论文部分内容阅读
摘要：结合温拌沥青混合料在范崎路道路工程中的应用，对温拌沥青混合料的路用性能进行了分析，介绍了温拌沥青混合料的拌合、摊铺及碾压等施工工艺，通过工程的实践，明确了温拌沥青混合料的设计施工技术要求。
关键词：温拌沥青混合料；路用性能；应用；施工工艺
1.工程慨况
1.1.道路工程概况：范崎路为示范区内主干路；规划为二级公路。由于市政管线敷设和范崎路在示范区功能定位，范崎路道路为城市主干路，计算行车速度为50Km/h。起点为现况范崎路跨京密引水渠桥北侧桥头，终点为柏崖厂大桥，是示范区与外界联系的主要通道，主要链接示范区西南入口（主入口），红楼梦古都文化园和国际会都，道路长度4.809公里。
1.2.功能定位：范崎路是示范区内环路系统的一部分，是国际会都交通出行的主要道路，是生态景观大道、迎宾大道、展示大道及管网走廊。
1.3.本工程为温拌沥青混凝土路面，结构组合为上面层采用温拌4%SBS改性细粒式沥青砼WAC-13C厚度4厘米，中面层采用温拌中粒式沥青砼WAC-16C厚度5厘米，下面层采用温拌粗粒式沥青砼WAC-25C厚度7厘米，以及相应的透层、粘层。
1.4.根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中沥青路面使用气候分区指标确定北京市处于1-3-2区，即夏炎热冬冷湿润区。
2.溫拌沥青混合料性能研究
2.1.原材料性能分析
2.1.1.沥青结合料
以下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C为例，本次所用的结合料为秦皇岛70号（A）道路石油沥青，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）及工程要求，对70号（A）道路石油沥青进行了各项指标测试，70号（A）道路石油沥青各技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中A级道路石油沥青的技术要求，可以用于道路工程中沥青路面工程。
2.1.2.各热料仓筛分汇总
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的集料采用三河产的石灰岩，坚韧、粗糙、有棱角的石料；石灰岩机制砂干燥、无风化、无杂质且有适当级配，根据目标配合比提供的目标比例，搅拌机进行上料，对热料进行分仓筛分。
2.1.3.各热料仓集料比重
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的各热料仓集料密度指标测试结果汇总见表2-1。
各热料仓集料比重 表2-1
材料名称 4号仓 3号仓 2号仓 1号仓
表观相对密度 2.839 2.837 2.795 2.776
2.1.4.填料质量指标检测
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的填料采用憎水性石灰岩石料磨细得到的矿粉，矿粉干燥、洁净、能自由的从矿粉仓中流出，产地：三河，对石灰石质矿粉进行了相关指标测试，所选矿粉各项指标符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中表4.10.1矿粉质量要求，可以使用于道路工程中沥青路面工程。
2.2.生产配合比设计
2.2.1.确定矿料合成级配
2.2.1.1.由于范崎路道路是示范区内通往主会场的重要道路，经检测在范崎路上行驶的车辆在满载时的轴重均大于额定荷载，为此在进行温拌粗粒式沥青砼WAC-25C配合比设计时，选择了粗型（C型）混合料，并将矿料级配调整为骨架密实结构。因此，根据配合比设计程序，按照目标配合比上提供的目标比例，搅拌机进行上料，对热料仓筛分，测试各热料仓的材料及配，采用人机对话的方式，按照目标配合比设计原理及确定的范围，经过配合比设计计算确定WAC-25C生产配合比矿料比例。
2.2.确定最佳油石比
2.2.1.根据目标配合比上的最佳油石比：WAC-25C为4.0%，按照±0.3%间隔变化，取三个不同的油石比，分别制作马歇尔事件，进行马歇尔各项指标试验
