一、溫拌瀝青技術(shù)簡述
溫拌瀝青混合料具有施工溫度低、能耗低、環(huán)保且混合料性能不***拌混合料等諸多優(yōu)點(diǎn),在同樣原材料條件下,溫拌拌合溫度和壓實(shí)溫度一般比相應(yīng)熱拌低30℃以上,溫拌劑摻加量為瀝青質(zhì)量的0.2%-0.6%, 溫拌技術(shù)的核心就是采用物理或化學(xué)手段,增加瀝青混合料的施工操作性,在完成混合料碾壓成型后,這些物理和化學(xué)添加劑不對(duì)路面使用性能構(gòu)成**影響。溫拌瀝青混合料特別適合于長大隧道路面鋪裝、薄層施工、冬季低溫、大風(fēng)、高原、長途運(yùn)輸?shù)炔焕h(huán)境條件下瀝青面層攤鋪施工以及鬧市區(qū)市政道路等多種場合。
二、溫拌技術(shù)作用機(jī)理
瀝青罐投放型瀝青溫拌劑。在混合料拌合之前,將瀝青溫拌劑加入瀝青罐中,充分?jǐn)嚢璞WC瀝青溫拌劑均勻分散于瀝青中。在拌和過程中,在機(jī)械拌和力的作用下,瀝青溫拌劑俘獲混合料及空氣中極為微量的水分,從而在瀝青內(nèi)部形成大量結(jié)構(gòu)性潤滑結(jié)構(gòu)。該潤滑結(jié)構(gòu)在拌和過程中將避免瀝青膠結(jié)料的團(tuán)聚效應(yīng),能夠顯著增加瀝青混合料在較低溫度時(shí)的拌和工作性。
在壓實(shí)過程中,在鋼輪壓路機(jī)的振動(dòng)碾壓和膠輪壓路機(jī)的揉搓碾壓作用下,潤滑作用得到**的發(fā)揮,集料位置調(diào)整和骨架結(jié)構(gòu)形成更加容易,促進(jìn)瀝青混合料壓實(shí)。
壓實(shí)終了時(shí),在機(jī)械撕扯力以及環(huán)境因素的作用下,膠團(tuán)潤滑結(jié)構(gòu)逐漸散失,其中的表面活性類化學(xué)物質(zhì)發(fā)生界面轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移至瀝青與集料交界面上,形成化學(xué)錨固結(jié)構(gòu),加強(qiáng)集料與瀝青膠結(jié)料的粘結(jié)性能。
三、原材料
3.1 瀝青溫拌劑
3.1.1 瀝青罐投放型瀝青溫拌劑,為確保瀝青溫拌劑的有效性,瀝青溫拌劑必須在密閉容器中避光保存。使用前瀝青溫劑必須保持均勻狀態(tài),沒有懸浮物和沉淀物。
表 3.1 瀝青溫拌劑技術(shù)要求
指標(biāo)項(xiàng)目 | 標(biāo)準(zhǔn)要求 | 實(shí)測值 |
外觀 | 液體,無懸浮和沉淀物 | 液體,無懸浮和沉淀物 |
氣味 | 無明顯刺激氣味 | 無明顯刺激氣味 |
密度(20℃) | 0.9-0.98 | 0.96 |
粘度(60℃,mm2/S) | 50-190 | 142 |
凝點(diǎn)℃ | <-5℃ | -15 |
閃點(diǎn)℃ | >220 | 275 |
本批次產(chǎn)品滿足<<JT/T8**-2013瀝青混合料改性添加劑第6部分:溫拌劑>>各項(xiàng)指標(biāo)要求。 |
3.2 其它原材料
3.2.1 路面用其它原材料的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40相關(guān)要求。
四、溫拌瀝青混合料設(shè)計(jì)方法
4.1 溫拌瀝青混合料礦料級(jí)配與相應(yīng)熱拌瀝青混合料礦料級(jí)配要求相同。
4.2 溫拌瀝青混合料體積指標(biāo)和性能指標(biāo)驗(yàn)證采用馬歇爾方法。
4.3 溫拌瀝青混合料的馬歇爾設(shè)計(jì)指標(biāo)與相應(yīng)熱拌瀝青混合料的馬歇爾設(shè)計(jì)指標(biāo)相同。
4.4 溫拌瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)規(guī)定見附錄B。
五 溫拌瀝青混合料施工
5.1 施工溫度
