统热拌沥青混合料带来的诸多问题,尤其适用于城市道路和隧道铺装工程[1]。因此,需要对温拌沥青混合料的施工技术进行深入研究,从而保证路面的使用性能。
1温拌沥青混合料技术及其特点
1.1 现行的主要温拌技术
温拌沥青混合料起源于欧洲,并于2000年的第一届国际沥青路面大会上由Harrison和Christodulaki首次介绍。同年,在《欧洲沥青》上Koenders等人做了更为详细的报道。目前温拌沥青混合料总的来说主要有表面活性剂法、有机添加剂法、沥青-矿物法、泡沫法等四种不同的实现方式[3]-[4],而表面活性剂法是我国目前最为常用的温拌沥青技术。
1.2 温拌技术的特点
温拌沥青混合料由于其较低的拌和及压实温度,使其与热拌沥青混合料相比有许多显而易见的优点。温拌沥青混合料的拌和及摊铺温度较低,这大大地减少烟熏及其它有害气体的排放,降低了混合料生产过程中可能对人造成的潜在伤害。由于温拌沥青混合料的拌和温度比HMA降低30~60℃,这使得燃料消耗减少了20%左右,具有良好的节能效果。温拌沥青混合料将拌合温度下降到135℃左右,使得其在沥青的老化程度明显降低,路用性能得到提高,而且由于WMA在摊铺和压实时温度较低,这也延长了施工的季节[2]。
2 温拌沥青混合料的施工技术
2.1 拌和楼喷洒量设定
维持原有热拌沥青混合料的热料仓生产配比设计以及沥青用量。现场沥青混合料拌和时,温拌添加剂在沥青开始喷洒后喷入,根据喷洒量,调整喷洒设备的压力,并控制好喷入时间,在沥青喷洒结束后延后添加矿粉。对于矿粉与沥青的相对喷洒顺序不能进行调节的拌和设备,也可以将矿粉挪至沥青喷洒之前,保证在沥青喷洒开始时矿粉已放完,以避免在添加温拌添加剂时添加矿粉,影响矿粉计量精度、减少矿粉损失和减少矿粉堵塞概率。
2.2 喷洒设备安装
直投式温拌添加剂添加装置,是一套功能相对独立的拌合锅液体添加系统,通过与拌合锅的沥青(集料)添加电信号建立联系,温拌添加剂和沥青同步喷洒到拌和锅,保证DAT添加剂喷洒到沥青喷洒液面上,并且自动配合拌合楼的拌合循环作业,实现对拌合锅足量、准确、稳定地添加温拌添加剂。
2.3温拌拌和温度控制
在正常施工气温以及长大隧道沥青路面铺装时,温拌沥青混合料施工温度较热拌沥青混合料有较大程度地降低。在拌和过程中,由于矿粉、温拌添加剂均为常温添加,会损失一部分热料,因此设定的集料加热温度应比出料温度稍高。温拌沥青混合料的出料温度控制应根据施工当天的气温条件、风速状况、运输距离、施工组织水平以及到场等待时间进行灵活调整,无实际工程应用经验时应向温拌技术工程师咨询确定相关环节的控制温度。
2.4 温拌沥青混合料的运输
运输车应采取一定的保温措施,特别是在冬季低温施工时,沥青混合料降温速度很快,一定要做好运输车的保温措施,有条件的可以在车子侧面加装泡沫隔板等保温装置,减少沥青混合料在运输及等待过程中的降温幅度。此外,还应用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。
2.5 温拌沥青混合料的摊铺
在进行沥青面层摊铺时,应进行透层油、粘层油的撒布,保证粘层油洒布后有1小时的蒸发时间。对于低温季节施工时,当气温低于零度且路面较潮湿时,不宜进行摊铺,此时路面结冰影响层间粘结,影响路面后期使用性能。
2.6 温拌沥青混合料的碾压
根据混合料级配类型,参照施工技术规范的规定以及正常热拌沥青混合料的碾压选择合理的碾压组合方式及碾压工艺,但应强调钢轮振动压实和胶轮压实。为保证压实度和平整度,初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。钢轮压路机的洒水以达到湿润为准,不可产生过多流畅水,胶轮压路机轮胎必须采用植物油配置扫把进行涂刷,不可采用喷壶对胶轮轮胎直接喷洒柴油或水。对于SMA改性沥青混合料的碾压,建议钢轮初压振动压实(去静回振)2~3遍后,路表温度在80~100度之间开始复压过程,此时路面结构层内部温度在110度以上,仍然处于温拌沥青混合料的良好碾压温度范围。
3 温拌沥青混合料在城市道路工程中的应用
为了验证温拌沥青混合料技术的使用效果,在南京江东中路进行了温拌沥青混合料的应用实践。江东中路温拌沥青混合料试验段全长约550米,采用半幅施工半幅开放交通的方式施工,沥青混合料类型为下面层采用8cm的改性沥青AC-25温拌混合料,上面层采用4cm的SMA-13温拌混合料。拌合楼采用的是AMMANN2500型拌合楼,每次拌合2吨混合料,当天环境温度为34℃,AC-25改性沥青混合料出料温度为130~135℃,AC-25混合料到现场摊铺温度为130~135℃,开始碾压温度为125~130℃;SMA-13沥青混合料出料温度为135~140℃,摊铺温度为135~140℃,开始碾压温度为130~135℃。
