冷拌冷铺沥青混合料联接层在准兴高速的应用(已修改)(2)

冷拌冷铺沥青混合料联接层在准兴高速的应用(已修改)(2) 冷拌冷铺沥青混合料联接层在准-兴高速的应用 李 俊 (西安高远公路养护技术有限公司，陕西 西安 710119) 【摘 要】本文以内蒙古准兴高速项目为依托，从材料要求、工艺、、工程检 测等几个方面讨论冷拌冷铺沥青混合料联接层施工技术。 【关键词】水泥混凝土路面;冷拌冷铺沥青混合料;联接层;改性乳化沥青 Application of Cold-Mixing & Cold-Laid Asphalt Mixture Bind Course in Zhun-Xing Freeway Li Jun (Xi’an Gaoyuan Highway Maintenance Technology Co., Ltd.，Xi’an 710119，Shaanxi， Xian) 【Abstract】In this paper ,based on the project of Zhun-Xing freeway on Inner Mongolia, discusses the construction technique of cold-mixing and cold laid asphalt-mixture binder course from respects of the requirements of materials, technology design, engineering construction and engineering test . 【Key words】cement concrete pavement, cold-mixing, cold laid asphalt mixture ,binder course, modified emulsified asphalt. 0 前言 冷拌改性沥青混合料是采用级配碎石、改性乳化沥青、水泥、添加剂、水等材料, 按照设计的配比, 使用专门的拌合、摊铺设备, 现场拌合和摊铺的一种全新的冷摊铺沥青结合料。冷拌改性沥青结合料主要用于高等级沥青路面或水泥路面的垫层或低等级路面的表面层，该技 术不仅可以节约能源，改善施工条件，其集料的拌合、运输、摊铺和施工均很方便, 而且其整体性好，在低温条件下呈塑性，不易开裂，抵抗行车和自然因素破坏能力强，不污染环境。 但缺点是易产生推挤和拥包等病害。冷拌改性沥青混合料根据设计的厚度可选择不同的混合 料矿料级配。冷拌改性乳化沥青混合料摊铺层水分蒸发较慢的，因此当其厚度大于8cm時, .建议分层摊铺。 1 工程概况 内蒙古准格尔至兴和煤炭运输高速公路项目系内蒙古自治区 十一五 规划重点项目和西 部大开发重点项目。项目已列入《内蒙古自治区高速公路规划》。并作为全区 8纵8横8支8环线 路网中重要一横。准兴高速项目为了适应煤炭运输重载需要，全线按照双向5车道的重 1 载高速公路标准设计，车道采用水泥混凝土高级路面，路基宽度27.75m。自西向东重载方向为三车道，自东向西轻载车道为2车道，项目设计年货物运输能力1.5亿吨，为内蒙古自治区西煤东运的快捷通道，也是西北五省(西藏、新疆、宁夏、甘肃、内蒙)通往河北、北京及京津唐环渤海经济区的主要交通干线。准兴高速建成后蒙西煤炭外运新通道，对于缓解京藏高速大堵车状况和促进内蒙古中西部地区经济发展具有重要意义。 为防止渗水对基层的破坏以及减小水泥混凝土面板与基层的摩阻力，在基层与水泥混凝土面层之间铺筑2cm冷拌改性沥青混合料联接层。 2 材料及设备 1)集料 冷拌冷铺沥青混合料粗、细集料必须满足规范的技术质量要求。冷拌冷铺沥青混合料应采用坚硬、粗糙、外观有棱角的玄武岩集料;细集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质且有适当级配的玄武岩，本次细集料的试验结果如表2-1所示; 表2-1 0-3mm细集料试验结果 项目 单位 试验结果 技术要求 试验方法 砂当量 不小于 % 67.2 60 T0334 亚甲蓝值 不大 g/kg 18 25 T0349 棱角性 不小于 % 45.4 30 T0345 各档集料筛分试验结果如表2-2所示。 