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摘 要:针对道路预防性养护,提出一种将温拌沥青和超薄罩面两项技术结合到一起的新型预防性养护技术,对这项技术的优势、配合比设计和施工进行深入分析,并验证了该技术的有效性,为这项技术的广泛应用提供可靠参考借鉴。
关键词:道路养护;温拌沥青混合料;超薄罩面
中图分类号:U414 文献标识码:A
温拌超薄罩面实际上是温拌沥青技术和超薄罩面技术的结合,是近几年产生并得到快速发展的一项预防性养护技术,通过对这项技术的应用,能有效提高路面性能和各项功能,进而满足道路建设与养护提出的要求。
1 温拌超薄罩面主要优势
(1)在拌和温度方面,和热拌技术相比,可降低约30℃,对石料与沥青进行加热时,温度有很大程度降低,能减少相应的能耗和机械损耗,而且还能减少污染气体排放,减小对环境造成的污染。
(2)超薄罩面实际厚度不超过2.5 cm,在这种厚度条件下,混合料很容易冷却,进而对压实不利。而采用温拌技术能有效保证压实度,并且厚度较薄的特点还能有效弥补因添加温拌剂导致水分很难散失的问题。
(3)完成对罩面的碾压后,其温度很低,能很快开放路段的交通,基本上摊铺完成20 min左右的时间后方可恢复正常通行,能减少对正常交通造成的影响;另外,还能减少热量排放,有效缓解当前日益加重的热岛效应,对城市维持良好热平衡有很大益处。
2 配合比设计
对沥青混合料而言,其配合比设计作为材料组成设计核心,以表面活性剂为基础的温拌剂,它的使用在配合比设计过程中无需开发新的体系,采用和热拌相同的方法即可。
2.1 原材料
原材料对混合料性能有很大影响,通过严格筛选与全面检测,沥青采用SBS改性沥青,粗集料选择粒径在5 mm~
10 mm范围内的玄武岩,细集料选择粒径在0 mm~3 mm范围内的玄武岩,矿粉选择石灰岩。以上各原材料通过检验均能满足相关规范提出的要求。
2.2 级配设计
由于该混合料用于表面层,所以要有良好的抗滑性能。首先,采用开式级配构造,以提高防滑性与减噪性;其次要形成密实结构,以兼顾良好防水性。根据温拌超薄罩面所具有的功能和结构厚度,采用一种全新级配,即UAC-10。为了使试验结果真实、准确,级配设计均采用经水洗和烘干处理之后的集料进行。
2.3 最佳油石比
最佳油石比需采用马歇尔设计法确定,试件具体成型条件包括:双面击实75次,拌和在130℃~140℃温度条件下进行,压实在120℃~130℃温度条件下进行,沥青喷洒后等待3 s~5 s的时间再喷入温拌剂,其喷洒时间为8 s~10 s,将沥青喷洒好后,再进行温拌剂喷洒。对于温拌剂和沥青用量的比例,应控制在5:95~15:85以内。不同油石比条件下的试验结果如表1所示。
根据以上结果,通过综合考虑,将最佳油石比确定为5.5%。
3 温拌超薄罩面施工
为大力推广这项技术,选取某路段实施这项技术的应用。
根据相关技术规范和温拌技术具有的各项特征,并结合试验段施工参数,施工工艺主要内容包括:
(1)试验段施工开始前,做好原路面检测,经过必要的铣刨处理后,使用切割机修整坑槽外部边缘,防止产生破茬。
(2)混合料生产过程各种中,温拌剂实际用量根据沥青用量控制,两者的比例一般为5:95~15:85,在喷洒温拌剂时,具体的喷洒时间要按照8 s~10 s控制,同时要在沥青喷洒之前结束温拌剂喷洒,对混合料进行拌和时,其温度要控制在130℃~140℃范围内。
(3)混合料摊铺开始前,必须将原路面清扫彻底,并均匀喷洒一道粘层。
(4)实际的摊铺厚度要使用平衡梁进行控制。熨平板之间的拼接应达到紧密,不能存在太大的缝隙,避免粒料进入导致摊铺表面产生拉痕。混合料摊铺速度应按照3 m/min
~4 m/min控制。
(5)混合料碾压时,必须做好温度控制,一般情况下,初压温度一般为120℃~130℃,复压温度一般为90℃~110℃,终压温度一般为60℃~90℃,在碾压结束后,温度应保持在50℃~60℃范围内。
