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浅谈改性沥青混合料在道路施工中的应用

 新华书店好书榜 2016-05-02


1 改性沥青混合料的特性
1.1 高温稳定性
    与一般沥青混合料相比,改性沥青混合料由于掺入了改性剂,使得其动稳定度得到了大大的改善,变形速率明显减少。这表明,改性后混合料的高温抗流动变形的能力提高了。对改性沥青而言,软化点、当量软化点比基质沥青要高,即沥青高温稳定性增加,与之相应沥青混合料的高温稳定性亦得到明显改善。根据《公路沥青路面施工技术规范》的规定,夏炎地区(>30℃) 改性沥青混合料高温稳定性要求车辙动稳定度不少于3000 次/mm。而经改性以后,混合料的车辙动稳定度达到了4000 次/mm。表明在混合料类型、集料相同的情况下,沥青高温性能改善后,其混合料的高温稳定性也得到了明显改善。
1.2 低温抗裂性
    沥青路面的低温开裂,主要是由于在寒冷季节沥青混合料的温度应力超过其极限强度或温度产生的应变超过极限拉伸应变而产生的。研究表明,经过改性以后沥青混合料的极限抗弯拉强度提高了35%左右,极限弯拉应变提高了45% 左右。这表明,改性以后沥青混合料所能承受的最大应力提高了,即承受一次性应力破坏的能力增强了,同时极限应变增大,变形能力增加了,低温抗裂性能提高了。
1.3 水稳定性
    在多雨地区,沥青混合料和改性沥青混合料的水稳定性显得十分重要,相关人员通过残留稳定度和冻融劈裂强度对比考察了改性沥青混合料和基质沥青混合料的水稳定性,研究发现,经改性后,沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高了37.6%和9.8%。说明改性沥青混合料的水稳定性较基质沥青混合料的水稳定性有了不同程度的提高。

