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摘 要:文章结合试验研究结果和实践经验,提出BRA改性沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压以及运输等施工工艺,以指导其他路段的施工。
关键词:布敦岩沥青;BRA改性沥青;沥青混合料;施工工艺
中图分类号:U414.7文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0069-02
近年来,在印度尼西亚布敦岛上发现了天然沥青即印尼布敦岩沥青,简称BRA,就是岩沥青的一种。研究表明,由于BRA经历了无数年的环境考验,耐老化性能特别好,作为石油沥青的改性剂将会起到良好的效果。另外,BRA中的矿物质与一般砂石材料不同,不仅细度很细,而且有相当好的吸收沥青的能力,均属于石灰岩性质,具有加强沥青与集料黏附性的作用。因此,岩沥青应用前景广阔。该研究结合国内外研究资料,提出BRA改性沥青混合料的施工工艺,为BRA在改性沥青的进一步推广提供依据。
1 混合料拌和
预先将BRA与基质沥青按规定的用量比进行拌和,得到改性沥青胶体(即拌和温度按试验室方法预热基质沥青到150℃,按基质沥青∶BRA为4∶1的比例拌和,然后加热搅拌10 min,使BRA均匀地分散在基质沥青中,并提高温度到160℃~180℃待发育1 h后,搅拌40 min,拌制好的BRA改性沥青输送到沥青罐中待用),然后按常规沥青混合料的拌制方法进行拌和。由于BRA改性沥青的特殊性能,应由有经验的工程人员或专门的生产基地现场制作BRA改性沥青,并且储存时间不得超过24 h。此项工作由专用改性设备完成,根据施工进度提供现场改性的BRA改性沥青。
室内试验表明,加入BRA后,沥青的软化点由原来的46.2℃提高到50.5℃以上,根据改性沥青的黏温曲线图1,BRA改性沥青混合料拌和中,宜将各环节温度提高5℃~15℃。矿料的加热温度为180℃~190℃,沥青的加热温度以160℃~170℃为宜,且加热不超过6 h,混合料拌和温度为170℃~180℃,混合料的出厂温度为165℃~175℃。拌和后,拌和站用红外线测温仪测温度,对于低于要求的混合料不得出厂;对于高于185℃的混合料一般应予废弃。
2 混合料运输
拌和好混合料,装车后应控制运料车的行车时间,及时运往摊铺作业面。沥青混合料的运输车必须加盖篷布或其他保温材料,以最短的时间装车运至摊铺机前卸料,防止结合料表面结硬,为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求,必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料,决不能出现摊铺机等车的现象。其余要求应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。
3 混合料摊铺
摊铺前先检查施工准备情况,检查黏层油的洒布质量和压路机的准备情况等。为提高路面的平整度,表面层宜采用非接式平衡梁摊铺厚度控制方式。BRA改性沥青混合料在高温状态下主要是粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,使剩余压实系数减少,初压痕迹也减小,进而确保路面的最终平整度。摊铺机采用高速公路常用类型即可,对单幅双车道路面宜整体摊铺;对单幅4车道路面宜采用两台摊铺机呈梯队摊铺;对加宽段宜采用机械摊铺。
BRA改性沥青混合料可先在1.15~1.25暂定一个松铺系数,再根据现场摊铺碾压情况及时调整优化;对于人工摊铺的边角,松铺系数应较机械摊铺大,宜控制在1.25~1.35之间。按照确定的松铺系数调整好摊铺机,为了保证烫平板的初压效果,应提前1 h开始预热烫平板,采用间隙预热以保证预热的均匀性。在摊铺时摊铺机烫平板加振,使摊铺后混合料达到初步压实,以减少压路机碾压遍数,缩短碾压时间,保证碾压温度。两台摊铺机成梯队作业时,前后错开10 m~30 m,相邻摊铺机摊铺重叠10 cm,使接缝热接。
摊铺时需保证每台摊铺机前至少有5辆料车等候。在摊铺过程中,边摊铺、边卸料,卸完料后,运输车即离去,另一辆车再将料倒向摊铺机,并控制摊铺温度不低于165℃。同时,保证摊铺机在摊铺过程中匀速前进,不得中途随意变速或停顿,根据拌和楼的生产能力,控制摊铺机行走速度控制在3 m/min以内。在摊铺后,应及时检测松铺厚度,若不合要求,及时调整。在桥梁接头处应小心摊铺,以免影响平整度。
4 碾压
碾压应严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,压路机紧跟在摊铺机后面碾压,在终压温度前消除全部轮迹,达到要求的压实度后立即停止压路机作业,以免过压。碾压分为初压、复压、终压3个阶段。根据施工要求及设备情况,可采用以下碾压组合方式:
(1)初压:采用中型双钢轮压路机静压1遍,速度控制在
