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摘要:彩色沥青路面在国外已较多地用到城市道路中,起到美化城市和诱导的作用,本文以城市路面改造工程中两侧非机动车道彩色沥青混凝土路面施工为例,着重对彩色沥青混凝土路面的原材料选择、混合料拌和、施工工艺、工程检测及等作了全面阐述,并对彩色沥青混凝土路面平整度控制进行了分析。
关键词:彩色沥青混凝土路面 施工 平整度控制
彩色沥青路面在国外已较多地用到城市道路中,起到美化城市和诱导的作用,但在国内道路上应用尚少,近年来,武汉市也仅在洪山广场等几条主干部的非机动车道进行了初步尝试。彩色沥青混凝土是由脱色沥青、有色石料、色料和添加剂等材料组成,现以彩色沥青混凝土面层施工为例,介绍整个彩色沥青混凝土面层施工工艺控制。
1 、原材料备料
(1)脱色沥青 沥青质量的好坏直接关系混合料质量,根据气候环境、工程成本以及国产脱色沥青在南方地区的推广应用等多方面考虑,并经综合分析比较,选用软化点较高,同时各项指标均达到AH-50要求的“国创”牌脱色沥青。
(2)粗集料 选用紫红色的砂岩,经反击破碎成5～10 mm的碎石。该集料属中性岩石,质地坚硬,针片状含量低、与沥青粘结力较好(为4级),表面粗糙耐磨,且颜色和拟配置的颜色相近。
(3)细集料 选用红色花岗岩破碎成0—5 mm的石屑代替砂,该岩石质地坚硬,级配符合要求。
(4)色料 应具有感旋光性,不褪色、不溶于水,但可溶于油,还应具有良好的耐热性。通过试验。选用拜耳铁红色4 100,确定掺入量为矿料总量的3.5%。
(5)填充料 为了增强沥青与矿料的粘附性,提高沥青混合料抗水损害能力,选用普通硅酸盐水泥(425R)代替矿粉。
(6)添加剂 为了提高沥青与本地酸性石料粘附性和增强抗水损害能力,延长路面使用年限,经试验确定掺入法国CECABASE-280型抗剥落剂,其掺入量为沥青用量的2.5‰。
2、 配合比设计
由于没有彩色沥青混合料的级配标准和技术规范,本配合比参照GB50092.96(沥青路面施工及验收规范》中的AC-10I级配标准及热拌沥青混合料马歇尔试验的技术指标中的城市快速路、主干路的技术指标要求进行设计。
(1)集料级配 根据以上材料,经反复调整,得出设计值和各矿料的比例。
(2)脱色沥青按GB50092-96《沥青路面施工及验收规范》的要求进行马歇尔试验,根据不同的沥青用量与所测的物理力学指标绘制关系图,并根据武汉地区的气侯和非机动车道特点,确定最佳用油量为5.8%。
3、拌和与施工工艺
(1 )混合料拌和。 彩色沥青混合料与普通沥青混合料拌和基本相似,但应着重注意以下事项: 拌和前,应将搅拌站的拌和缸和沥青输送管道、运输车、施工机械设备等清洗干净; 原材料性能应稳定、使生产目标配合比能最大限度地接近设计配合比; 由于色粉比重大,在混合料中具有着色、分散、吸附、稳定、增粘的作用,添加时需考虑其对环境的,生产前应根据目标配合比出每盘混合料色粉用量,用聚乙稀塑料袋装好,拌和中由人工辅助加入; 拌和温度应控制在160℃～170℃ ,拌和时间比普通沥青混合料多10s,出料应及时检查粒料和颜色是否均匀。
(2 )混合料摊铺。 彩色沥青混合料与普通沥青混合料摊铺各道工艺基本相同;为提高界面粘结力和减少雨水渗到路面结构,摊铺前基层应清扫干净,喷洒乳化沥青,其用量为0.3～0.5 kg/m ;开始摊铺时,根据工期安排,考虑到混合料的生产、运输、摊铺和碾压能力,将摊铺机的工作速度严格控制在2.0～2.5 m/min,确保摊铺连续;并做到全幅摊铺不间断一次性成型,以保持色泽一致,粒料均匀、美观。
(3 )混合料压实成型。碾压组合方式 彩色沥青混合料的压实同样分初压、复压、终压三个阶段进行;初压温度应控制在130℃～145℃,终压温度不低于70℃;同时,碾压过程中应按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。经试验段摊铺后,确定以下的碾压组合方式。 初压 由DD110重型压路机将路面静压一遍后,再带轻振进行碾压一遍初压即告结束。