5.1.1 低溫環(huán)境下由于天氣條件不利于瀝青混合料施工,對(duì)于溫拌瀝青混合料施工宜采用“熱拌溫鋪”的方式進(jìn)行溫拌瀝青混合料施工,以保證瀝青路面施工質(zhì)量。低溫環(huán)境下溫拌瀝青混合料施工溫度見表5.1。
5.1 低溫施工溫拌瀝青混合料的拌制溫度范圍
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5.2 拌合
5.1.1 溫拌瀝青混合料的拌制除附錄C中規(guī)定制備溫拌瀝青外,其余流程應(yīng)符合熱拌瀝青混合料拌合的技術(shù)要求。
5.3.1 溫拌瀝青混合料的運(yùn)輸應(yīng)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)熱拌瀝青混合料的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
5.3.2 低溫環(huán)境下溫拌瀝青混合料運(yùn)輸過程中必須采取覆蓋保溫措施,以防止混合料結(jié)塊結(jié)團(tuán)及溫度離析。
5.4.1 溫拌瀝青混合料的攤鋪,應(yīng)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)熱拌瀝青混合料的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
5.4.2低溫環(huán)境下攤鋪機(jī)攤鋪速度應(yīng)嚴(yán)格控制,切忌為了趕施工進(jìn)度造成攤鋪速度過快,通常攤鋪速度控制在3~5m/min為宜。
5.5.1 溫拌瀝青混合料碾壓工藝應(yīng)遵循“緊跟、高頻、低幅、勻速、少水”的原則。
5.5.2 應(yīng)盡可能在高的溫度下進(jìn)行,同時(shí)不得在過低溫度狀況下反復(fù)碾壓,使石料棱角磨損、壓碎,**集料嵌擠。
5.5.3 根據(jù)混合料的級(jí)配類型、天氣情況選擇合理的碾壓工藝。
低溫條件下推薦碾壓工藝如下:
(1)設(shè)備配置要求
對(duì)于兩臺(tái)攤鋪機(jī)同步攤鋪的情況,推薦采用2臺(tái)初壓鋼輪、3臺(tái)復(fù)壓膠輪,1臺(tái)終壓鋼輪,鋼輪噸位要求為12~14t,膠輪噸位為26~30t。
(2)碾壓原則
1) 低溫施工環(huán)境下,瀝青混合料溫度散失較快,采用溫拌瀝青混合料并不是意味著“一勞永逸”,仍然必須采取與施工熱拌瀝青混合料低溫環(huán)境下施工相同的各項(xiàng)保溫和緊跟碾壓方案來確保路面的壓實(shí)度滿足要求。
2) 初壓宜采用振動(dòng)性能良好、噸位大、噴水量可控的高性能鋼輪壓路機(jī),緊跟攤鋪機(jī),盡早開振(一般為壓實(shí)遍數(shù)1遍,去程靜壓找平,回程即開振),隨后后續(xù)壓路機(jī)緊跟碾壓,組成“梯隊(duì)緊跟”序列。
3)在攤鋪面層厚度較?。ㄐ∮?cm)時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況,也可以將膠輪提至初壓,即**遍碾壓就采用膠輪壓路機(jī),但此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際碾壓效果調(diào)整,注意平衡碾壓路面平整度要求。
4)鋼輪水量在不粘輪的情況下,應(yīng)盡量減少噴水量,對(duì)于水量大小不可調(diào)控的壓路機(jī),可以采取“去程噴水,回程關(guān)閉”的方式。此外,還可以在噴灑桿上綁上布片覆蓋在鋼輪上,用浸濕的布片來潤濕鋼輪。
5)膠輪壓路機(jī)輪胎宜采用稀釋后的植物油配置掃把進(jìn)行涂刷,配置兩至三名工人跟隨涂刷,不可采用噴壺對(duì)膠輪輪胎直接噴灑柴油或水。一般來講,膠輪壓路機(jī)在初始碾壓時(shí)由于輪胎溫度不高宜產(chǎn)生粘輪情況,在碾壓一段段落后,溫度升高,粘輪現(xiàn)象幾近消失,涂刷頻率可適當(dāng)降低。此外,有些場合也會(huì)采用為膠輪壓路機(jī)圍綁帆布“系圍裙”的方式來減緩輪胎的降溫,提高碾壓效率和作用。
