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昆山天成達建設工程有限公司 是一家綜合性的工程建設公司!
摘要:在應用了Superave瀝青混合料合理的級配組成的基礎上,本文對Superpave瀝青混
和料的拌和、運輸、攤鋪、壓實工藝等各項工序應注意的要點進行了探討,堅持了在Superpave
瀝青混合料的碾壓施工中應遵循的“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。
關鍵詞:Superpave;拌和;攤鋪;壓實工藝
隨著我國十幾年來國民經濟的迅猛發展,全國各省、區也加快了高等級公路(高速公路、一級公路)的建設步伐。廣大工程技術人員在不斷革新改進瀝青面層施工技術的同時,也積極的吸取外國較為先進的瀝青混凝土的設計配比及施工技術,使我國的高等級公路施工無論從數量上、質量上都躍上了一個新的臺階。
近年來,我公司在有關技術專家的精心指導下,於多項工程中應用了Superpave組成配比的瀝青混合料的施工技術,取得了一些經驗。本文擬對Superpave組成配比的瀝青面層施工中的有關技術問題進行探討,以期達到拋磚引玉之作用。
一、科學合理的Superpave配比組成
Superpave配比組成設計方法最早由美國SHRP所首先提出。后經同濟大學林繡賢教授用貝雷法集料級配設計理論檢驗了Superpave集料組成建議值,證明基本相符,可以達到多級嵌擠密實型級配要求,因而是既抗車轍又防滲水的合理組成。由于美國SHRP所提出的Superpave設計方法中,只有三個控制點和限制區范圍,沒有各級篩孔孔徑上的通過量允許范圍,給具體操作時帶來了一定的困難,同時也與我國長期以來所形成了集料級配范圍有些出入,為能使施工單位更快更方便地使用Superpave設計方法,林繡賢教授提出了表1所示的Superpave組成配比建議值[1][2]。
我們公司于2003年度在312國道改線工程(昆山段17.4km)、昆山市馬鞍山路改造工程(9.4km)、昆山市蕭林西路新建工程(4.8km)的瀝青面層施工中,均采用了Superpave瀝青混合料級配組成,如圖1。(本文以蕭林西路新建工程為例)
從圖1中可以看出,我們所采用的Sup-25的級配組成,在粗顆粒的通過率走的是
蕭 林 西 路 配 比 曲 線 圖1
高限,而細顆粒的通過率走的是低限,這樣做有利于瀝青混合料的均勻性,同時也有利于今后瀝青混合料的攤鋪和碾壓。如此組成的瀝青混合料應用在瀝青上面層時,路面顯得更為美觀。
Superpave瀝青混合料級配組成建議值 表1
最大標稱尺寸
通過下列篩孔(方孔)的質量百分率(%)
D (mm)
50 37.5 26.5 19.0 16.0 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
37.5
26.5
19.0
16.0
12.5
9.5
100 90~100 69~81 58~71 52~65 44~57 37~50 24~35 15~23 9~16 5~12 3~10 2 ~ 7 2~4
100 90~100 75~86 67~78 57~68 48~58 30~40 19~27 11~16 6~14 3~11 2 ~ 8 2~5
100 90~100 80~90 68~81 57~70 36~49 23~35 14~22 9~17 5~14 3~10 2~6
100 90~100 77~88 64~76 41~51 26~37 16~24 9~18 6~15 3~11 3~6
100 90~100 74~86 46~58 28~39 17~26 10~19 6~16 4~11 3~7
100 90~100 54~69 32~47 18~32 11~24 6~19 4~12 3~7
注:表中數字下有橫杠者為嚴格控制值,其它允許略有出入。
二、Superpave瀝青混合料的拌合及運輸
1.拌和時間