表2-2 集料筛分结果 筛网尺寸 规格 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 5-10mm 95.1 2.4 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 3-5mm 100 90.5 12.7 1.2 0.5 0.4 0.4 0.4 0-3mm 100 99.9 96.3 71.5 38 21.9 15 10.5 2)改性乳化沥青 为保证该冷拌冷铺混合料系统的整体功能，采用冷拌专用改性乳化沥青;本次采用改性乳化沥青的技术指标要求及检测结果如表2-3所示。 2-3改性乳化沥青技术指标及检测结果 测试项目 单位 测试方法 检测 单项 指标要求 结果 评定 储存稳定性，1天 % T0655-1993 0.6 合格 不高于1 储存稳定性，5天 % T0655-1993 3.2 合格 不高于5 蒸发 蒸馏残留物含量 % T0651-1993 63.1 合格 不低于62 破乳速度 T0658-1993 慢裂 合格 慢裂 筛上剩余量，1.18mm % T0652-1993 0.03 合格 不高于0.05 赛博特粘度，25? SFs T0623-1993 20-100 2 电荷 T0653-1993 正电荷 合格 正电荷+ 与矿料的粘附性 裹覆试 T0654-1993 大于2/3 合格 不低于2/3 验 延度，5?, 5cm/min Cm T0605-1993 41 合格 不低于35 测力延度比，4?，% ASTM D226 37 合格 不低于30 5mm/min 黏韧性，25?,500mm/min N.m T0624-2011 34 合格 不低于25 韧性，25?,500mm/min N.m T0624-2011 28 合格 不低于20 弹性恢复，10? % T0662-2000 87 合格 不低于70 3)水泥 采用普通硅酸盐425#水泥 4)水 采用当地生活用水 5)添加剂 添加剂主要用于调整混合料的可拌合时间及施工和易性，根据施工情况可选用硫酸铝等 6)设备 本次施工采用的设备:高远的稀浆封层车XF-17#和XF-21#、戴纳派克141型摊铺机、英格索兰双钢轮压路机，徐工25T胶轮压路机。 3 施工前准备 1)配合比设计 冷拌冷铺改性乳化沥青混合料的矿料级配应符合工程设计规定的矿料级配范围， 根据准兴高速项目的实际情况选择AC-10?型细型密级配。设计级配下各档矿料的比 例如表3-1所示，设计级配见表3-2，设计级配曲线图如图1所示，可以看出，设计 级配曲线符合细型密级配的范围要求。 表 3-1 设计级配下各档集料比例(%) 矿料 配比 5mm ~10mm 3mm ~5mm 0mm ~3mm 矿料比例(,) 35 15 50 表3-2 混合料设计级配 筛孔尺寸(mm) 混合料类型 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 设计级配通过98.3 64.3 50.2 36.0 19.2 11.1 7.6 5.42 率(,) AC-10?级配95~100 55~75 38~58 26~43 17~33 10~24 6~16 4~9 范围 3 图1 设计级配曲线图 2)改性乳化沥青用量的确定 在下面的试验中定量为级配混合料(100,)和水泥(0.5,)，变量为改性乳化沥青，随着改性乳化沥青的调整混合料用水量和添加剂用量也会进行相应的微调;按照乳化沥青混合料设计理论，选取改性乳化沥青用量为9%、10%、11%、12%进行混合料试验。各改性乳化沥青用量下混合料检测指标如下，见表3-3。 