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摘要:高模量沥青混凝土,就是指在生产沥青混合料时添加一种高模量沥青混合料添加剂SJML-II。高模量添加剂能够改善混合料的工作性能,对混合料产生拉筋作用,通过试验发现,添加了高模量添加剂的混合料的60℃动稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲强度等性能都得到了明显的改善,用这种混合料铺筑的路面,其高温性能、水稳定性、低温性能、力学性能都有很好的改善,大大减少了网裂、车辙等病害的发生。
关键词:高模量沥青混凝土 混合料 应用
中图分类号:TU37文献标识码: A 文章编号:
所谓高模量沥青混凝土,就是指在生产沥青混合料时添加一种高模量沥青混合料添加剂SJML-II。高模量添加剂能够改善混合料的工作性能,对混合料产生拉筋作用,通过试验发现,添加了高模量添加剂的混合料的60℃动稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲强度等性能都得到了明显的改善,用这种混合料铺筑的路面,其高温性能、水稳定性、低温性能、力学性能都有很好的改善,大大减少了网裂、车辙等病害的发生。
一、SJML-II高模量沥青混合料添加剂路用性能分析(沥青为70# A级道路石油沥青)
1、高温性能
表2AC-20沥青混合料车辙试验结果
加入SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的动稳定度与空白样相比有大幅度提高,说明该添加剂可有效改善沥青混合料的高温抗车辙性能。
2、水稳定性
表3AC-20沥青混合料冻融劈裂试验结果
加入SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的冻融劈裂强度比与空白样相比有所提高,说明SJML-II可提高沥青混合料的抗水损害能力。
3、低温性能
表4低温弯曲试验结果(-10℃, 50mm/min)
加入0.4%和0.55%的SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的弯拉应变基本未发生变化,说明SJML-II对沥青混合料的低温抗开裂性能并未产生不良作用。
4、力学性能
表5动态模量测试结果(SJML-II添加量0.35%)
注:规定值参考辽宁省地方标准《高模量沥青混合料施工技术规范》(DB21)。
二、高模量混凝土施工
1、原材料
用于高模量沥青混合料的碎石应采用反击式破碎机加工的石灰岩碎石,应符合设计和规范的要求。 各种集料进场后必须严格分类隔离存放。细集料(天然砂、石屑、人工砂)也应干净、坚硬、干燥、无风化、无杂质和其他有害物质,并有适当的级配,其各项技术指标应符合设计和规范的要求;填料应采用石灰岩磨细的矿粉,其各项指标也应符合设计及规范的要求。沥青为符合要求的道路石油沥青,沥青材料质量符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。
2、配合比的确定
本次设计的高模量沥青混凝土为中粒式AC-20沥青混凝土,采用的沥青也是普通70#石油沥青。高模量沥青混凝土配比设计与普通中粒式AC-20沥青混凝土的配比设计一样,要经过目标配合比设计得出最佳油石比,然后经过生产配合比设计最后确定各热料仓的生产比例。在进行生产配比设计进行过程中,拌和站在进行试拌时要添加SJML-II高模量添加剂,添加剂的掺量分0.35%(按添加剂占混合料质量的百分比)进行掺加。
3、试验段的铺筑
在设计配合比和生产配合比均得到监理工程师的审批认可后,在监理工程师的指导下,选取已经验收合格的下承层进行试验段的铺筑。
在拌和过程中,按正常频率的2~3倍检测混合料的温度、级配、油石比、密度、马歇尔稳定度等;在摊铺碾压过程中,检测施工温度、摊铺高程、压实高程、平整度以及各种机械的施工效率;试验段成型后,要钻芯检测厚度、压实度、空隙率等。通过试验段的施工和各项技术数据的检测、统计,验证设计配合比的合理性,检验机械组合的适用性,确定准确的压实系数、施工温度以及合理的施工工艺。汇总各项资料,形成试验段总结报监理工程师审批,得到批准后用于指导沥青面层的大面积施工。
4、沥青混凝土的施工
(1)、 混合料的拌和