1.5 km/h~2 km/h,压路机紧跟着摊铺机进行碾压,初压开始温度不低于160℃(根据BRA改性沥青粘温曲线最佳碾压温度在170℃)。
(2)复压:采用中型双钢轮压路机振动碾压1~2遍(碾压遍数根据施工时具体的现场条件确定),再用大吨位(≥26 t)胶轮压路机复压2~4遍。复压时压路机速度控制在4 km/h~5 km/h,按高频低幅的原则进行振动碾压,复压开始温度不得低于140℃。
(3)终压:采用轻型双钢轮压路机静压1~2遍,以消除轮迹,速度控制在2 km/h~3 km/h,终压开始温度不得低于120℃。
施工单位应配备足够数量满足施工要求的压路机参与施工,保证达到压实度要求。碾压过程中严禁过压,严禁大幅度压碎石料。为使压路机碾压时不粘轮,对于钢轮压路机,应利用压路机洒水装置向碾压轮间歇喷水;对于胶輪压路机,应向胶轮涂油或肥皂水。采用振动碾压改性沥青路面时,压路机轮迹重叠宽度不超过20 cm,采用静压时,压路机轮迹重叠宽度不应少于20 cm。
5 养护
BRA改性沥青混合料面层施工完毕后,自然冷却养生,需要在路面内部降低至50℃以下后才可开放交通。
6 小结
提出了BRA改性沥青混合料的施工工艺,包括BRA改性沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压和养护,以此来指导将来试验路的施工。
参考文献:
[1]钟科.岩沥青路用性能研究[D].交通部公路科学研究院:道路与铁道工程,2006.5
[2]董志伟.印尼布敦岩沥青(BRA)在路面工程中的应用研究[J].山西交通科技,2004,(01):13-15
[3]路剑其.岩沥青在道路工程中的应用研究[D].吉林:吉林大学交通运输工程,
2008.4
[4]童恋.BRA改性沥青及其混合料性能研究[D].长沙:长沙理工大学道路与铁道工程,2007
Research of Asphalt Mixture Construction Technical
Mo Dehui
Abstract: The union experimental study result and the experience,proposed that the BRA asphalt mixture mixes up,the transportation,to spread paving,construction crafts and so on roller compaction as well as transportation,instructs other road sections the construction.
Key words: asphalt;BRA asphalt;asphalt mixture;construction craft
关键词:布敦岩沥青;BRA改性沥青;沥青混合料;施工工艺
中图分类号:U414.7文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)11-0069-02
近年来,在印度尼西亚布敦岛上发现了天然沥青即印尼布敦岩沥青,简称BRA,就是岩沥青的一种。研究表明,由于BRA经历了无数年的环境考验,耐老化性能特别好,作为石油沥青的改性剂将会起到良好的效果。另外,BRA中的矿物质与一般砂石材料不同,不仅细度很细,而且有相当好的吸收沥青的能力,均属于石灰岩性质,具有加强沥青与集料黏附性的作用。因此,岩沥青应用前景广阔。该研究结合国内外研究资料,提出BRA改性沥青混合料的施工工艺,为BRA在改性沥青的进一步推广提供依据。
1 混合料拌和
预先将BRA与基质沥青按规定的用量比进行拌和,得到改性沥青胶体(即拌和温度按试验室方法预热基质沥青到150℃,按基质沥青∶BRA为4∶1的比例拌和,然后加热搅拌10 min,使BRA均匀地分散在基质沥青中,并提高温度到160℃~180℃待发育1 h后,搅拌40 min,拌制好的BRA改性沥青输送到沥青罐中待用),然后按常规沥青混合料的拌制方法进行拌和。由于BRA改性沥青的特殊性能,应由有经验的工程人员或专门的生产基地现场制作BRA改性沥青,并且储存时间不得超过24 h。此项工作由专用改性设备完成,根据施工进度提供现场改性的BRA改性沥青。
室内试验表明,加入BRA后,沥青的软化点由原来的46.2℃提高到50.5℃以上,根据改性沥青的黏温曲线图1,BRA改性沥青混合料拌和中,宜将各环节温度提高5℃~15℃。矿料的加热温度为180℃~190℃,沥青的加热温度以160℃~170℃为宜,且加热不超过6 h,混合料拌和温度为170℃~180℃,混合料的出厂温度为165℃~175℃。拌和后,拌和站用红外线测温仪测温度,对于低于要求的混合料不得出厂;对于高于185℃的混合料一般应予废弃。
2 混合料运输