表3-3 不同改性乳化沥青用量下混合料技术指标 AC-10?密级配 改性乳25?测试 (常温48h养生) 60?测试(105?/24h养生) 化沥青用稳流流值密度稳定空隙率密度量 定度值33(mm) (g/cm) 度(KN) (,) (g/cm) (KN) (mm) 9% 5.6 3.3 2.47 3.6 3.6 7.7 2.405 10% 6.7 3.5 2.43 4.3 4.8 6.4 2.419 11% 7.1 3.9 2.42 4.1 5.8 5.5 2.407 12% 6.9 4.6 2.38 3.8 6.6 5.1 2.394 技术要求 ,2.40 ,3 2-4(5 ,2.35 ,2.5 3~6 5~7.5 综合冷拌乳化沥青混合料性能测试结果，改性乳化沥青用量10%是比较合理的。 3)、冷拌改性乳化沥青混合料性能验证 为了检验设计级配下改性乳化沥青混合料的柔性和低温对混合料的影响，按照试验要求进行混合料维姆稳定度 (Hveem) 测试和低温弯曲试验，用低温劲度模量评价混合料的适应变形能力，经试验验证混合料性能能够满足技术指标要求;试验结果见下表3-4. 表3-4 冷拌改性乳化沥青混合料性能检测 级配类型 AC-10?级配 4 验证混合料试验项目 维姆稳定度 -10?劲度模量(MPa) 检测数据 22 1957 指标要求 18~25 ,2000 4)、施工配合比确定 本#设计#是按照冷拌沥青混合料进行了配合比设计，设计级配为密级配AC-10?的要求，施工配合比见下表3-5。 表3-5 施工各种材料配比例 AC-10? 水泥水(,) 添加剂(,) 改性乳化沥青(,) 级配混合料(,) (,) 100 0.5,, 约4 0.03,0.06 10 5)设备标定 根据配合比标定稀浆封层车各系统参数，调整摊铺机宽度。 6)材料筛分、掺配 根据配合比掺配石料并进行筛分 7)试验段铺筑 铺筑试验段;确定相关参数(摊铺机速度、宽度等)及机械配置 4 施工 1)清扫 施工前应进行基层的清扫、除尘和清洗。要求基层干燥、无灰尘、石屑、杂物等。对基层裂缝应进行灌缝处理。阴雨天及雨后路面潮湿不得施工。清扫工序如图2: 5 采用自行式强力清刷机 进行全面刷毛 用4,6台空压机将浮灰吹净 不符要求 对局部镜面采用反复清扫机 配以人工钢刷打毛 空压机将浮灰吹净 验收检查 洒水车将路面洒水湿润 符合要求 封闭施工路段，禁止 其他车辆通行 图2 施工前基层清扫工序图 2)放线 根据设计的宽度进行放线 3)拌合 为了保证均匀、连续、不间断摊铺，必须保证稀浆封层拌合机的产能， 以确保摊铺的连续性。 摊铺时要注意检查冷拌冷铺沥青混合料的均匀性，及时异常现象。如混合料有花白、离析等现象，应作废料处理并及时予以纠正。 4)摊铺 连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施，摊铺机的摊铺速度应根据稀浆封层拌和机的产能、施工机械配套情况以及摊铺厚度、摊铺宽度，按6—10m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。 未碾压实之前，施工人员不得进入踩踏，一般不允许人工找补整修，只有在特殊情况下，在技术人员或管理人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予以铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。 摊铺遇雨时，立即停止施工，未压实的混合料必须铲除。 摊铺前，切记不要对熨平板及摊铺辅助部分进行加热。 6 5)碾压 压实是保证沥青混合料层质量的重要环节，为了保证压实效果，需要采用轻型和重型压路机搭配碾压。同时， 为了保证压实度和平整度，碾压应在冷拌冷铺沥青混合料不产生推移、开裂及粘轮的情况下进行。 冷拌冷铺沥青混合料容易粘轮，并且在强度不足时易推移，所以选择合适的压路机、最佳振动频率与振幅是关键，选择恰当的碾压时间也十分重要。 