混合料的拌和采用DG-4000型間歇式拌和站,最大生产能力为320t/h。由于掺加有SJML-II添加剂,为了保证拌和的均匀性,要适当延长拌和时间,干拌15-18秒,然后喷入沥青再湿拌40-45秒。骨料加热温度为180~190℃,沥青加热温度为150~160℃,出料温度为170~190℃(175~185℃最佳)弃料温度大于190℃。在此拌合时间和温度下,能够使沥青混合料搅拌均匀,可以观测到外加剂溶化后的细丝状。 (2)、 混合料的运输
沥青混合料的运输采用20T的自卸车,在装料前,安排专人把车箱底板及侧板清洗干净,并刷一簿层隔离剂。沥青混合料装入车箱时,分三次进行,先装车箱前部,再装车箱后部,最后装车箱中部,以减少沥青混合料离析现象。沥青混合料从装车点到施工点之间的运输时间应该小于2小时。每辆运输车都要备有棉篷布,在运输过程中进行保温和防尘。 (3)、混合料的摊铺
根据路面宽度,采用一台ABG423和一台ABG8820沥青摊铺机进行摊铺,两台摊铺机相距5-10米,梯队同时向前摊铺,纵向热接缝,要保证沥青混合料温度均匀,一次摊铺完成,同时做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,禁止随意变换速度或中途停顿。摊铺的最佳速度可根据混合料供给能力、摊铺厚度和宽度等按下式求得 :
V=Q×C/(H×W×p)
式中:Q拌合站产量,V—摊铺机速度(m/min),H—压实后的摊铺厚度,C—工作效率系数(C值根据材料供应,运输能力等配套情况确定,正常取值0.6~0.8),W—摊铺宽度,p沥青混合料压实后形成的密度。一般摊铺速度应控制在每分钟2~4m,并保持摊铺速度稳定(根据供料情况,保持不停机为最低原则),摊铺机瞬时作业速度的变化,直接影响路面的平整度。因此摊铺机的工作速度一经选定,应保持恒定均匀,不得随意换速度。 在摊铺机料斗涂刷少量柴油防止粘料。摊铺机在开工之前提前0.5-1小时对熨平板进行预热,温度不低于100℃。在正式开始摊铺前应保证3辆以上的料车,以保证摊铺的连续进行,避免停机待料现象的发生。卸料时,运输车在沥青混凝土摊铺机前30cm停止,靠摊铺机向前推动运输车辆前进。摊铺机的左右配有工人进行边角及坑槽处理,混合料的摊铺温度不低于165℃。
(4)、 混合料的碾压
沥青混合料的碾压应当遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,按照先轻后重、由低向高的顺序进行。开始碾压时的混合料的内部温度不低于160℃,在碾压期间,相邻碾压带应重叠20-30cm,为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;压路机起动、停止必须减速缓行,不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。
关键词:高模量沥青混凝土 混合料 应用
中图分类号:TU37文献标识码: A 文章编号:
所谓高模量沥青混凝土,就是指在生产沥青混合料时添加一种高模量沥青混合料添加剂SJML-II。高模量添加剂能够改善混合料的工作性能,对混合料产生拉筋作用,通过试验发现,添加了高模量添加剂的混合料的60℃动稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲强度等性能都得到了明显的改善,用这种混合料铺筑的路面,其高温性能、水稳定性、低温性能、力学性能都有很好的改善,大大减少了网裂、车辙等病害的发生。
一、SJML-II高模量沥青混合料添加剂路用性能分析(沥青为70# A级道路石油沥青)
1、高温性能
表2AC-20沥青混合料车辙试验结果
加入SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的动稳定度与空白样相比有大幅度提高,说明该添加剂可有效改善沥青混合料的高温抗车辙性能。
2、水稳定性
表3AC-20沥青混合料冻融劈裂试验结果
加入SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的冻融劈裂强度比与空白样相比有所提高,说明SJML-II可提高沥青混合料的抗水损害能力。
3、低温性能
表4低温弯曲试验结果(-10℃, 50mm/min)
加入0.4%和0.55%的SJML-II高模量沥青混合料添加剂后,沥青混合料的弯拉应变基本未发生变化,说明SJML-II对沥青混合料的低温抗开裂性能并未产生不良作用。
4、力学性能
表5动态模量测试结果(SJML-II添加量0.35%)
注:规定值参考辽宁省地方标准《高模量沥青混合料施工技术规范》(DB21)。
二、高模量混凝土施工
1、原材料