从温拌试铺段效果检测结论得出,AC-25沥青路面芯样压实度的压实度均在95%左右,路面现场的渗水系数在25~50ml/min之间,均满足规范的要求;SMA-13沥青路面芯样压实度的压实度均在95%左右,但路面现场的渗水系数在70~90 ml/min之间,略大了规范要求60 ml/min的要求,主要由于表面活性类温拌技术中的沥青内部水膜润滑结构需要胶轮压路机进行表面的搓揉,然而,现场在碾压时还沿用了热拌沥青混合料的碾压方式(没有采用胶轮压路机),这和室内实验SMA-13在125℃采用马歇尔成型方式孔隙率偏大的结论一致。因此,采用温拌沥青混合料技术进行城市道路、隧道的施工,不仅可以降低混合料的施工温度,减少环境污染,而且可以确保路面的工程质量。
4 结论
沥青路面作为我国最为常用的路面形式,但热拌沥青混合料在施工中出产生诸多问题,而温拌沥青混合料则能减少这些影响。随着人们对环境保护意识的加深,以及党和政府相关法规和制度的完善,特别是在我国城市大规模基础建设的背景下,温拌技术将进入到更多的路面施工领域,甚至也可以完全替代常规的热拌沥青混合料。该项技术的运用,将不仅对整个行业产生重大影响,而且对于我国实现节能减排、建立节约型和谐社会起到积极和长远的作用。
参考文献:
[1] 施学军. 温拌沥青混合料在城市道路中的应用[J]. 价值工程, 2012,31(9):88.
[2] 严绍洋, 秦永春, 石小培等. 温拌沥青混合料在永武高速公路路面下面层的应用[J]. 公路, 2012(12):81~84.
[3] 秦永春,黄颂昌,徐剑等.基于表面活性剂的温拌SMA混合料性能[J]. 建筑材料学报2010, 13(1):27~29.
[4] 李东生. 温拌沥青混合料应用性能研究[J]. 科技创业家, 2012(3):6~7.
关键词:沥青混合料;温拌;施工;城市道路;应用
中图分类号: TF526 文献标识码: A
0 引言
沥青路面作为我国最为常用的路面形式,具有表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、低噪声、施工周期短、维修简便等特点。但热拌沥青混合料在拌制、运输以及摊铺的过程中会出现热老化、有害气体排放以及过多的能耗等问题,而温拌沥青混合料的拌和及压实温度较低,大大减少了传统热拌沥青混合料带来的诸多问题,尤其适用于城市道路和隧道铺装工程[1]。因此,需要对温拌沥青混合料的施工技术进行深入研究,从而保证路面的使用性能。
1温拌沥青混合料技术及其特点
1.1 现行的主要温拌技术
温拌沥青混合料起源于欧洲,并于2000年的第一届国际沥青路面大会上由Harrison和Christodulaki首次介绍。同年,在《欧洲沥青》上Koenders等人做了更为详细的报道。目前温拌沥青混合料总的来说主要有表面活性剂法、有机添加剂法、沥青-矿物法、泡沫法等四种不同的实现方式[3]-[4],而表面活性剂法是我国目前最为常用的温拌沥青技术。
1.2 温拌技术的特点
温拌沥青混合料由于其较低的拌和及压实温度,使其与热拌沥青混合料相比有许多显而易见的优点。温拌沥青混合料的拌和及摊铺温度较低,这大大地减少烟熏及其它有害气体的排放,降低了混合料生产过程中可能对人造成的潜在伤害。由于温拌沥青混合料的拌和温度比HMA降低30~60℃,这使得燃料消耗减少了20%左右,具有良好的节能效果。温拌沥青混合料将拌合温度下降到135℃左右,使得其在沥青的老化程度明显降低,路用性能得到提高,而且由于WMA在摊铺和压实时温度较低,这也延长了施工的季节[2]。
2 温拌沥青混合料的施工技术
2.1 拌和楼喷洒量设定
维持原有热拌沥青混合料的热料仓生产配比设计以及沥青用量。现场沥青混合料拌和时,温拌添加剂在沥青开始喷洒后喷入,根据喷洒量,调整喷洒设备的压力,并控制好喷入时间,在沥青喷洒结束后延后添加矿粉。对于矿粉与沥青的相对喷洒顺序不能进行调节的拌和设备,也可以将矿粉挪至沥青喷洒之前,保证在沥青喷洒开始时矿粉已放完,以避免在添加温拌添加剂时添加矿粉,影响矿粉计量精度、减少矿粉损失和减少矿粉堵塞概率。
2.2 喷洒设备安装
直投式温拌添加剂添加装置,是一套功能相对独立的拌合锅液体添加系统,通过与拌合锅的沥青(集料)添加电信号建立联系,温拌添加剂和沥青同步喷洒到拌和锅,保证DAT添加剂喷洒到沥青喷洒液面上,并且自动配合拌合楼的拌合循环作业,实现对拌合锅足量、准确、稳定地添加温拌添加剂。