冷拌冷铺沥青混合料的碾压分三个阶段进行，即初压、复压和终压。 初压的目的是整平和稳定混合料以及促进乳化沥青破乳， 采用8 T左右的轻型钢轮压路机碾压2遍，碾压时可开启高频振动。 复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，因为在复压前混合料中有大量的水分蒸发，通过复压对混合料空隙进行压密，促进沥青还原;碾压时视混合料表面与压路机的粘轮情况，采用25T 左右的胶轮压路机，碾压 2-3遍。 终压是为了保证平整度以及压实度，最终混合料的密实程度将取决于该道工序，因此，终压过程非常重要，因为在复压后其中混合料的水份蒸发， 留有少量的空隙，需要通过终压进行压密 。终压使用静力胶轮压路机，采用25T胶轮压路机，碾压次数3-5遍。 6)养生 在摊铺压实后，拌冷铺沥青混合料内还有少量的水分没有蒸发，致使沥青未能够完全还原，混合料的强度较低。因此，需要对其在自然条件下养生 48h以上，在养生期间不能有机动车辆在其表面上作业。 7) 后继工程的施工 该冷拌冷铺沥青混合料是作为基层与水泥混凝土面层之间的联接层，经过48小时以上养生后，混合料的强度基本形成后，即可进行后继工程的水泥混凝土面层的施工。 5.冷拌冷铺沥青混合料的常见问题及影响因素 l)破乳速度过快，其影响因素如下: (1) 与石料的洁净程度、级配以及和乳化沥青的配伍性有关 (2) 与乳化沥青的性能稳定程度有关 (3) 与温度(气温、乳化沥青温度)有关 (4) 与机械性能有关 (5) 与配合比有关 (6) 与摊铺速度与放料速度的配合有关 2)出现横纹 (1) 与摊铺机的类型及摊铺机的夯锤类型有关 7 (2) 与摊铺机的速度及夯锤的强度有关 (3) 与摊铺机的熨平板的仰角有关 (4) 与混合料的稠度有关 3)表面存在划痕 (1)与集料洁净程度有关;集料中存在超粒径料，摊铺时超粒径料无法顺利通过熨平板，在工作面上造成划痕。 (2)与原路面的平整程度有关;原路面平整度较差，部分路面高于周围路面，造成该处罩面摊铺厚度不够，大粒径通过熨平板时产生划痕。 4)出现裂缝 (1)与混合料的稠度有关 (2 ) 与压路机的重量以及碾压方法有关 (3)与油石比有关 (4)与基层工作面干燥程度及粗糙程度有关 5) 接缝处理(顺直及密实程度不够) (1)与施工方法有关;尽量采用热接缝进行摊铺;若必须采用冷接缝，则摊铺过程中要保证摊铺槽内混合料保持恒定的数量;且摊铺机速度要均匀，稳定。 6) 厚度不均匀 (1)与施工方法有关。基层平整度要求低时(比较差)，要保证沥青混合料联接层各点的厚度均匀，尽量采用滑靴法施工。若基层平整度要求高(比较好)，则可采用平衡梁法进行施工。 6 施工效果检测 冷拌冷铺联结层竣工验收标准见下表: 表6-1 冷拌冷铺联结层竣工验收标准及检测结果 检查项目 质量要求或允许偏差 试验方法和频度 检测结果 单项评定 不低于设计《公路工程质量检验20mm 合格 代表值 厚 厚度10% 评定标准 》附 度 HJTGF80/1-2004 不低于设计合格值 厚度15% 渗水系数 300ml/min 每200m测一处T0971 100ml/min 合格 平 整 度 6 mm 3m直尺:每200m测2 处X10尺T0932 7 结 语 通过对完成工程的检测，工程质量完全达到设计要求的标准。但是，对以下问题尚需在 8 今后工程实践中加以摸索和改进: 1)对该工艺技术了解尚不够深入，对关键技术难题解决的办法不多:比如混合料破乳快，乳化沥青卡泵等问题; 2)对慢裂SBS改性乳化沥青性能及生产还不能完全掌握。 3)该项工艺的施工质量还需提高;特别是对平整度、接缝以及集料离析的控制等。 参考文献 [1]《沥青路面施工以及验收规范》GB50092-96. 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