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低温季节沥青路面的施工关键技术分析

2021-12-09叶阳峰

智能城市 2021年22期
关键词:温拌剂碾压保温

叶阳峰

(中交四航局第二工程有限公司,广东广州 510230)

1 温拌沥青混合料技术

温拌沥青混合料技术是新型节能减排沥青混合料之一,以施工温度为主要依据(一般在热拌沥青混合料和常温拌和混合料之间范围内)对沥青路面进行施工。温拌技术的原理一般为降低沥青黏度,使混合料能在较低温度下拌和均匀,材料包括有机降黏剂、表面活性剂以及沥青发泡法。运溪高架路沥青施工采用添加益路(Evotherm)温拌剂的技术。

1.1 Evotherm温拌剂工作原理

Evotherm温拌技术是基于乳化平台的一种温拌技术。直接加入拌和缸前,应确保已通过独特化学表面活性剂配置成皂液形式;益路温拌剂会与沥青、石料搅拌。沥青会因化学表面活性剂和水膜共同作用短暂改变沥青动力黏度,提高了较低温度下的拌和性能[1]。

Evotherm工作状态如图1所示。

图1 Evotherm工作状态

1.2 热拌温铺沥青混凝土生产配合比设计

在设计过程中取样筛分,二次筛分后进入各热料仓可以清晰地明确各热料仓材料比例,更好地保证控制室材料的正常使用;为了完成供料均衡性,对冷料仓进料比例进行多次调整,确定好生产配合比设计的最佳沥青用量后实行试拌。试拌使用搅拌的热拌温铺沥青混凝土成型试件进行试验,确定生产用的标准配合比。

1.3 热拌温铺沥青混凝土生产

为了保障热拌温铺沥青混凝土符合质量生产标准,按照同料源分类堆放和供料沥青、粗、细集料;抽样试验每个料源集料,材料经监理工程师抽样试验合格并批准后使用。

(1)AC-16C(SBS)、AC-20C(SBS)集料、矿料加热温度为190~220 ℃;需要确保搅拌沥青混凝土出厂温度为170~185 ℃,调节沥青与矿料的加热温度;花白料、超温料、>195℃混凝土等材料必须废弃;混凝土运送到现场时,温度必须>145℃。

(2)SMA-13沥青集料、矿料加热200~240 ℃,混凝土搅拌后温度控制为170~185 ℃;花白料、超温料、>195 ℃混凝土等材料必须废弃;运送到现场的混凝土>150 ℃。

(3)SUP-25每种规格的集料、矿料加热170~180 ℃,混凝土超过195 ℃时应废弃;运到施工现场的混凝土温度需要>140 ℃。

(4)为有效筛除超出核实尺寸颗粒,应提前根据所设定数值选用最大筛孔的热料筛。

(5)每锅沥青混合料搅拌时间为干拌5~10 s、湿拌30~60 s,具体拌和时间参数以混凝土搅拌均匀、所有矿料颗料全部裹覆沥青为准。SMA13拌和过程中,考虑到添加木质素纤维,湿拌时间需较普通沥青混凝土延长约5 s。

(6)已拌和完成的沥青混凝土不需要现场进行铺筑施工时,可以将其存入成品贮料仓,成品贮料仓分为无保温设备和存在保温设备两种类型。

①沥青混凝土存入无保温设备成品贮料仓时,必须在摊铺温度要求范围内设定贮存时间。

②沥青混凝土存入存在保温设备成品贮料仓时,贮存时间一般要<有保温设备的储料仓储料时间,不宜超6 h。

(7)为了确保混凝土拌和温度符合施工需求,在现场配备相应的改性热拌温铺沥青储罐(且具有保温与搅拌功能);在施工过程中,储蓄罐内的储存温度需小于供应商在说明书中规定的温度。

改性热拌温铺沥青储罐储存能力需要>30 t,为了确保混凝土软化点等关键指标满足生产要求,在施工时每日取样1~2次;若因特殊缘由需要将改性热拌温铺沥青储存24 h以上,应设置储蓄罐内温度<150 ℃。

沥青后场出料温度控制如表1所示。

表1 沥青后场出料温度控制

1.4 温拌剂使用效果验证

选用EvothermM-1型液态温拌剂,利用软件模拟现场实际工况。设定环境温度为10 ℃和0 ℃,对比添加温拌剂和未添加温拌剂的碾压时间。

(1)软件分析环境温度为10 ℃碾压曲线。

未添加温拌剂碾压时间曲线与添加温拌剂碾压时间曲线分别如图2、图3所示。

图2 未添加温拌剂碾压时间曲线(10 ℃)

图3 添加温拌剂碾压时间曲线(10 ℃)

未添加温拌剂的沥青碾压时间为16 min,添加温拌剂后为21 min,碾压时间增加31%。

(2)软件分析环境温度为0 ℃碾压曲线。

未添加温拌剂碾压时间曲线与未添加温拌剂碾压时间曲线如图4、图5所示。

图4 未添加温拌剂碾压时间曲线(0 ℃)

图5 添加温拌剂碾压时间曲线(0 ℃)

未添加温拌剂的沥青碾压时间为14 min,添加温拌剂后为18 min,碾压时间增加28%。

(3)热拌温铺SMA-13马歇尔试验对比。

在沥青混合料中掺加一定温拌剂可以保证低温条件下沥青施工的碾压时间,生产的混合料和成型的沥青面各项指标均能满足项目要求,可以保证施工进度。

热拌温铺SMA-13马歇尔试验对比如表2所示。

表2 热拌温铺SMA-13马歇尔试验对比

2 运输车保温措施

应根据现场施工工效选用合适的运输车辆。

运输车辆保温措施如图6所示。

图6 运输车辆保温措施

(1)对料顶加盖2层定制保温棉被,棉被上覆盖油布。

(2)对运输车两侧进行保温改造,在车挡板外侧凹面加装保温岩棉,利用铁板加固。

判定沥青混合料运输车运量,需要在已设计完成的拌和能力与摊铺速度上留有一定提升空间。正式摊铺施工时,需要安排数量足够的运料车;沥青混合料运到现场的温度应为SBS沥青混合料>165 ℃、普通沥青混合料>150 ℃。

3 加强施工监测与检测

(1)对现场渗水系数、压实度等试验检测结果,调整场出料温度、摊铺速度、碾压速度与碾压距离。

(2)马歇尔、抽提等检测沥青混合料级配及各项指标,验证沥青混合料配合比是否为最优曲线。

(3)原材料出现波动时,根据试验数据调整混合料生产配合比。

运溪高架路沥青工程试验检测首次采用无核密度仪,无核密度仪无损检测可以实时监测路面密度值,评价沥青混合料的均匀性,避免离析,提出合理的摊铺、碾压方式,便于随时解碾压效果,及时指导施工。

4 结语

沥青混合料需要在低温情况下进行施工时,可以加入温拌剂确保其保持碾压密实的状态,避免技术指标受到影响。采用该方式过程中,需要适当地提高混合料出料温度,气温比预设更低时,需要根据相关规定措施最大限度地提高混合料出料温度(且必须以沥青不老化为前提)。对运输设备采取保温措施,提前规划运输车辆的行走路线,避开行车高峰期,减少沥青混合料温度在运输过程中的热量损失。

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