改性沥青路面实施工程技术要求

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  摘要:文章分析了改性沥青路面的特点,对沥青砼施工关键设备拌合机、摊铺机以及关键材料的使用提出一些具体要求。

  改性沥青(SMA)是由较多的沥青结合料、矿粉和稳定剂填充于粗集料骨架中形成的间断级配的热拌沥青混合料。它不但拥有非常良好的抗车辙性能及耐久性,而且雨天抗滑性能较好,可降低车辆行驶的噪声等。因此,虽然其实施工程的成本较高,但国外很早就在重载交通中广泛地应用。近几年国内许多高速公路建设也陆续引进这一技术,希望利用这一新的施工工艺来解决老规范中AC、AM、AK未能很好解决的问题。改性沥青路面作为一种新型的路面结构,具有如下特性:(1)实施工程的成本高,对路基与路面实施工程质量要求高;(2)沥青要充分发挥其效能,需要将改性剂完全分散在沥青中;(3)改性沥青及SMA混合料具有粗集料多、矿粉多、结合料多、细集料少、掺纤维稳定剂、材料要求高的特点;(4)碾压难以达到密实效果,而且碾压中会有负面效应,可能产生推拥;(5)冷却后的改性沥青及SMA混合料非常坚硬,具有较高的强度。为了确保工程质量,结合以往对沥青砼路面关键设备的管理经验及施工中对原材料的具体要求进行分析。

  由于料场一般都是集体和个人办的,材料质量一致性差,变异性大,而且拌合厂露天堆放材料,含水量受天气影响,如材料含水量每增加1%,拌合效率就下降10%(如某单位英国ParkerM3000型,拌合AC-25Ι型,采用自动称量手动补料,环境温度在250C时生产效率为240吨/小时,但下雨后骨料淋湿后生产效率下降为150吨/小时),所以采用连续拌合机往往不能及时调整材料用量,采用间歇式拌合机通过先加热骨料再进行二次筛分,就使成品料投料准确,配比稳定,沥青用量更合理,因此招标文件明确规定拌合机必须是能自动计量的间歇式拌合机。

  (2)无论是固定式拌合机还是移动式拌合机,各组成部分基本一致,各部件、性能应该满足以下基本要求:

  一般应不少于四个料仓,各料仓输料比例和速度应该能进行调节。实践证明,配料器是关系到拌合厂拌合效率的关键。间歇式拌合机都是累计称量,也就是各骨料进行顺次称量后走完一个循环后,才能进行下一次循环,如果料不规范(这种情况笔者在操作中经常遇到)配料器调速性能又不稳定,导致热料仓某一仓缺料某一仓又溢料,不但浪费燃油,经济上不合算,生产效率也很低。所以配料器各料斗要有良好的调速性能。当然调速电机稳定性能有一定范围,一般达到10%以上稳定性能较好。

  振动筛应有不少于四个热料仓和一个溢料口。筛网质量必须要保证,一旦筛网破裂产生混仓(像两层四段式振动筛,上面一层是2号、4号筛网,下面是1号、3号筛网,一旦2号筛网破裂,那么超规格料、3号、4号料就进入2号料仓,改变了配合比产生废料。

  干燥桶是拌合机核心部件。干燥桶直径、长度、转速和倾角决定了它的生产效率,干燥桶内叶片数量和布置方式决定骨料有效热能利用率。

  根据拌合机效率,2000型以下拌合机应有较大的成品料仓(100内以上),3000型以上拌合机应该有起过渡作用的小成品料仓(50T以内),以确保路面横截缝减少和摊铺的连续进行,同时成品仓料应有加热或保温功能。

  搅拌锅拌臂及叶片应是耐磨、耐高温、连接牢固的。其搅拌锅叶片的布置应该是保证材料在锅内能进行至少两种以上运动方式,即平行于水平方向的环流运动和垂直于水平方向的环流运动,最终形成“开水沸腾”的运动状态,保证材料拌合均匀无离析。