2 改性沥青混合料的施工技术
2.1 施工准备
    施工前应按设计要求准备各种不同规格的集料,集料应堆放于清洁、干燥、地基稳定、排水良好、有硬质铺面的场地上,不同规格的集料应分开堆放。对不同料场、批次的材料应进行抽样试验,并经监理工程师批准。沥青宜贮存在可加热与保温的贮藏罐中,根据不同沥青类型和等级采用不同的贮存温度,使用前应加热到适宜的加工温度。铺筑改性沥青混合料前,应检查下承层的质量,当水泥混凝土板断裂、破碎时,应先按“水泥混凝土面板、基层、底基层病害处治”的方法进行处理。水泥混凝土板缝内原有的填缝料、杂物应清除,并用空压机吹净、干燥后,用热“改性沥青”灌满。改性沥青摊铺前应将下承层表面清扫干净,槽底、侧面喷涂改性沥青混合料1mm ~ 3mm。喷洒粘层油时,宜采用沥青洒布机,喷油管宜与路表面形成约30°角,并有适当高度,以使路面上喷洒的粘层油形成重叠。
2.2 拌和
    为保证改性沥青混合料的质量更稳定,沥青用量应更准确,宜采用间歇式拌和机拌和。拌和必须均匀,只有SBS 沥青改性剂完全分散在沥青中,才能充分发挥其效能。拌和步骤: 1) 各种热集料按设定重量投入搅拌仓,干拌; 2) 喷入改性沥青; 3) 湿拌; 4)出料进入混合料储存仓。改性沥青混合料拌和时间以改性沥青能均匀裹覆矿料为度,并通过试验确定。改性沥青混合料拌和时间比普通沥青混合料多5s ~ 10s,一般情况下,干拌不少于7s,湿拌为45s ~ 55s。
2.3 运输
    改性沥青混合料应采用自卸车辆运输,车辆的数量应与摊铺机的数量、摊铺能力、运输距离相适应,在摊铺机前应形成一个不间断的供料车流。为便于卸料,改性沥青混合料运输车的车厢底板和侧板应抹一层隔离剂,并排除可见游离余液。使用油水混合液作隔离剂时,应严格控制油与水的比例,严禁使用纯石油制品。运料车装料时,应通过前后移动运料车来消除粗细料的离析现象。一车料最少应分三次装载,对于大型运料车,可分多次装载。雨季施工时,改性沥青混合料在运输过程中应采用防水的篷布遮盖,防水苫布应覆盖整个运料车。已经离析或结成团块或在运料车辆卸料时滞留于车上的混合料,以及低于规定铺筑温度或被雨水淋湿的混合料都应废弃。
2.4 摊铺
    下承层经监理工程师验收合格后,方可铺筑沥青混合料。摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。在摊铺面层时必须采取措施防止层面之间被污染。摊铺前必须将工作面清扫干净,如用水冲洗,则必须晒干后才能进行摊铺作业。如下层路面已经过行车碾压,摊铺前应洒粘层油,用量为0. 3 L/m2。改性沥青混合料的压实系数要比普通的沥青混凝土小得多,松铺系数应根据试铺段的数据来确定,摊铺过程中应随时检查摊铺层厚及路拱横坡,达不到要求时,立刻进行调整。由于使用了改性沥青,混合料的摊铺温度宜为160 ℃~ 180 ℃,温度低于140 ℃的混合料禁止使用。尽量采用两台或两台以上同型号摊铺机阶梯式摊铺。摊铺时,两幅应重叠5 cm ~ 10 cm,两台摊铺机前后间隔不应超过20 m,应对熨平板预拱度、频率、振幅进行调整,确保路面横坡度,使两台摊铺机达到相同的摊铺密实度。为了提高路面的平整度,上面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于沥青粘度较大,粘结力强,而如果摊铺机的后雪橇是胶轮式结构,胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。另外,改性沥青混合料在高温状态下主要是靠粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,使剩余压实系数减小,初压的痕迹也极小,摊铺压实度应大于80%,并不得使集料破碎。摊铺时还应注意以下几点:
    1) 运料车到达现场后,检查混合料温度,与混合料出厂温度相比,降低不得超过10 ℃。2) 摊铺机螺旋输送器的转速要均匀稳定,使混合料料位恒定并高于螺旋输送器2 /3 高度。3) 要有专人负责检测混合料摊铺温度、摊铺厚度( 松铺系数约为1. 15 ~ 1. 2,最终由试验段确定) 。4) 遇雨时,应立即停止施工,并清除未压实成型的混合料。淋雨后的沥青混合料应废弃,不得卸入摊铺机。5) 两侧人工摊铺的部分应高出摊铺机摊铺面1 cm,加强碾压以确保压实,保证边部不渗水。
2.5 碾压
    沥青混合料的压实工艺应按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,压路机必须紧跟摊铺机的后面,对于AC-16C 混合料,其适宜的碾压温度范围是130 ℃~ 150 ℃,其最终碾压温度不低于110 ℃。压实速度控制在4 km/h ~ 5 km/h。碾压速度均衡,倒退时关闭振动,方向要逐渐地改变,对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压,消除碾压接头轮迹。决不允许在新铺的改性沥青混合料上转向、掉头、左右移动位置、突然刹车或停车休息。压实后,混合料压实度不小于最大理论密度的94%,试件的空隙率不大于4%。应采用钻孔法检测密度,短时间内钻孔取样有困难的,压实度主要通过数压路机的碾压次数来控制,并根据观察表面是否消除掉明显轮迹来确定。改性沥青混合料面层一旦达到足够的密度,碾压应停止,过度碾压可能导致沥青结合料被挤压到路表面,影响构造深度,工作中应密切注意路表情况,防止过度碾压。

3 结语
    改性沥青混合料有着比普通道路沥青更加优良的物理力学性能,从一开始就引起了广大公路工作者的极大兴趣。随着我国公路建设的迅速发展及交通重载化的形成,在重要交通道路上使用改性沥青混合料的必要性越来越被人们所认识、所接受,改性沥青混合料的加工工艺、施工工艺也有了很大的进步。可以预见,改性沥青混合料未来的应用领域会更加广泛。


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