2.3温拌拌和温度控制
在正常施工气温以及长大隧道沥青路面铺装时,温拌沥青混合料施工温度较热拌沥青混合料有较大程度地降低。在拌和过程中,由于矿粉、温拌添加剂均为常温添加,会损失一部分热料,因此设定的集料加热温度应比出料温度稍高。温拌沥青混合料的出料温度控制应根据施工当天的气温条件、风速状况、运输距离、施工组织水平以及到场等待时间进行灵活调整,无实际工程应用经验时应向温拌技术工程师咨询确定相关环节的控制温度。
2.4 温拌沥青混合料的运输
运输车应采取一定的保温措施,特别是在冬季低温施工时,沥青混合料降温速度很快,一定要做好运输车的保温措施,有条件的可以在车子侧面加装泡沫隔板等保温装置,减少沥青混合料在运输及等待过程中的降温幅度。此外,还应用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。
2.5 温拌沥青混合料的摊铺
在进行沥青面层摊铺时,应进行透层油、粘层油的撒布,保证粘层油洒布后有1小时的蒸发时间。对于低温季节施工时,当气温低于零度且路面较潮湿时,不宜进行摊铺,此时路面结冰影响层间粘结,影响路面后期使用性能。
2.6 温拌沥青混合料的碾压
根据混合料级配类型,参照施工技术规范的规定以及正常热拌沥青混合料的碾压选择合理的碾压组合方式及碾压工艺,但应强调钢轮振动压实和胶轮压实。为保证压实度和平整度,初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。钢轮压路机的洒水以达到湿润为准,不可产生过多流畅水,胶轮压路机轮胎必须采用植物油配置扫把进行涂刷,不可采用喷壶对胶轮轮胎直接喷洒柴油或水。对于SMA改性沥青混合料的碾压,建议钢轮初压振动压实(去静回振)2~3遍后,路表温度在80~100度之间开始复压过程,此时路面结构层内部温度在110度以上,仍然处于温拌沥青混合料的良好碾压温度范围。
3 温拌沥青混合料在城市道路工程中的应用
为了验证温拌沥青混合料技术的使用效果,在南京江东中路进行了温拌沥青混合料的应用实践。江东中路温拌沥青混合料试验段全长约550米,采用半幅施工半幅开放交通的方式施工,沥青混合料类型为下面层采用8cm的改性沥青AC-25温拌混合料,上面层采用4cm的SMA-13温拌混合料。拌合楼采用的是AMMANN2500型拌合楼,每次拌合2吨混合料,当天环境温度为34℃,AC-25改性沥青混合料出料温度为130~135℃,AC-25混合料到现场摊铺温度为130~135℃,开始碾压温度为125~130℃;SMA-13沥青混合料出料温度为135~140℃,摊铺温度为135~140℃,开始碾压温度为130~135℃。
从温拌试铺段效果检测结论得出,AC-25沥青路面芯样压实度的压实度均在95%左右,路面现场的渗水系数在25~50ml/min之间,均满足规范的要求;SMA-13沥青路面芯样压实度的压实度均在95%左右,但路面现场的渗水系数在70~90 ml/min之间,略大了规范要求60 ml/min的要求,主要由于表面活性类温拌技术中的沥青内部水膜润滑结构需要胶轮压路机进行表面的搓揉,然而,现场在碾压时还沿用了热拌沥青混合料的碾压方式(没有采用胶轮压路机),这和室内实验SMA-13在125℃采用马歇尔成型方式孔隙率偏大的结论一致。因此,采用温拌沥青混合料技术进行城市道路、隧道的施工,不仅可以降低混合料的施工温度,减少环境污染,而且可以确保路面的工程质量。
4 结论
沥青路面作为我国最为常用的路面形式,但热拌沥青混合料在施工中出产生诸多问题,而温拌沥青混合料则能减少这些影响。随着人们对环境保护意识的加深,以及党和政府相关法规和制度的完善,特别是在我国城市大规模基础建设的背景下,温拌技术将进入到更多的路面施工领域,甚至也可以完全替代常规的热拌沥青混合料。该项技术的运用,将不仅对整个行业产生重大影响,而且对于我国实现节能减排、建立节约型和谐社会起到积极和长远的作用。
参考文献:
[1] 施学军. 温拌沥青混合料在城市道路中的应用[J]. 价值工程, 2012,31(9):88.
[2] 严绍洋, 秦永春, 石小培等. 温拌沥青混合料在永武高速公路路面下面层的应用[J]. 公路, 2012(12):81~84.
[3] 秦永春,黄颂昌,徐剑等.基于表面活性剂的温拌SMA混合料性能[J]. 建筑材料学报2010, 13(1):27~29.
[4] 李东生. 温拌沥青混合料应用性能研究[J]. 科技创业家, 2012(3):6~7.