  拌合机至少有二级除尘系统,采用二级布袋除尘和水浴式除尘应保证不影响环境,烟度指数要符合环保要求和回收粉尘的再利用。

  加热系统需采用导热油介质加热,采用程控器控制,达到无人看管功能,沥青加热温度应控制在±3°C。

  由于称量是累计称量,沥青、粉料、骨料称重式传感器精度要求在±0.5%,2000型以上拌和机应有中央控制系统,即继接线路转变为弱电系统,采用微机控制的中央控制系统,控制电脑应安装打印机逐锅打印,打印内容应有拌合时间、配合比、骨料、沥青加热温度和成品料出料温度。同时配方输入应设置密码。控制称量应有自动和手动功能,骨料加热系统应有报警功能。

  (1)全幅摊铺时,摊铺机熨平板宽度应在12M以上(四车道如ABG411、)或13M以上(六车道如VOGELES2500),半幅并排摊铺时应有8M(如VOGELES1800)以上宽度。

  (2)熨平板应有加热系统、压实系统,有自动/手动调节仰角系统和自动/手动调节螺旋输料系统。

  (3)平整度是评价高等级公路质量的一个重要参数,因此平整度控制也是路面施工控制中的一个重要环节。良好的平整度水平,来自于:a.基底和各结构层的稳定性,无突变的、不均匀的沉降;b.各结构层本身连续、均衡的压实度和平整度水平,较小的变异性;c.施工工艺中,基准面的设定,沥青混凝土的拌和、摊铺、碾压,以及接缝处理等,各个环节的精细操作。在太旧高速公路的路面施工实践中,笔者认为:在高等级公路施工中,采用进口摊铺机械的情况下,高程误差经底基层、基层、下面层施工,已相对消除,对于中、上面层,平整度要求成为主要控制因素,高程要求相对次要,因此摊铺机必须有自动找平功能,并配备摊铺机自动找平梁。

  (4)采用钢丝绳引导的高程控制方式,应采用直径2~2.5mm的钢丝绳,200m为一段,立杆间距10m,张紧力需800~1000N。但是,实际施工过程中,钢丝绳上所受的张紧力不可能无限大,而且因两侧路缘带上底基层、基层已硬化成型,承受张紧力的拉力支撑杆难以设置,规定800~1000N的张紧力也不能保证;再加上路面摊铺一天的工作量在1~2km甚至更多,其每天两条钢丝绳的测设任务相当艰巨;另外摊铺机行走过程中引发的钢丝绳振动难以消除,人为的触、碰及破坏更是难以避免,甚至可能发生因摊铺机方向走偏,熨平板刮挤拉线桩的情况,使以钢丝绳引导的高程控制方式的准确性大打折扣。因此对于全幅摊铺的摊铺机,基层上层和下面层摊铺时采用两侧钢丝绳引导控制方式,但中、上面层应采用悬浮式基准梁的“自找平”法控制方式。

  (5)自找平时,即依据机械自身找平功能摊铺时,熨平板找平油缸应有自锁功能。

  (7)熨平板夯实系统像ABG411的夯锤、VOGELES1800的振捣器必须有可以针对不同摊铺厚度进行调整转速的功能,以达到最佳密实度。

  1、防滑石料的选取:防滑石料关键指标是磨光值和冲击值,只有保证这个指标才能达到抗滑要求。花岗岩是酸性石料,沥青粘附性差,采用加抗剥离剂措施时,要对加入比例和方式及效果进行试验,一般控制在0.3%—0.5%,加入方式可根据每批次沥青进料吨数人工加入,玄武岩因孔隙率大,吸水率高,施工中要特别注意控制石料的含水量。

  3、对于填料的使用,严禁超标使用二次除尘的回收粉(即旧粉),使用比例不得超过50%,原因是回收粉中混入粘土成份,导致石粉吸水性和吸油性大,并由此发生膨润,使沥青砼强度降低,或者在水作用下发生剥离,导致路面损坏。

  改性沥青路面是一种新型的路面结构,造价高,对路基与路面的施工质量发展要求较高,改性沥青混和料的推广应用,对成品料的质量、摊铺要求提高了标准,路面铺筑也相应增加了难度。因此,施工中采取严密的质量控制措施,确保施工质量,才能达到预期的经济效益。


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