(6)在碾压完成且摊铺机从现场退出后,待路面温度自然冷却至不超过50℃时,方可进行画线,在画线完毕后,即开放路段的交通,但要注意不允许超载车辆通过。
施工完成后进行目测观测,其结果为:完成碾压后形成的压实线和原路面处于同一高程,且表面保持平整与密实,没有明显的轮迹、发亮与划痕,横向与纵向接缝都能平顺的衔接,外观颜色保持均匀和一致,和其它构造物之间的衔接保持平顺,没有污染,在路面成型以后,表面保持粗糙,没有脱块和脱粒的情况。
除此之外,在开放交通以后,在路面上随机选取20个点实施性能检测,具体的检测结果为:施工前路面构造深度为0.58 mm,摆值为45 BPN,渗水系数为46 mL/min;施工刚完成后,路面构造深度为1.19 mm,摆值为50 BPN,渗水系数为
24 mL/min;通车30d的时间后,路面构造深度为1.08 mm,摆值为49 BPN,渗水系数为22 mL/min。
根据以上结果可知,相较于铺筑之前,铺筑完成后,无论是构造深度还是摆值都有所增加,但滲水系数降低,这说明路面渗水性能和抗滑性能都有了很大程度的提高;在通车30d的时间后,虽然路面的渗水性能与抗滑性能均出现降低趋势,但降低的幅度并不大,这说明该结构层具有良好的耐久性。
采用温拌超薄罩面后,能使路面抗滑性能得到很大程度的提高,实现对路面行驶条件的有效改善,很好的保证路面行车安全。此外,由于还能提高渗水性能,所以还能防止或减少水的渗入,为路面结构提供良好的保护,避免水损坏的发生,延长路面结构使用寿命。
4 结语
综上所述,温拌超薄罩面具有良好的经济效益和环境效益,适用于当前城市路面建设及养护基本需求,并且还能改善路面整体美观性和抗滑性,使道路行车更加安全和舒适,值得大范围推广应用。
参考文献:
[1]毕连居,朱浩然,刘爱华,等.压实温度对超薄层罩面沥青混合料相关特性的影响研究[J].山西建筑,2020,46(19):13-15.
[2]范群保,陈朝阳,谢东,等.温拌剂对改性沥青及其混合料性能的影响[J].筑路机械与施工机械化,2018,35(01):41-45.
[3]吴英彪,刘金艳,石津金,等.温拌沥青混合料超薄罩面技术在道路工程中的应用[J].市政技术,2017,35(06):38-41.
关键词:道路养护;温拌沥青混合料;超薄罩面
中图分类号:U414 文献标识码:A
温拌超薄罩面实际上是温拌沥青技术和超薄罩面技术的结合,是近几年产生并得到快速发展的一项预防性养护技术,通过对这项技术的应用,能有效提高路面性能和各项功能,进而满足道路建设与养护提出的要求。
1 温拌超薄罩面主要优势
(1)在拌和温度方面,和热拌技术相比,可降低约30℃,对石料与沥青进行加热时,温度有很大程度降低,能减少相应的能耗和机械损耗,而且还能减少污染气体排放,减小对环境造成的污染。
(2)超薄罩面实际厚度不超过2.5 cm,在这种厚度条件下,混合料很容易冷却,进而对压实不利。而采用温拌技术能有效保证压实度,并且厚度较薄的特点还能有效弥补因添加温拌剂导致水分很难散失的问题。
(3)完成对罩面的碾压后,其温度很低,能很快开放路段的交通,基本上摊铺完成20 min左右的时间后方可恢复正常通行,能减少对正常交通造成的影响;另外,还能减少热量排放,有效缓解当前日益加重的热岛效应,对城市维持良好热平衡有很大益处。
2 配合比设计
对沥青混合料而言,其配合比设计作为材料组成设计核心,以表面活性剂为基础的温拌剂,它的使用在配合比设计过程中无需开发新的体系,采用和热拌相同的方法即可。
2.1 原材料
原材料对混合料性能有很大影响,通过严格筛选与全面检测,沥青采用SBS改性沥青,粗集料选择粒径在5 mm~
10 mm范围内的玄武岩,细集料选择粒径在0 mm~3 mm范围内的玄武岩,矿粉选择石灰岩。以上各原材料通过检验均能满足相关规范提出的要求。
2.2 级配设计
由于该混合料用于表面层,所以要有良好的抗滑性能。首先,采用开式级配构造,以提高防滑性与减噪性;其次要形成密实结构,以兼顾良好防水性。根据温拌超薄罩面所具有的功能和结构厚度,采用一种全新级配,即UAC-10。为了使试验结果真实、准确,级配设计均采用经水洗和烘干处理之后的集料进行。