复压 主要工作由小型压路机来完成,RD25小型压路机对靠近路缘石处的沥青路面和喇叭口处进行有针对性的碾压,碾压的遍数视现场而定,直至压实为止。终压 待小型压路机边脚处理完毕,路面温度降低至80℃时终压开始,由DD110大型压路机静压1～2遍,如轮迹完全消除则碾压结束。碾压过程中应注意的细节 为防止压路机碾压过程中出现的粘料现象,在铺筑试验段的过程中发现在压路机的水箱中加入0.15 kg/m^3 洗衣粉对钢轮进行润滑,可以避免钢轮压路机的粘料现象。为防止彩色沥青面层受污染,碾压前须用水冲去粘附在压路机钢轮上的杂物及砂土,确定碾压设备清洁后方可允许进行碾压。碾压结束待温度冷却至常温才能开放。
4 工程检测及分析
本工程通过原材料的选用、配合比的设计,并经过严格的拌和、施工,经测试分析得出以下结论:
(1)彩色沥青混合料出厂检测结果和设计配合比技术指标相接近,马歇尔物理、力学性能指标满足城市主干道、一级路的技术要求。
(2)成型后的路面经钻孔取芯试验证实,混合料粒径分布均匀,厚度和压实度满足规范要求。
(3)施工后的路况平整、粒料均匀、色泽绚丽,有一定的粗糙度。
(4)使用近一年,在不同温度及外部环境条件下,其高温稳定性、抗水损坏以及耐久性都非常好,没有出现变形、沥青膜剥落及褪色现象。与基层结合良好。
5 结语
(1)原材料质量控制是保证彩色沥青混凝土面层施工质量的前提,每一批原材料进场必须按品种、规格分别取样试验,严禁不合格原材料进入施工流程;
(2)彩色沥青施工的关键在于原材料的选用和配合比的设计,其施工关键工序在于拌和与碾压,也就是说拌和时严格控制色粉投入量和拌和次序、时间.碾压时做到快捷;
(3)本工程采用国产脱色沥青、色料和本地区集料,通过掺入抗剥落剂来提高本地酸性集料和沥青的粘附性,采用水泥代替矿粉提高了沥青混合料水稳性等技术措施,成功地配制出彩色沥青混凝土,为今后本地区彩色沥青铺面的施工积累了经验。
关键词:彩色沥青混凝土路面 施工 平整度控制
彩色沥青路面在国外已较多地用到城市道路中,起到美化城市和诱导的作用,但在国内道路上应用尚少,近年来,武汉市也仅在洪山广场等几条主干部的非机动车道进行了初步尝试。彩色沥青混凝土是由脱色沥青、有色石料、色料和添加剂等材料组成,现以彩色沥青混凝土面层施工为例,介绍整个彩色沥青混凝土面层施工工艺控制。
1 、原材料备料
(1)脱色沥青 沥青质量的好坏直接关系混合料质量,根据气候环境、工程成本以及国产脱色沥青在南方地区的推广应用等多方面考虑,并经综合分析比较,选用软化点较高,同时各项指标均达到AH-50要求的“国创”牌脱色沥青。
(2)粗集料 选用紫红色的砂岩,经反击破碎成5～10 mm的碎石。该集料属中性岩石,质地坚硬,针片状含量低、与沥青粘结力较好(为4级),表面粗糙耐磨,且颜色和拟配置的颜色相近。
(3)细集料 选用红色花岗岩破碎成0—5 mm的石屑代替砂,该岩石质地坚硬,级配符合要求。
(4)色料 应具有感旋光性,不褪色、不溶于水,但可溶于油,还应具有良好的耐热性。通过试验。选用拜耳铁红色4 100,确定掺入量为矿料总量的3.5%。
(5)填充料 为了增强沥青与矿料的粘附性,提高沥青混合料抗水损害能力,选用普通硅酸盐水泥(425R)代替矿粉。
(6)添加剂 为了提高沥青与本地酸性石料粘附性和增强抗水损害能力,延长路面使用年限,经试验确定掺入法国CECABASE-280型抗剥落剂,其掺入量为沥青用量的2.5‰。
2、 配合比设计
由于没有彩色沥青混合料的级配标准和技术规范,本配合比参照GB50092.96(沥青路面施工及验收规范》中的AC-10I级配标准及热拌沥青混合料马歇尔试验的技术指标中的城市快速路、主干路的技术指标要求进行设计。