用于高模量沥青混合料的碎石应采用反击式破碎机加工的石灰岩碎石,应符合设计和规范的要求。 各种集料进场后必须严格分类隔离存放。细集料(天然砂、石屑、人工砂)也应干净、坚硬、干燥、无风化、无杂质和其他有害物质,并有适当的级配,其各项技术指标应符合设计和规范的要求;填料应采用石灰岩磨细的矿粉,其各项指标也应符合设计及规范的要求。沥青为符合要求的道路石油沥青,沥青材料质量符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。
2、配合比的确定
本次设计的高模量沥青混凝土为中粒式AC-20沥青混凝土,采用的沥青也是普通70#石油沥青。高模量沥青混凝土配比设计与普通中粒式AC-20沥青混凝土的配比设计一样,要经过目标配合比设计得出最佳油石比,然后经过生产配合比设计最后确定各热料仓的生产比例。在进行生产配比设计进行过程中,拌和站在进行试拌时要添加SJML-II高模量添加剂,添加剂的掺量分0.35%(按添加剂占混合料质量的百分比)进行掺加。
3、试验段的铺筑
在设计配合比和生产配合比均得到监理工程师的审批认可后,在监理工程师的指导下,选取已经验收合格的下承层进行试验段的铺筑。
在拌和过程中,按正常频率的2~3倍检测混合料的温度、级配、油石比、密度、马歇尔稳定度等;在摊铺碾压过程中,检测施工温度、摊铺高程、压实高程、平整度以及各种机械的施工效率;试验段成型后,要钻芯检测厚度、压实度、空隙率等。通过试验段的施工和各项技术数据的检测、统计,验证设计配合比的合理性,检验机械组合的适用性,确定准确的压实系数、施工温度以及合理的施工工艺。汇总各项资料,形成试验段总结报监理工程师审批,得到批准后用于指导沥青面层的大面积施工。
4、沥青混凝土的施工
(1)、 混合料的拌和
混合料的拌和采用DG-4000型間歇式拌和站,最大生产能力为320t/h。由于掺加有SJML-II添加剂,为了保证拌和的均匀性,要适当延长拌和时间,干拌15-18秒,然后喷入沥青再湿拌40-45秒。骨料加热温度为180~190℃,沥青加热温度为150~160℃,出料温度为170~190℃(175~185℃最佳)弃料温度大于190℃。在此拌合时间和温度下,能够使沥青混合料搅拌均匀,可以观测到外加剂溶化后的细丝状。 (2)、 混合料的运输
沥青混合料的运输采用20T的自卸车,在装料前,安排专人把车箱底板及侧板清洗干净,并刷一簿层隔离剂。沥青混合料装入车箱时,分三次进行,先装车箱前部,再装车箱后部,最后装车箱中部,以减少沥青混合料离析现象。沥青混合料从装车点到施工点之间的运输时间应该小于2小时。每辆运输车都要备有棉篷布,在运输过程中进行保温和防尘。 (3)、混合料的摊铺
根据路面宽度,采用一台ABG423和一台ABG8820沥青摊铺机进行摊铺,两台摊铺机相距5-10米,梯队同时向前摊铺,纵向热接缝,要保证沥青混合料温度均匀,一次摊铺完成,同时做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,禁止随意变换速度或中途停顿。摊铺的最佳速度可根据混合料供给能力、摊铺厚度和宽度等按下式求得 :
V=Q×C/(H×W×p)
式中:Q拌合站产量,V—摊铺机速度(m/min),H—压实后的摊铺厚度,C—工作效率系数(C值根据材料供应,运输能力等配套情况确定,正常取值0.6~0.8),W—摊铺宽度,p沥青混合料压实后形成的密度。一般摊铺速度应控制在每分钟2~4m,并保持摊铺速度稳定(根据供料情况,保持不停机为最低原则),摊铺机瞬时作业速度的变化,直接影响路面的平整度。因此摊铺机的工作速度一经选定,应保持恒定均匀,不得随意换速度。 在摊铺机料斗涂刷少量柴油防止粘料。摊铺机在开工之前提前0.5-1小时对熨平板进行预热,温度不低于100℃。在正式开始摊铺前应保证3辆以上的料车,以保证摊铺的连续进行,避免停机待料现象的发生。卸料时,运输车在沥青混凝土摊铺机前30cm停止,靠摊铺机向前推动运输车辆前进。摊铺机的左右配有工人进行边角及坑槽处理,混合料的摊铺温度不低于165℃。
(4)、 混合料的碾压
沥青混合料的碾压应当遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则,按照先轻后重、由低向高的顺序进行。开始碾压时的混合料的内部温度不低于160℃,在碾压期间,相邻碾压带应重叠20-30cm,为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;压路机起动、停止必须减速缓行,不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。