6)溫拌瀝青混合料特殊的潤滑結(jié)構(gòu)適合鋼輪的振動(dòng)碾壓方式和膠輪的搓揉碾壓方式,無特殊情況,膠輪不允許停駛。
(3)碾壓組合方式
壓路機(jī)碾壓組合,遍數(shù)及碾壓溫度范圍如表5.2和5.3所示。
表5.2 壓路機(jī)碾壓組合、遍數(shù)及碾壓溫度
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表5.3壓路機(jī)碾壓速度(m/min)
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5.5.4 溫拌瀝青混合料壓實(shí)的其它要求,按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)對(duì)熱拌瀝青混合料的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
六、質(zhì)量控制
溫拌瀝青混合料施工檢驗(yàn)包括原材料檢驗(yàn)、瀝青混合料和施工過程中的質(zhì)量控制。
6.1 原材料檢測
6.1.1 瀝青溫拌劑以10t為一批,不足10t也計(jì)為一批。檢驗(yàn)項(xiàng)目為其技術(shù)指標(biāo)的各項(xiàng)內(nèi)容,并查驗(yàn)廠商合格證和質(zhì)檢報(bào)告,瀝青溫拌劑檢測方法見附件A。
6.1.2 其它原材料的檢驗(yàn)按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)的規(guī)定執(zhí)行。
八、適用場合及性能優(yōu)勢(shì)
1隧道、城市道路等熱拌煙塵/高溫環(huán)境等對(duì)人體危害較大的瀝青路面,
2低溫季節(jié)、高海拔地區(qū)等需要延長瀝青路面施工期的項(xiàng)目,
3橡膠瀝青等粘度大、超薄罩面降溫較快等導(dǎo)致壓實(shí)困難的瀝青路面,
4 瀝青路面廠拌熱再生等防止回收瀝青再次嚴(yán)重老化的項(xiàng)目。
溫拌瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)
B.1 溫拌瀝青混合料不改變?cè)袩岚铻r青混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)以及瀝青用量。在進(jìn)行溫拌瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí), 建議先采用同樣材料進(jìn)行熱拌瀝青混合料的材料組成設(shè)計(jì),并完成各項(xiàng)性能指標(biāo)試驗(yàn),確定一套完整的熱拌瀝青混合料設(shè)計(jì)體系作為標(biāo)尺,然后通過切換室內(nèi)試驗(yàn)溫度,進(jìn)行性能試驗(yàn)成型,測得性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)與同類型熱拌瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,從而綜合評(píng)價(jià)溫拌瀝青混合料的性能。
B.2 瀝青溫拌劑為深***粘稠狀液體,直接將瀝青溫拌劑添加至瀝青中,用于降低瀝青混合料的工作溫度,適用于不同的瀝青混合料類型,相比同類型的熱拌瀝青混合料,溫度可下降 30℃以上。溫拌劑摻加量為瀝青質(zhì)量的 0.2%~0.6%, 瀝青溫拌劑不計(jì)入膠結(jié)料用量,不改變?cè)袩岚铻r青混合料的組成設(shè)計(jì)。樣品常溫狀況下密閉儲(chǔ)存,避免陽光直接照射。
B.3 室內(nèi)試驗(yàn)流程如下:
B.3.1 溫拌瀝青制備:將瀝青加熱至拌和溫度,計(jì)算 瀝青溫拌劑的添加量,準(zhǔn)確稱量后,在攪拌狀態(tài)下緩慢將瀝青溫拌劑倒入瀝青中,隨后攪拌約10min,完成溫拌瀝青制備;
B.3.2 石料加熱:加熱溫度一般比同類型熱拌條件下的加熱溫度下降30℃以上,具體各階段的建議溫度可參見表B.1;