(1)集料级配 根据以上材料,经反复调整,得出设计值和各矿料的比例。
(2)脱色沥青按GB50092-96《沥青路面施工及验收规范》的要求进行马歇尔试验,根据不同的沥青用量与所测的物理力学指标绘制关系图,并根据武汉地区的气侯和非机动车道特点,确定最佳用油量为5.8%。
3、拌和与施工工艺
(1 )混合料拌和。 彩色沥青混合料与普通沥青混合料拌和基本相似,但应着重注意以下事项: 拌和前,应将搅拌站的拌和缸和沥青输送管道、运输车、施工机械设备等清洗干净; 原材料性能应稳定、使生产目标配合比能最大限度地接近设计配合比; 由于色粉比重大,在混合料中具有着色、分散、吸附、稳定、增粘的作用,添加时需考虑其对环境的,生产前应根据目标配合比出每盘混合料色粉用量,用聚乙稀塑料袋装好,拌和中由人工辅助加入; 拌和温度应控制在160℃～170℃ ,拌和时间比普通沥青混合料多10s,出料应及时检查粒料和颜色是否均匀。
(2 )混合料摊铺。 彩色沥青混合料与普通沥青混合料摊铺各道工艺基本相同;为提高界面粘结力和减少雨水渗到路面结构,摊铺前基层应清扫干净,喷洒乳化沥青,其用量为0.3～0.5 kg/m ;开始摊铺时,根据工期安排,考虑到混合料的生产、运输、摊铺和碾压能力,将摊铺机的工作速度严格控制在2.0～2.5 m/min,确保摊铺连续;并做到全幅摊铺不间断一次性成型,以保持色泽一致,粒料均匀、美观。
(3 )混合料压实成型。碾压组合方式 彩色沥青混合料的压实同样分初压、复压、终压三个阶段进行;初压温度应控制在130℃～145℃,终压温度不低于70℃;同时,碾压过程中应按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。经试验段摊铺后,确定以下的碾压组合方式。 初压 由DD110重型压路机将路面静压一遍后,再带轻振进行碾压一遍初压即告结束。
复压 主要工作由小型压路机来完成,RD25小型压路机对靠近路缘石处的沥青路面和喇叭口处进行有针对性的碾压,碾压的遍数视现场而定,直至压实为止。终压 待小型压路机边脚处理完毕,路面温度降低至80℃时终压开始,由DD110大型压路机静压1～2遍,如轮迹完全消除则碾压结束。碾压过程中应注意的细节 为防止压路机碾压过程中出现的粘料现象,在铺筑试验段的过程中发现在压路机的水箱中加入0.15 kg/m^3 洗衣粉对钢轮进行润滑,可以避免钢轮压路机的粘料现象。为防止彩色沥青面层受污染,碾压前须用水冲去粘附在压路机钢轮上的杂物及砂土,确定碾压设备清洁后方可允许进行碾压。碾压结束待温度冷却至常温才能开放。
4 工程检测及分析
本工程通过原材料的选用、配合比的设计,并经过严格的拌和、施工,经测试分析得出以下结论:
(1)彩色沥青混合料出厂检测结果和设计配合比技术指标相接近,马歇尔物理、力学性能指标满足城市主干道、一级路的技术要求。
(2)成型后的路面经钻孔取芯试验证实,混合料粒径分布均匀,厚度和压实度满足规范要求。
(3)施工后的路况平整、粒料均匀、色泽绚丽,有一定的粗糙度。
(4)使用近一年,在不同温度及外部环境条件下,其高温稳定性、抗水损坏以及耐久性都非常好,没有出现变形、沥青膜剥落及褪色现象。与基层结合良好。
5 结语
(1)原材料质量控制是保证彩色沥青混凝土面层施工质量的前提,每一批原材料进场必须按品种、规格分别取样试验,严禁不合格原材料进入施工流程;
(2)彩色沥青施工的关键在于原材料的选用和配合比的设计,其施工关键工序在于拌和与碾压,也就是说拌和时严格控制色粉投入量和拌和次序、时间.碾压时做到快捷;
(3)本工程采用国产脱色沥青、色料和本地区集料,通过掺入抗剥落剂来提高本地酸性集料和沥青的粘附性,采用水泥代替矿粉提高了沥青混合料水稳性等技术措施,成功地配制出彩色沥青混凝土,为今后本地区彩色沥青铺面的施工积累了经验。