低温沥青混合料及其应用研究

2019-03-15 版权声明 举报文章

【内容摘要】通过室内研究实验,在沥青中掺入航空煤油、豆油,研制出的低温沥青混合料可在-30℃~0℃气温下应用。实践证明低温沥青混合料用于冬季沥青路面养护是完全可行的,解决了沥青路面冬季修补这一技术难题,其经济及社会效益显著。

【主题词】低·温度 沥青·混合料 应用 研究

中图分类号: TU535 文献标识码: A

1 概述

目前,我省沥青路面总里程已超过10000km,因沥青面层老化、基层反射裂缝、雨雪寝室、上下面层(或面层与基层)结合不好等一系列原因,在行车荷载的作用下,在行车带上经常出现松散。坑槽等病害。每年5月至9月间,因气温较高(最低气温不低于10)℃,对于松散及坑槽等病害,养管单位可以随时采用热拌沥青混合料进行修补,恢复路况,防止病害进一步发展。每年10月至次年4月,因气温较低,常规修补措施(采用热拌热铺沥青混合料)无法实施,只有等到5月份气温达到10℃以上时才能修复。但是,沥青路面破损的发展速度是越来越快的。每年10月份至次年4月份产生的松散。坑槽,由于没有办法处理,是积雪融化的雪水不断渗入路基,导致翻浆等更为严重的病害。坑槽引起行车颠簸、振动产生的冲击荷载是正常荷载的1.5~2.0倍,在冲击荷载的作用下,松散、坑槽很快连成片,导致局部路段大面积损坏,影响路面使用寿命及车辆行驶。

为解决冬季沥青路面养护这一难题,通过室内实验研究,我们在沥青中掺入航空煤油、豆油,研制出了低温沥青混合料,

2 低温沥青混合料组成设计及造价分析

2.1 组成设计

航空煤油在低温沥青混合料中主要其稀释沥青,增大低温沥青流动性的作用;豆油在低温沥青混合料中主要起裹覆混合料,抑制航空煤油挥发速度的作用。

低温沥青混合料组成设计以航空煤油挥发后混合料结构的力学强度及温度稳定性最佳为设计目标。设计中主要考虑一下几点:

采用连续型级配,已增加混合料低温施工的和易性;

适当增大矿粉用量。混合后的沥青油粘度小,在拌制混合料时会发生流淌,增加矿粉用量可以加强沥青油对石料的裹覆能力;

采用空隙型级配。由于低温沥青混合料沥青用量比常规沥青混合料多,空隙型级配可避免夏季路面出现泛油现象。

综合以上因素,低温沥青混合料采用《公路沥青路面设计规范》(JTJO14—97)中AG—16型级配。混合沥青油(沥青+煤油+豆油)占石料用量的7%(重量比)。混合沥青油的配制比例为:

沥青:煤油:豆油=100:35:5

即:混合沥青油中,沥青占71.5%,煤油占25%,豆油占3.5%。

2.2低温沥青混合料成本分析

按照上述组成设计生产的低温沥青混黑啊哦每吨约需混合沥青油65kg,其中航空煤油为:65kg×25%=16.25kg,豆油为:65kg×3.5%=2.28kg。

与普通沥青混合料相比,低温沥青混合料因加入航空煤油和豆油而使成本提高。目前市场上航空煤油每公斤约3.0元,豆油没公斤约为7.6元。则每吨低温沥青混合料较普通沥青混合料提高为:

16.25kg×3.0元/kg+2.28kg×7.6元/kg=66.1元

2.3低温沥青混合料在-10℃时马歇尔稳定度及流值测试分析

(1)混合料拌合条件

在试验室将140#沥青加热到120℃左右,按比例掺配航空煤油、豆油、搅拌均匀,制成混合沥青油。将级配好的并已烘干的矿料倒入100℃的拌合锅内拌合3分钟,去除置于温度-10%左右的大厅内养生。

低温马歇尔测试(-10%空气中养生)及结果分析

将已拌制好的混合料分别在3d、7d制成马歇尔试样,测试-10℃条件下的马歇尔稳定度和流值。

由测试结果可知,低温沥青混合料无论放置3d、7d,其制成的马歇尔试件在-10℃时稳定度值均较高,且随着养生时间的增加,稳定度值增大;这说明低温下用该混合料修补的路面抵抗行车荷载的能力是足够的。所测的流值是足够的。所测得的流值也较大,说明该混合料在低温时施工和易性较好。总之,室内试验及路用实践证明,低温沥青混合料可用于冬季沥青路面修补,且混合料拌好后在低温状态存放天数也不影响其施工性能及强度。

3 低温混合料的适用条件

室内试验及实际应用表明,在气温-5%~-30%℃条件下,均可使用低温混合料修补沥青路面破损。

4 低温混合料的生产及储存

4.1 材料的技术要求

沥青选用140#道路沥青。集料的各项指标应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032)的有关规定。煤油采用航空煤油,豆油采用普通食用豆油。

4.2拌合设备

采用小型立式强制拌合机

4.3 低温沥青混合料的生产工艺

将集料在火坑烘干筛分后,按照AG-16Ⅱ型级配要求掺配好,根据拌合机的拌合能力,取量一定重量,倒入拌合机中;

将140#沥青加热到120℃以上,将沥青、航空煤油、豆油按100:35:5的比例掺配,搅拌均匀,配制成混合沥青油。(配置混合沥青油时应注意安全,远离明火);

将混合沥青油按照集料重量的7%加入到拌合机中;

开动拌合机拌合3分钟即可。

4.4 低温沥青混合料的储存

拌制好的沥青混合料如不立即使用,可装入带有塑料衬层的纤维编织袋中置于不带取暖设备的冷仓库中储存,储存期不宜超过15d。

5 用低温沥青混合料修补沥青路面坑槽的施工工艺

5.1 小型工具

常规修补坑槽所需的一些小型工具如铁锹、铁镐、扫帚等,汽油喷灯1~2个。

5.2 压实设备

采用振动夯板、光轮压路机、胶轮压路机均可。如无上述设备,也可行车碾压。

5.3 工艺

按照坑槽大小,将坑槽刨成一边平行于路中线的外接矩形坑,将坑底及侧壁清理干净;

用汽油喷灯将坑底及侧壁烤干;

打底油,用刷子蘸热沥青将坑槽底部及侧壁均匀涂油(如无热沥青,可将沥青块置于槽内用锤子砸碎后,用汽油喷灯烤化);

填料、整平;

碾压成型。

6 结 语

室内试验及路用试验证明,冬季采用低温沥青混合料修补沥青路面破损是完全可行的。但是,低温沥青混合料的机理目前尚未不完全清楚,且外掺材料(航空煤油、豆油)价格较高,导致低温沥青混合料成本较高。在今后的工作中,我们将进一步研究低温沥青混合料的作用机理,寻找可替代航空煤油、豆油的廉价外掺剂,促进这项技术的发展和应用,为提高我国北方冬季沥青路面路况水平服务。

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