Superpave瀝青混合料的拌和方法與普通(AC型)瀝青混合料的拌和方法基本一致,但由于Superpave瀝青混合料的骨料較AC型的要粗一些,瀝青的裹覆時間要多一些;當瀝青混合料需加入4‰的抗剝落劑時,拌和時間也應適當延長一些。一般來說,從熱料倉下料開始計算,先將集料混合料干拌了3~5s后,噴入瀝青,濕拌2~3s后,再加入礦粉濕拌35~40s時間,每拌用時一般應控制在50s以內,拌和時間不宜太長。
2.拌和溫度
Superpave瀝青混合料在拌和時的溫度應符合表2所列的各項工序時的溫度。
3.運輸
Superpave瀝青混合料與普通(AC型)瀝青混合料的運輸方法完全一致,由于Superpave瀝青混合料較普通瀝青混合料的顆粒來的粗一些,其溫度損失更加快一點,所以運輸時的保溫工作更顯重要。(具體應參照交通部頒標準JTJ032-94公路瀝青路面施工技術規范)
三、Superpave瀝青混合料的攤鋪
1.攤鋪前的準備工作
a.用硬掃帚或電動工具清掃路面基層,有泥土等不潔物沾污時,應一邊清掃一邊用高壓水沖洗干凈,并待進入路面基層的水蒸發后鋪筑。
b.若舊路面表面不平整,應銑刨或用熱拌瀝青混合料鋪筑整平層,恢復橫斷面。
c.必須嚴格控制噴灑粘層油的數量,既要噴灑均勻,又不能太多。
瀝青混合料拌和溫度匯總表 表2
工序
普通瀝青
改性瀝青
測量部位
瀝 青 加 熱 溫 度
150~160℃
160~165℃
瀝青加熱罐
改性瀝青現場制作溫度
/
160~170℃
改性瀝青車
改性瀝青加工最高溫度
/
175℃
改性瀝青或儲油罐
集 料 加 熱 溫 度
180~190℃
190~200℃
熱料提升斗
Superpave混合料出場溫度
165~185℃
175~190℃
運料車
混合料最高溫度(廢棄溫度)
190℃
195℃
運料車
2.Superpave瀝青混合料的攤鋪寬度
由于Superpave瀝青混合料的級配屬嵌擠式骨架密實型,所以集料中的粗骨料相對較多,容易產生離析,而離析和不均勻性是造成瀝青路面早期破壞的重要原因。也就是說,Superpave級配的瀝青混合料施工時容易造成離析,即施工的難度相對比較大,所以施工時應予以特別關注。
對于Superpave配比的瀝青混合料實施全幅攤鋪時的離析在所難免,各個部位的溫度也不均勻,也就是相當于壓實度不均勻。所以我們必須下功夫解決瀝青混合料的離析和提高均勻性,這是Superpave配比的瀝青路面工程質量優劣的關鍵。筆者在多項工程中采用了多種攤鋪寬度的嘗試,當攤鋪寬度較大(12m左右)時,攤鋪機在分料的過程中,常出現兩邊較中間的顆粒粗的現象,均勻性較差,由于粗顆粒的瀝青混合料較細顆粒的瀝青混合料散熱要快一些,故造成了攤鋪時瀝青混合料的邊緣溫度低于中間溫度4~5℃。要克服這一問題,必須對攤鋪寬度予以限制,實踐證明:最好是一個車道的寬度作為攤鋪寬度,這樣由于攤鋪寬度小,攤鋪過程中的壓實作用大,對瀝青路面的壓實度、平整度都有好處。如若由于攤鋪機具數量有限,也可二個車道的寬度作為一次攤鋪寬度(一般不宜超過8m)。應采用梯隊作業方式。
3.攤鋪速度與攤鋪溫度的控制
a.Superpave瀝青混合料的攤鋪速度應調整到與供料速度平衡,必須緩慢、均勻、連續不間斷地進行攤鋪,攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓。通常攤鋪速度不要超過3~4m/min。當供料不足時,宜采用運料車集中等候,集中攤鋪的方式,盡量減少攤鋪機的停頓次數。
b.Superpave瀝青混合料的攤鋪溫度比普通瀝青混合料的攤鋪溫度高10~20℃,一般應保持在160℃左右,攤鋪溫度理應在卸料到攤鋪機上時測量。
c.Superpave瀝青混合料運輸到攤鋪現場后,在攤鋪前每輛車均應測量瀝青混合料的溫度即到場溫度,攤鋪前溫度應保證在160℃以上,一般應控制在165~175℃之間。
四、Superpave瀝青混合料的壓實
在瀝青路面的施工中,拌和和壓實是兩個重要的工序。Superpave配比的瀝青路面的壓實工藝關系到Superpave路面的成效。Superpave瀝青混合料的壓實是很有講究的,無論是壓實機具、壓實工藝與普通(AC型)瀝青混合料都不一樣,但只要掌握了要領,保持Superpave瀝青混合料在高溫時碾壓,它不會象普通(AC型)瀝青混合料那樣容易產生推擁、變形。
1.壓實機具的要求
對于Superpave瀝青混合料的壓實機具以一臺攤鋪機為例,如表3所例。