2.2.2.根据规范要求，按试验曲线的走势，在曲线上取相应于密度最大值、稳定度最大值、空隙率中值、沥青饱和度范围中值的油石比a1、a2、a3、a4，取其平均值作为OAC1。以各项指标均符合技术标准（不含VMA）的油石比范围OACmin～OACmax的中值作为OAC2。求取OAC1和 OAC2的平均值作为计算的最佳油石比。本次设计中WAC-25C沥青混合料的计算最佳油石比为4.0%。相对于此最佳油石比的空隙率VV和VMA值分别为4.6%和13.5%。查照JTG F40-2004表5.3.3-1可知空隙率VV和VMA均符合要求。最佳油石比对应的预计施工控制密度为：2.501g/cm3。
2.3混合料的性能检验
温拌粗粒式沥青砼WAC-25C的性能指标结果见表2-2。
根据试验结果从各项指标来看，其性能完全满足规范要求，尤其是冻融劈裂残留强度比和车辙试验动稳定度都大大超过了规范要求值，表现出了良好的性能。
以上各项试验结果综合分析表明，在范崎路道路工程中下面层采用温拌粗粒式沥青砼WAC-25C完全可以满足工程质量要求。
3.温拌沥青混合料施工工艺
3.1.温拌沥青混合料的生产
温拌沥青混合料的拌和温度在120℃～145℃，加入外掺剂后应干拌5～10s左右，以保证矿料与外掺剂的均匀拌和。当矿料与外掺剂均匀拌和后，将沥青喷入并拌和，拌和时间与一般沥青混合料的拌和时间相同。对沥青混合料的质量控制实施过程控制和总量检验，对级配、石油比、拌合温度的平均值、标准差。变异系数等实行质量动态管理。
3.2.温拌沥青混合料的施工
温拌沥青混合料路面的摊铺设备及工艺方法跟热拌沥青混合料基本相同，摊铺温度不低于105℃。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺改性沥青混合料时速度宜控制在1～3m/min的范围内。
摊铺机采用自动找平方式，下面层采用钢丝绳引导的高程控制方式，上面层采用非接触式平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离析。摊铺机不得中途停顿，并加快碾压。由于温拌沥青混合料的摊铺温度与热拌沥青混合料相比大大降低，施工现场几乎没有冒青烟现象。
温拌沥青混合料完成摊铺刮平后立即对路面进行检查，对不规则之处及时用人工进行调整，随后进行充分均匀地压实。沥青混合料压实以试验段确定的碾压组合及程序进行，压实分初压、复压和终压三个阶段。
温拌沥青混合料纵向接缝应采用一种自动控制接缝机的装置，以控制相邻行程间的标高，并做到相邻行程间的标高，并做到相邻行程间可靠的结合。纵向接缝应是热接缝，并应连续、平行，缝边应垂直并形成直线。纵向接缝上下层间的错位至少应为15cm。横缝应与铺筑方向垂直，严禁使用斜接缝。横缝在相邻的层次和相邻的行程间均应至少错开1米。横缝应有一条垂直经碾压成良好的边缘。在下次摊铺前，应在上次行程的末端涂刷适量粘层沥青，并注意设置整平板的高度，为碾压留出适当预留量。
常见沥青混凝土路面缺陷是多种多样的，从使用效果来看，主要表现在路面波浪、横缝跳车、密实度不够、局部推移、松散、隆起等，这些缺陷都是施工过程中造成的。路面波浪在施工过程中主要是由于摊铺机造成的，沥青混合料软弱或混合料温度组成的变化导致混合料劲度的不均匀也是其中因素之一。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能，同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。找平系统要处于良好状态，操作人员要随时检查，发现问题及时处理。横缝跳车主要是工艺上的问题，横缝在处理时要将已成型的路面切齐，并在接触面上浇洒粘层沥青。
参考文献：
[1]《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）
[2]《北京市温拌沥青混合料路面技术指南》
[3]付裕等.温拌沥青及其混合料在奥运工程中的应用.
