改性沥青砼及骨料配比\沥青粘度\压实温度对路面压实质量的探讨

时间:2022-09-22 09:36:13

改性沥青砼及骨料配比\沥青粘度\压实温度对路面压实质量的探讨

摘要:本文论述了高速公路中面层SBS改性沥青混合料AC-20C的拌制、运输等施工工艺以及质量控制及骨料配比、沥青粘度、压实温度对路面压实质量的探讨,为以后中面层改性沥青混合料的施工积累了宝贵经验。

关键词:公路;中面层;改性沥青;施工

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

引言

改性沥青用于道路工程已有几十年的历史,从品种上看,按其改性剂的不同,一般分为三类:热塑性类、橡胶类、树脂类。其中热塑性橡胶类(即热塑性弹性体)的SBS由于具有良好抗车辙变形能力和弹性(变形的自恢复性及裂缝的自愈性),已成为目前世界上普遍使用的道路沥青改性剂。沥青砼路面的中面层,承担抗车辙、抗低温缩裂与抗渗的重要功能。要求具有很强的高温抗形变能力、低温韧性,还要有很强的抗水作用和足够的耐久性。针对中面层的主要功能及较高要求,各地区综合气候和交通荷载的情况考虑,在一些高等级公路沥青路面上采取上面层和中面层全改性的办法,以满足公路抗辙及耐久性要求。

1概况

主要工程项目包括:水泥稳定碎石底基层、基层;透层;封层;沥青砼面层;水泥砼路面及排水路肩等附属工程施工。路面工程主线及互通立交匝道沥青混凝土路面结构层设计为4cm厚细粒式沥青混凝土抗滑层(AC-13改进型)+6cm厚中粒式沥青混凝土(AC-20C)+8cm厚粗粒式沥青混凝土(AC-25C)。为了确保中面层改性沥青AC-20C的施工质量,首先进行试验段,以便于摸索出经济合理、工程质量可靠、操作性好的施工组合。

2 中面层改性沥青AC-20C配合比设计

2.1 原材料说明 沥青:配合比设计中采用泰普克改性沥青。集料分别有:11-22mm碎石、0-3mm石屑,田野石场石灰岩碎石6-11mm。矿粉:采用镇矿粉。

2.2 目标配合比设计结果确定生产配合比时考虑拌和楼除尘效果,经试配AC-20C型沥青混合料配合比矿料级配采用:47.5:17.5:32.0:3.0目标配合比中最佳沥青用量为4.7%,生产配合比中施工沥青用最终确定为4.6%。施工控制指标:残留马歇尔稳定度>85%,冻融劈裂残留强度>80%,车辙试验动稳定度不小于2800次/mm,渗水系数不大于120ml/min。

3 中面层施工质量控制

3.1 改性沥青AC-20C混合料的拌制①为了保证改性沥青混合料AC-20C的质量,拌和楼严格控制回收粉尘;严格检查矿粉的质量,保证0.075mm筛孔通过率中新加矿粉的量大于80%。②为避免沥青温度过高引起老化,在混合料拌和过程中,均严格掌握沥青和集料的加热温度,拌和时改性沥青和矿料温度都按低限设定,并同时严格控制混合料出料温度:成品改性沥青加热温度不大于175℃,集料加热温度190℃-210℃,混合料出场温度170℃-180℃。③严格控制改性沥青混合料的拌合时间,每盘生产周期不宜少于60S,其中干拌时间不少于10-15S。成品储料仓储存过程中混合料温度降温不得大于10℃。

3.2 改性沥青混合料AC-20C的运输①为防止混合料与车厢板粘结,车厢侧板和底板洒一薄层肥皂水后用拖把拖匀,要求无余液积聚,严禁用柴油作为隔离剂使用。②拌合站和运料车装料时,应采用先装前部,再装后部,最后装中部的平衡装料,以减少混合料离析。③严格控制沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。

3.3 改性沥青混合料AC-20C的摊铺和碾压①每个工作面采用两台ABG-423摊铺机,中间搭接宽度15cm。②调整好熨平板和夯锤初始压实装置,达到适宜的振动频率和振幅,改性沥青混合料摊铺温度不低于160℃。③保证改性沥青上面层平整、不漏压,严格控制摊铺机的摊铺速度≤3m/min,且做到匀速、不间断地摊铺。④碾压紧跟在改性沥青混合料摊铺后进行。分初压、复压和终压三道工序,初压开始温度不低于150℃,终压温度不低于90℃。⑤压路机以匀速进行碾压。碾压段长度控制在30m~40m。应以缓慢而均匀的速度碾压,碾压路线和碾压方向不应突然改变,而导致混合料被推移。⑥为使改性沥青混合料AC-20C中面层的压实度得到充分保证,初压以两台8~10t的双钢轮振动压路机振压两遍,分别为前进振动,后退静压;复压以16~20t轮胎压路机静压六遍;终压以10~11t左右的宽幅双钢轮压路机静压两遍。⑦对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度都设有专人检查,控制摊铺、碾压设置,根据实际情况及时调整。

4水泥混凝土路面和沥青混凝土路面是目前国内普及的两大路面类型,因为沥青混凝土路面相比水泥混凝土路面有平整度高、行车舒适、施工方便、养护简便等优点,所以越来越多的公路建设单位及设计单位在城市建设时多采用沥青混凝土路面。

5 集料级配优劣直接影响路面压实度

沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及孔隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径26.5mm)、中粒式(公称最大粒径16mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。为了达到理想的压实度,材料的选择和优劣是一个非常重要的问题。粗集料和细集料配比以及矿粉等组成原料的比例对沥青混合料的压实度都有直接影响。 前边我们和沥青拌合设备厂家联合做过一个集料配比对压实度影响的实验,实验的过程是选取不同的粗细集料,分别对单一尺寸集料级配、混合集料级配和从粗到细均匀级配的沥青混合料进行压实,通过压实度测定我们发现:在其他指标相同的情况下,从粗到细均匀级配的混合料较易压实,而单一尺寸集料级配的混合料或间断级配混合料则不易取得所需的孔隙率。然后我们对粗集料比例大的混合料持续增加压实力,发现在显著增加压实力的情况下,粗集料比例大的的沥青混合才能获得所需的孔隙率。

6 沥青粘度决定颗粒移动效果从而影响压实度

通过实验我们发现沥青粘度对沥青混合料强度有直接的影响,并影响着混合料的压实度。沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力;另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性;而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。沥青粘度高时,骨料会被高粘度的沥青锁住导致移动性不好,压实时由于骨料移动不畅,造成密实度不够;沥青粘度低时,骨料不会被沥青锁住移动性较好,压实时由于骨料移动通畅,密实度相对较高。在给定的温度下,低粘度的沥青比高粘度的沥青达到的密实度要高,通过升高压实温度,高粘度沥青能达到与低粘度沥青一样高的压实度。 选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者,以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。

参考文献

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTJ 073.2-2000,公路沥青路面养护技术规范[S].

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