B.3.3 按照同類型的熱拌瀝青混合料的試驗(yàn)流程完成溫拌瀝青混合料的拌和過程;
B.3.4 出料溫度:出料溫度一般比同類型的熱拌瀝青混合料低 30℃以上;
B.3.5 混合料在設(shè)定的擊實(shí)溫度(一般比同型號(hào)的熱拌混合料低30℃以上)條件下恒溫1小時(shí)后擊實(shí),成型方法推薦采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)。溫拌材料的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)與馬歇爾擊實(shí)的壓實(shí)效果偏差比熱拌要大,偏差的多少與級(jí)配類型有關(guān)。如偏差過大,由于旋轉(zhuǎn)壓實(shí)效果更接近現(xiàn)場壓實(shí),以旋轉(zhuǎn)壓實(shí)為準(zhǔn)。對(duì)于無條件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實(shí)的實(shí)驗(yàn)室,可以在現(xiàn)場工程實(shí)施時(shí)以同類型熱拌馬歇爾密度控制溫拌現(xiàn)場壓實(shí)度,以消除成型方式對(duì)體積指標(biāo)的影響。
表 B.1 溫拌瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)溫度控制表
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溫拌瀝青制備
1、 溫拌劑摻加量為瀝青質(zhì)量的0.2%~0.6%,瀝青溫拌劑不計(jì)入膠結(jié)料用量,不改變?cè)袩釣r青混合料的配合比設(shè)計(jì)。實(shí)施溫拌瀝青制備前,應(yīng)至少提前騰空一個(gè)瀝青罐,以單獨(dú)儲(chǔ)存溫拌瀝青。
2、瀝青溫拌劑添加方式
1)生產(chǎn)單位有新進(jìn)場瀝青時(shí),可以將換算好比例的瀝青溫拌劑隨著瀝青罐車卸瀝青時(shí)加入到卸油池中,總體原則為瀝青罐車和瀝青溫拌劑同時(shí)卸完,基本同步加入,然后泵送至溫拌瀝青儲(chǔ)存罐,;
2)若生產(chǎn)單位暫無新進(jìn)場瀝青時(shí),可將原儲(chǔ)存罐的瀝青部分導(dǎo)出至卸油池,根據(jù)卸油池內(nèi)瀝青量按比例添加瀝青溫拌劑,再將卸油池內(nèi)瀝青泵送進(jìn)溫拌瀝青儲(chǔ)存罐,直至瀝青溫拌劑添加完成;
3)若生產(chǎn)單位采用桶裝瀝青時(shí),可在瀝青脫桶完成時(shí)根據(jù)脫桶箱內(nèi)瀝青量計(jì)算瀝青溫拌劑添加量后,將瀝青溫拌劑均勻添加至脫桶箱內(nèi),然后泵送至溫拌瀝青儲(chǔ)存罐。
瀝青溫拌劑現(xiàn)場添加示意圖
3、瀝青溫拌劑與瀝青混溶
1)對(duì)于設(shè)置瀝青攪拌槳的瀝青罐,瀝青溫拌劑量加入瀝青罐后,瀝青罐低速攪拌約2小時(shí)后,即可完成溫拌瀝青制備。在連續(xù)生產(chǎn)或者大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),需要配備兩個(gè)以上有攪拌裝置的瀝青儲(chǔ)罐;
2)在瀝青儲(chǔ)罐沒有配備攪拌裝置的情況下,應(yīng)至少需要騰空兩個(gè)瀝青儲(chǔ)存罐,先將瀝青溫拌劑隨瀝青添加入其中一個(gè)瀝青罐后,通過泵送裝置將該罐中瀝青全部導(dǎo)入另一瀝青空罐中,即完成一次循環(huán),依此往復(fù)至少3次以上循環(huán)以保證瀝青溫拌劑與瀝青充分混溶.
溫拌瀝青儲(chǔ)罐間循環(huán)混溶
4、溫拌瀝青使用注意事項(xiàng)
溫拌瀝青制備完成以后,應(yīng)盡量在兩周內(nèi)用完。如遇工程進(jìn)度延遲、天氣條件影響等情況無法及時(shí)用完時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低瀝青儲(chǔ)存溫度至130℃以下,下次生產(chǎn)前再升高瀝青溫度至生產(chǎn)所需溫度。