壓實機具一覽表 表3
序號
名 稱
型號規格
數量
備 注
1
雙鋼輪筒式壓路機
8~10t
1
終壓
2
振動雙鋼輪筒式壓路機
10~14 t
2
初壓
3
輪胎式壓路機
20~25 t
2
復壓
4
手扶式小型振動壓路機
1~2 t
1
路緣及路落水點、
小型彎道處壓實
, ;
2.Superpave瀝青混合料的碾壓應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則,即壓路機必須緊跟在攤鋪機后面碾壓,(主要是搶高溫),碾壓速度要慢(一般碾壓速度不得超過5km/h)、要均勻,并采用高頻率、低振幅的方式進行碾壓。
a.初壓階段:應采用振動雙鋼輪筒式壓路機緊跟在攤鋪機后面進行碾壓,值得
一提的是初壓的第一個單程應采用靜壓,而從第二個單程開始即可以采用振動碾壓。當采用靜壓時,現場工程技術人員應密切注意觀察碾壓情況,由于Superpave瀝青混合料屬嵌入式骨架密實型,故不太可能產生明顯的推擁現象,如果一旦發現該現象的產生,可能是瀝青混合料的配比存在一定的問題,或是由于攤鋪厚度與瀝青混合料最大標稱粒徑不匹配所造成的;應及時地查明原因進行適當地調整。初壓階段一般可以采用兩臺振動雙鋼輪筒式壓路機碾壓2~3遍(每遍是兩個單程,累計4~6個單程),初壓溫度不低于150℃。Superpave瀝青混合料的初壓是保證瀝青面層壓實度合格的關鍵所在,施工時應緊緊抓住這一重要的施工環節。
b.復壓階段:通常情況下SMA不宜采用輪胎壓路機碾壓,而Superpave瀝青混合
料和SMA同屬于嵌擠骨架密實型結構,但Superpave比SMA的用油量(瀝青含量)要少得多,甚至比普通(AC型)瀝青混合料的瀝青含量還要小,故適當的采用大噸位的輪胎壓路機進行碾壓對瀝青面層的壓實效果,特別是瀝青面層的表層的壓實效果是大有好處的。但不得發生細集料上浮(所謂的“光面”現象)或擠出等現象。復壓的壓實遍數一般掌握在2~3遍即可。復壓終了溫度不低于130℃。在瀝青路面上面層復壓時應注意對路面構造深度的控制。不可影響其構造深度。
c.終壓階段:終壓采用小噸位的雙鋼輪筒式壓路機緊接在復壓后進行,以消除輪跡,終壓遍數通常為1~2遍。若終壓看不出明顯效果時可不再終壓。終壓溫度應控制在不低于110℃。當瀝青面層溫度低于60℃時,可適當開放交通。最好是待溫度降至常溫時開放交通。
上述Superpave瀝青混合料的壓實工藝經過312國道改線(昆山段17.4km)工程及昆山市馬鞍山路(9.4km)等多個瀝青面層工程施工實踐證明是行之有效的,也是較為科學合理的。
參考文獻:
[1] 林繡賢 論Superpave組成配比的特色 華東公路 2002.1
[2] 林繡賢 瀝青混凝土合理集料組成的計算公式 華東公路 2003.1
[3] SHC F40-01-2002 公路瀝青馬蹄脂碎石路面技術指南 人民出版社 2002.7
Discussion on Construction Technique of
Super Asphalt Pavement
YANG Yi, LU Wen-hong, LU Cai-hua
(Lutong Highway ﹠ Bridge Engineering Limited Company, Kunshan, 215300, China)
Abstract: It indroduces a effective graded combination of asphalt mixture of super pavement and the emphases of mixing﹑transportation﹑spreading﹑compacting of asphalt mixture.A rule of “quickly following﹑slowly compacting﹑high frequency﹑limited extend” should be abided by during the process of the construction of asphalt mixture pavement.
Key words: superpave; mixing; spreading; compaeting