os泡沫沥青冷再生技术应用研究

2019-06-29 版权声明 举报文章

摘要:按照《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008)中相关要求,结合项目生产实际,进行泡沫沥青冷再生的配合比设计,并就现场施工参数和质量控制要素进行总结。

关键词:泡沫沥青冷再生;配合比设计;施工参数

Abstract: in accordance with the highway asphalt pavement renewable technology rules "(JTG F41-2008), the related requirements, combined with the actual production project, foam cold regeneration of asphalt mixture ratio design, and the field construction parameters and quality control factors were summarized in this paper.

Keywords: bubble asphalt cold regeneration; Mix design; Construction parameters

中图分类号:TU535 文献标识码:A文章编号:

1.绪论

1.1引言

沥青路面是我国道路的主要形式,原有技术具有原料浪费、环境污染等缺陷,亟需对其进行改进。泡沫沥青厂拌冷再生混合料则是原沥青砼路面经过铣刨后,将铣刨料运回拌和厂,通过筛分并按比例加入外掺剂,另外喷入由专用设备对沥青进行发泡后的泡沫沥青,边拌和边喷洒组成的拌和均匀的混合料,具有绿色环保、节约工期等优点,因此,沥青再生技术的研究推广,对降低建设和养护成本、保护生态环境具有极大意义。

2泡沫沥青发泡工艺原理和试验确定

2.1工艺原理

泡沫沥青是在高温条件下的沥青中加入少量的水,水的急速气化使沥青剧烈膨胀,产生大量泡沫,同时沥青表面积迅速增大,体积膨胀剧烈,形成泡沫的沥青称为泡沫沥青。其粘度显著降低,沥青在蒸汽泡压力下体积也急剧膨胀,产生大量泡并在很短时间内破裂并吸附在细料的表面形成粘有大量沥青泡沫的细填缝料,填充湿冷粗骨料之间的空隙。

2.2沥青发泡特性试验

根据《公路沥青路面再生技术规范》(JTG F41-2008),采用德国产WLB10发泡试验机进行不同温度、不同用水量条件下发泡特性试验,确定该沥青最佳的发泡温度和发泡用水量。从试验数据确定沥青发泡特性良好,满足泡沫沥青最低的发泡标准。

3.原材料

泡沫沥青冷再生采用埃索90#基质沥青。发泡性能需满足膨胀比不小于10,半衰期不下于10s。旧铣刨料从老路面采用匀速铣刨获得,将铣刨料风干后在室内进行抽提筛分试验,得出试验结果。细集料采用岐山玉源石料厂生产的0-3mm石灰岩细集料。水泥采用众喜牌P.C32.5硅酸盐水泥水泥。

4. 泡沫沥青冷再生混合料级配设计

首先,根据设计文件的级配范围要求,对混合材料的掺加比例及合成级配组成表格,进行混合料配合比设计及强度试验以检验该合成级配是否满足设计要求,从而确定最终的设计级配。

再次将风干的旧沥青路面铣刨料、石屑和水泥按拟定的掺加比例混合,通过重型击实试验确定冷再生混合料的最佳含水量和最大干密度。

接着,按合成级配中旧沥青洗刨料、石屑、水泥掺配比例混合均匀,根据重型击实的试验结果,确定试验室内拌和用水量,实际施工时候考虑洗刨料的自然含水量和沥青发泡用水量,以便决定实际加水量。

之后,准备在较低温度下烘干的铣刨料样品,按用量不同分5组,分别称取7500g,保持最佳流体含量不变,确定外加水用量,加入铣刨料和细集料的混合物并拌合均匀。称取足够混合料以获得63.5±1.5mm的击实高度放入试模中,用环刀插捣,按照马歇尔试件的成型方法进行试件的成型。将装有试件的试模在室温条件下养生24小时,然后用脱模器脱模,将试件放在洁净平盘置于40℃的通风烘箱中养生72小时。养生后试件分两组,一组直接浸泡于25℃水浴中24小时进行劈裂试验,另一组放入25℃烘箱中保温1小时进行试验,确定试件劈裂强度、劈裂强度比等,根据试验结果综合选择最优泡沫沥青用量作为泡沫沥青设计用量。

最后综合以上试验结果,确定泡沫沥青冷再生混合料配合比设计。

5施工工艺与质量控制

5.1 RAP材料的破碎、筛分和贮存

由于在RAP自重和高温的作用下易结块,为此项目制作了一筛网尺寸40cm*40cm振动筛,使用前对大于31.5mm的铣刨料应进行筛分。机械设备不得在料堆上停留或行走,为控制铣刨料的含水量,对铣刨料应加强覆盖。

5.2 下承层准备

泡沫冷再生施工前将对水稳基层施工质量进行检测,各项指标均满足设计要求后,进行清扫并喷洒乳化沥青,喷洒量为纯沥青用量的0.2-0.3kg/m2。

5.3拌和

泡沫冷再生采用WMA200连续式拌合机拌和,设备具有计量装置,能精确计量ARP料、石屑、沥青和水泥比例,通过自动调整计量;生产前检查沥青温度是否符合要求,且应通过KMA200上的取样喷嘴,经常检验现场沥青发泡效果,对发泡效果和发泡温度进行复核。

5.4混合料运输

泡沫冷再生混合料的运输和水泥稳定碎石混合料基本相同,混合料由成品料仓装到自卸车上,自卸车应前后移动,成“品字型”装料;车内应清扫干净;运输过程中应采用篷布覆盖,防止水分散失。

5.5混合料摊铺

泡沫沥青冷再生的摊铺和水泥稳定碎石的摊铺基本相同,熨平板不必预热,以防止混合料中水分散失过快而影响混合料的和易性。摊铺速度宜为1-3m/min,应保持连续、均匀、不间断摊铺,泡沫沥青冷再生的松铺系数定位1.27,并使混合料在布料槽的高度,保持在中轴以上。

5.6碾压

厂拌冷再生混合料的压实采用钢轮压路机和轮胎压路机碾压。本标段设计冷再生施工部位主要是硬路肩,代替了沥青混合料下面层,搭接边部的碾压尤为关键,碾压时应采用高频低幅。复压采用大吨位的轮胎压路机碾压,碾压4-6遍。终压采用钢轮压路机碾压,以消除轮迹。

5.7养生

泡沫冷再生沥青混合料铺筑完成后,一般养生2-4天,使混合料中的水分进一步散发。在养生过程中应及时检测路面中的含水量,当路面混合料含水量≤2%时,方可进行下一道工序的施工。

6 总 结

泡沫沥青含水量越高,膨胀比越大,半衰期越短,其泡沫沥青的发泡过程是一种复杂的物理变化,评价泡沫沥青性能的主要指标是膨胀比和半衰期。通过实验证明,泡沫沥青厂拌冷再生混合料的抗压回弹模量为800~1000Mpa,7天无侧限抗压强度达2.0~2.5Mpa,可作为沥青路面基层或下面层。

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