拌和好混合料,装车后应控制运料车的行车时间,及时运往摊铺作业面。沥青混合料的运输车必须加盖篷布或其他保温材料,以最短的时间装车运至摊铺机前卸料,防止结合料表面结硬,为确保摊铺连续以及平整度大小符合技术规范要求,必须保证摊铺机前至少两辆车等待卸料,决不能出现摊铺机等车的现象。其余要求应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的技术要求。
3 混合料摊铺
摊铺前先检查施工准备情况,检查黏层油的洒布质量和压路机的准备情况等。为提高路面的平整度,表面层宜采用非接式平衡梁摊铺厚度控制方式。BRA改性沥青混合料在高温状态下主要是粗集料的嵌挤作用,可适当提高夯锤振捣频率,使剩余压实系数减少,初压痕迹也减小,进而确保路面的最终平整度。摊铺机采用高速公路常用类型即可,对单幅双车道路面宜整体摊铺;对单幅4车道路面宜采用两台摊铺机呈梯队摊铺;对加宽段宜采用机械摊铺。
BRA改性沥青混合料可先在1.15~1.25暂定一个松铺系数,再根据现场摊铺碾压情况及时调整优化;对于人工摊铺的边角,松铺系数应较机械摊铺大,宜控制在1.25~1.35之间。按照确定的松铺系数调整好摊铺机,为了保证烫平板的初压效果,应提前1 h开始预热烫平板,采用间隙预热以保证预热的均匀性。在摊铺时摊铺机烫平板加振,使摊铺后混合料达到初步压实,以减少压路机碾压遍数,缩短碾压时间,保证碾压温度。两台摊铺机成梯队作业时,前后错开10 m~30 m,相邻摊铺机摊铺重叠10 cm,使接缝热接。
摊铺时需保证每台摊铺机前至少有5辆料车等候。在摊铺过程中,边摊铺、边卸料,卸完料后,运输车即离去,另一辆车再将料倒向摊铺机,并控制摊铺温度不低于165℃。同时,保证摊铺机在摊铺过程中匀速前进,不得中途随意变速或停顿,根据拌和楼的生产能力,控制摊铺机行走速度控制在3 m/min以内。在摊铺后,应及时检测松铺厚度,若不合要求,及时调整。在桥梁接头处应小心摊铺,以免影响平整度。
4 碾压
碾压应严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行,压路机紧跟在摊铺机后面碾压,在终压温度前消除全部轮迹,达到要求的压实度后立即停止压路机作业,以免过压。碾压分为初压、复压、终压3个阶段。根据施工要求及设备情况,可采用以下碾压组合方式:
(1)初压:采用中型双钢轮压路机静压1遍,速度控制在
1.5 km/h~2 km/h,压路机紧跟着摊铺机进行碾压,初压开始温度不低于160℃(根据BRA改性沥青粘温曲线最佳碾压温度在170℃)。
(2)复压:采用中型双钢轮压路机振动碾压1~2遍(碾压遍数根据施工时具体的现场条件确定),再用大吨位(≥26 t)胶轮压路机复压2~4遍。复压时压路机速度控制在4 km/h~5 km/h,按高频低幅的原则进行振动碾压,复压开始温度不得低于140℃。
(3)终压:采用轻型双钢轮压路机静压1~2遍,以消除轮迹,速度控制在2 km/h~3 km/h,终压开始温度不得低于120℃。
施工单位应配备足够数量满足施工要求的压路机参与施工,保证达到压实度要求。碾压过程中严禁过压,严禁大幅度压碎石料。为使压路机碾压时不粘轮,对于钢轮压路机,应利用压路机洒水装置向碾压轮间歇喷水;对于胶輪压路机,应向胶轮涂油或肥皂水。采用振动碾压改性沥青路面时,压路机轮迹重叠宽度不超过20 cm,采用静压时,压路机轮迹重叠宽度不应少于20 cm。
5 养护
BRA改性沥青混合料面层施工完毕后,自然冷却养生,需要在路面内部降低至50℃以下后才可开放交通。
6 小结
提出了BRA改性沥青混合料的施工工艺,包括BRA改性沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压和养护,以此来指导将来试验路的施工。
参考文献:
[1]钟科.岩沥青路用性能研究[D].交通部公路科学研究院:道路与铁道工程,2006.5
[2]董志伟.印尼布敦岩沥青(BRA)在路面工程中的应用研究[J].山西交通科技,2004,(01):13-15
[3]路剑其.岩沥青在道路工程中的应用研究[D].吉林:吉林大学交通运输工程,
2008.4
[4]童恋.BRA改性沥青及其混合料性能研究[D].长沙:长沙理工大学道路与铁道工程,2007
Research of Asphalt Mixture Construction Technical
Mo Dehui
Abstract: The union experimental study result and the experience,proposed that the BRA asphalt mixture mixes up,the transportation,to spread paving,construction crafts and so on roller compaction as well as transportation,instructs other road sections the construction.
Key words: asphalt;BRA asphalt;asphalt mixture;construction craft