[4]李振国等.温拌改性沥青混合料在北京长安街路面大修工程中的应用.
[5]柳浩等.美国温拌沥青混合料技术考察综述.
关键词：温拌沥青混合料；路用性能；应用；施工工艺
1.工程慨况
1.1.道路工程概况：范崎路为示范区内主干路；规划为二级公路。由于市政管线敷设和范崎路在示范区功能定位，范崎路道路为城市主干路，计算行车速度为50Km/h。起点为现况范崎路跨京密引水渠桥北侧桥头，终点为柏崖厂大桥，是示范区与外界联系的主要通道，主要链接示范区西南入口（主入口），红楼梦古都文化园和国际会都，道路长度4.809公里。
1.2.功能定位：范崎路是示范区内环路系统的一部分，是国际会都交通出行的主要道路，是生态景观大道、迎宾大道、展示大道及管网走廊。
1.3.本工程为温拌沥青混凝土路面，结构组合为上面层采用温拌4%SBS改性细粒式沥青砼WAC-13C厚度4厘米，中面层采用温拌中粒式沥青砼WAC-16C厚度5厘米，下面层采用温拌粗粒式沥青砼WAC-25C厚度7厘米，以及相应的透层、粘层。
1.4.根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中沥青路面使用气候分区指标确定北京市处于1-3-2区，即夏炎热冬冷湿润区。
2.溫拌沥青混合料性能研究
2.1.原材料性能分析
2.1.1.沥青结合料
以下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C为例，本次所用的结合料为秦皇岛70号（A）道路石油沥青，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）及工程要求，对70号（A）道路石油沥青进行了各项指标测试，70号（A）道路石油沥青各技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中A级道路石油沥青的技术要求，可以用于道路工程中沥青路面工程。
2.1.2.各热料仓筛分汇总
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的集料采用三河产的石灰岩，坚韧、粗糙、有棱角的石料；石灰岩机制砂干燥、无风化、无杂质且有适当级配，根据目标配合比提供的目标比例，搅拌机进行上料，对热料进行分仓筛分。
2.1.3.各热料仓集料比重
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的各热料仓集料密度指标测试结果汇总见表2-1。
各热料仓集料比重 表2-1
材料名称 4号仓 3号仓 2号仓 1号仓
表观相对密度 2.839 2.837 2.795 2.776
2.1.4.填料质量指标检测
本次设计的下面层温拌粗粒式沥青砼WAC-25C所用的填料采用憎水性石灰岩石料磨细得到的矿粉，矿粉干燥、洁净、能自由的从矿粉仓中流出，产地：三河，对石灰石质矿粉进行了相关指标测试，所选矿粉各项指标符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中表4.10.1矿粉质量要求，可以使用于道路工程中沥青路面工程。
2.2.生产配合比设计
2.2.1.确定矿料合成级配
2.2.1.1.由于范崎路道路是示范区内通往主会场的重要道路，经检测在范崎路上行驶的车辆在满载时的轴重均大于额定荷载，为此在进行温拌粗粒式沥青砼WAC-25C配合比设计时，选择了粗型（C型）混合料，并将矿料级配调整为骨架密实结构。因此，根据配合比设计程序，按照目标配合比上提供的目标比例，搅拌机进行上料，对热料仓筛分，测试各热料仓的材料及配，采用人机对话的方式，按照目标配合比设计原理及确定的范围，经过配合比设计计算确定WAC-25C生产配合比矿料比例。
2.2.确定最佳油石比
2.2.1.根据目标配合比上的最佳油石比：WAC-25C为4.0%，按照±0.3%间隔变化，取三个不同的油石比，分别制作马歇尔事件，进行马歇尔各项指标试验