2.3 最佳油石比
最佳油石比需采用马歇尔设计法确定,试件具体成型条件包括:双面击实75次,拌和在130℃~140℃温度条件下进行,压实在120℃~130℃温度条件下进行,沥青喷洒后等待3 s~5 s的时间再喷入温拌剂,其喷洒时间为8 s~10 s,将沥青喷洒好后,再进行温拌剂喷洒。对于温拌剂和沥青用量的比例,应控制在5:95~15:85以内。不同油石比条件下的试验结果如表1所示。
根据以上结果,通过综合考虑,将最佳油石比确定为5.5%。
3 温拌超薄罩面施工
为大力推广这项技术,选取某路段实施这项技术的应用。
根据相关技术规范和温拌技术具有的各项特征,并结合试验段施工参数,施工工艺主要内容包括:
(1)试验段施工开始前,做好原路面检测,经过必要的铣刨处理后,使用切割机修整坑槽外部边缘,防止产生破茬。
(2)混合料生产过程各种中,温拌剂实际用量根据沥青用量控制,两者的比例一般为5:95~15:85,在喷洒温拌剂时,具体的喷洒时间要按照8 s~10 s控制,同时要在沥青喷洒之前结束温拌剂喷洒,对混合料进行拌和时,其温度要控制在130℃~140℃范围内。
(3)混合料摊铺开始前,必须将原路面清扫彻底,并均匀喷洒一道粘层。
(4)实际的摊铺厚度要使用平衡梁进行控制。熨平板之间的拼接应达到紧密,不能存在太大的缝隙,避免粒料进入导致摊铺表面产生拉痕。混合料摊铺速度应按照3 m/min
~4 m/min控制。
(5)混合料碾压时,必须做好温度控制,一般情况下,初压温度一般为120℃~130℃,复压温度一般为90℃~110℃,终压温度一般为60℃~90℃,在碾压结束后,温度应保持在50℃~60℃范围内。
(6)在碾压完成且摊铺机从现场退出后,待路面温度自然冷却至不超过50℃时,方可进行画线,在画线完毕后,即开放路段的交通,但要注意不允许超载车辆通过。
施工完成后进行目测观测,其结果为:完成碾压后形成的压实线和原路面处于同一高程,且表面保持平整与密实,没有明显的轮迹、发亮与划痕,横向与纵向接缝都能平顺的衔接,外观颜色保持均匀和一致,和其它构造物之间的衔接保持平顺,没有污染,在路面成型以后,表面保持粗糙,没有脱块和脱粒的情况。
除此之外,在开放交通以后,在路面上随机选取20个点实施性能检测,具体的检测结果为:施工前路面构造深度为0.58 mm,摆值为45 BPN,渗水系数为46 mL/min;施工刚完成后,路面构造深度为1.19 mm,摆值为50 BPN,渗水系数为
24 mL/min;通车30d的时间后,路面构造深度为1.08 mm,摆值为49 BPN,渗水系数为22 mL/min。
根据以上结果可知,相较于铺筑之前,铺筑完成后,无论是构造深度还是摆值都有所增加,但滲水系数降低,这说明路面渗水性能和抗滑性能都有了很大程度的提高;在通车30d的时间后,虽然路面的渗水性能与抗滑性能均出现降低趋势,但降低的幅度并不大,这说明该结构层具有良好的耐久性。
采用温拌超薄罩面后,能使路面抗滑性能得到很大程度的提高,实现对路面行驶条件的有效改善,很好的保证路面行车安全。此外,由于还能提高渗水性能,所以还能防止或减少水的渗入,为路面结构提供良好的保护,避免水损坏的发生,延长路面结构使用寿命。
4 结语
综上所述,温拌超薄罩面具有良好的经济效益和环境效益,适用于当前城市路面建设及养护基本需求,并且还能改善路面整体美观性和抗滑性,使道路行车更加安全和舒适,值得大范围推广应用。
参考文献:
[1]毕连居,朱浩然,刘爱华,等.压实温度对超薄层罩面沥青混合料相关特性的影响研究[J].山西建筑,2020,46(19):13-15.
[2]范群保,陈朝阳,谢东,等.温拌剂对改性沥青及其混合料性能的影响[J].筑路机械与施工机械化,2018,35(01):41-45.
[3]吴英彪,刘金艳,石津金,等.温拌沥青混合料超薄罩面技术在道路工程中的应用[J].市政技术,2017,35(06):38-41.