2.2.2.根据规范要求，按试验曲线的走势，在曲线上取相应于密度最大值、稳定度最大值、空隙率中值、沥青饱和度范围中值的油石比a1、a2、a3、a4，取其平均值作为OAC1。以各项指标均符合技术标准（不含VMA）的油石比范围OACmin～OACmax的中值作为OAC2。求取OAC1和 OAC2的平均值作为计算的最佳油石比。本次设计中WAC-25C沥青混合料的计算最佳油石比为4.0%。相对于此最佳油石比的空隙率VV和VMA值分别为4.6%和13.5%。查照JTG F40-2004表5.3.3-1可知空隙率VV和VMA均符合要求。最佳油石比对应的预计施工控制密度为：2.501g/cm3。
2.3混合料的性能检验
温拌粗粒式沥青砼WAC-25C的性能指标结果见表2-2。
根据试验结果从各项指标来看，其性能完全满足规范要求，尤其是冻融劈裂残留强度比和车辙试验动稳定度都大大超过了规范要求值，表现出了良好的性能。
以上各项试验结果综合分析表明，在范崎路道路工程中下面层采用温拌粗粒式沥青砼WAC-25C完全可以满足工程质量要求。
3.温拌沥青混合料施工工艺
3.1.温拌沥青混合料的生产
温拌沥青混合料的拌和温度在120℃～145℃，加入外掺剂后应干拌5～10s左右，以保证矿料与外掺剂的均匀拌和。当矿料与外掺剂均匀拌和后，将沥青喷入并拌和，拌和时间与一般沥青混合料的拌和时间相同。对沥青混合料的质量控制实施过程控制和总量检验，对级配、石油比、拌合温度的平均值、标准差。变异系数等实行质量动态管理。
3.2.温拌沥青混合料的施工
温拌沥青混合料路面的摊铺设备及工艺方法跟热拌沥青混合料基本相同，摊铺温度不低于105℃。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺改性沥青混合料时速度宜控制在1～3m/min的范围内。
摊铺机采用自动找平方式，下面层采用钢丝绳引导的高程控制方式，上面层采用非接触式平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离析。摊铺机不得中途停顿，并加快碾压。由于温拌沥青混合料的摊铺温度与热拌沥青混合料相比大大降低，施工现场几乎没有冒青烟现象。
温拌沥青混合料完成摊铺刮平后立即对路面进行检查，对不规则之处及时用人工进行调整，随后进行充分均匀地压实。沥青混合料压实以试验段确定的碾压组合及程序进行，压实分初压、复压和终压三个阶段。
温拌沥青混合料纵向接缝应采用一种自动控制接缝机的装置，以控制相邻行程间的标高，并做到相邻行程间的标高，并做到相邻行程间可靠的结合。纵向接缝应是热接缝，并应连续、平行，缝边应垂直并形成直线。纵向接缝上下层间的错位至少应为15cm。横缝应与铺筑方向垂直，严禁使用斜接缝。横缝在相邻的层次和相邻的行程间均应至少错开1米。横缝应有一条垂直经碾压成良好的边缘。在下次摊铺前，应在上次行程的末端涂刷适量粘层沥青，并注意设置整平板的高度，为碾压留出适当预留量。
常见沥青混凝土路面缺陷是多种多样的，从使用效果来看，主要表现在路面波浪、横缝跳车、密实度不够、局部推移、松散、隆起等，这些缺陷都是施工过程中造成的。路面波浪在施工过程中主要是由于摊铺机造成的，沥青混合料软弱或混合料温度组成的变化导致混合料劲度的不均匀也是其中因素之一。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能，同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。找平系统要处于良好状态，操作人员要随时检查，发现问题及时处理。横缝跳车主要是工艺上的问题，横缝在处理时要将已成型的路面切齐，并在接触面上浇洒粘层沥青。
参考文献：
[1]《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）
[2]《北京市温拌沥青混合料路面技术指南》
[3]付裕等.温拌沥青及其混合料在奥运工程中的应用.
[4]李振国等.温拌改性沥青混合料在北京长安街路面大修工程中的应用.
[5]柳浩等.美国温拌沥青混合料技术考察综述.