qAAA瀝青路面冬季施工技術(shù)及應(yīng)用(修改)

1、瀝青路面冬季施工技術(shù)及應(yīng)用 技術(shù)背景 城市道路工程建設(shè)工期較短，一旦路面瀝青混凝土鋪筑工期推至冬季，按照規(guī)范規(guī)定：冬期瀝青混凝土面層嚴(yán)禁施冬期瀝青混凝土面層嚴(yán)禁施工工，則至少將工期推后4個(gè)月以上，將對(duì)后續(xù)工程造成影響，如市政高架橋道路一旦不能如期通車，則會(huì)嚴(yán)重影響后續(xù)工程施工；因此若能在冬期低溫條件下進(jìn)行道路瀝青路面施工，盡快實(shí)現(xiàn)通車，將創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。 近年來(lái)，按照我國(guó)節(jié)能減排的要求，正在推廣路面瀝青混凝土“溫拌技術(shù)”，以降低能耗、減少污染物排放；在鄭州市隴海路快速通道項(xiàng)目，引進(jìn)“溫拌技術(shù)”，將其逆向應(yīng)用于冬期瀝青路面混凝土施工，這就是冬期瀝青混凝土“熱拌溫壓”施工技術(shù)。jtg f

2、40-2004對(duì)于施工溫度要求鄭州基本氣候情況（2011.112014.04）11月12月1月2月3月4月平均溫度（）9.162.351.742.7210.7817.55平均最高溫度（）13.426.647.636.4119.4523.04極端最高溫度（）20.0016.0015.0016.0027.0030.00平均最低溫度（）4.90-1.94-2.14-0.975.5112.06極端最低溫度（）-2.00-7.00-8.00-7.00-1.002.00降水天數(shù)（日）6.330.670.671.004.675.67冬季為每年11月15日至次年的2月底，長(zhǎng)達(dá)105天。按照上述近3年氣溫統(tǒng)計(jì)，

3、全年將有約4個(gè)月平均氣溫低于10，不滿足規(guī)范中要求的瀝青路面施工溫度，而這4個(gè)月恰恰是少雨干燥，如能突破溫度的制約則可顯著延長(zhǎng)施工季節(jié)，顯著提升市政道路施工的計(jì)劃性和可協(xié)調(diào)性，顯著提升對(duì)于時(shí)間這一最為稀缺資源的節(jié)約化利用率。鄭州冬季環(huán)境溫度粘度對(duì)于混合料可壓實(shí)性影響在相同級(jí)配混合料下，隨碾壓溫度升高空隙率逐漸降低，當(dāng)基質(zhì)瀝青混合料碾壓溫度達(dá)到150時(shí)，空隙率降到最小，混合料試件密度達(dá)到最大?；|(zhì)瀝青混合料的攤鋪溫度應(yīng)在140165之間，開始碾壓時(shí)的溫度為120150；改性瀝青混合料的攤鋪溫度應(yīng)在160180，開始碾壓時(shí)溫度為155170。料溫對(duì)于混合料可壓實(shí)性影響溫拌劑延長(zhǎng)可碾壓溫度區(qū)間與時(shí)間

4、氣溫：-3；下臥層溫度：0；高架風(fēng)力：34級(jí)級(jí)添加溫拌劑后瀝青混合料的降溫速度明顯降低，在攤鋪后35min依然高于100；未添加溫拌劑的瀝青混合料降溫速度較快，在攤鋪后20min左右即低于100。溫拌劑能夠明顯降低瀝青混合料在同樣環(huán)境下的降溫拌劑能夠明顯降低瀝青混合料在同樣環(huán)境下的降溫速度，延長(zhǎng)碾壓工序的時(shí)間。溫速度，延長(zhǎng)碾壓工序的時(shí)間。溫拌與熱拌瀝青混合料壓實(shí)比較pavecool是用于模擬在不同氣象條件下瀝青混合料降溫規(guī)律的軟件。長(zhǎng)安大學(xué)，劉建勛，博士論文溫拌瀝青混合料施工關(guān)鍵技術(shù)研究中，“通過(guò)實(shí)測(cè)不同施工環(huán)境中溫拌瀝青混合料在各個(gè)時(shí)刻的表面溫度和內(nèi)部溫度,驗(yàn)證了pavecool軟件預(yù)測(cè)瀝青

5、混合料降溫特性的準(zhǔn)確性”。pavecool軟件模擬pavecool軟件模擬鄭州3年來(lái)最低環(huán)境溫度-8，路表溫度暫定為-3，風(fēng)力2級(jí)（風(fēng)速8km/h），晴朗天氣，下面層為ac，攤鋪的面層材料為改性ac-13，攤鋪厚度4cm，攤鋪溫度165，降溫曲線如左圖。pavecool軟件模擬壓路機(jī)類型初壓復(fù)壓終壓速度（km/h）遍數(shù)速度（km/h）遍數(shù)速度（km/h）遍數(shù)鋼輪壓路機(jī)23靜0.5遍23振2.5遍36靜23遍輪胎壓路機(jī)354遍按路面寬度14m，2臺(tái)11噸鋼輪壓路機(jī)，每臺(tái)負(fù)責(zé)7m寬度。壓路機(jī)輪寬1.9m，每次碾壓重疊20cm，也就是說(shuō)每臺(tái)壓路機(jī)需要走來(lái)回4遍可以碾壓完7m的寬度。鋼輪壓路機(jī)初壓與復(fù)

6、壓是3遍，也就是總共走12遍，24來(lái)回。按2km/h計(jì)算，即0.56m/s，9分鐘碾壓302m，24來(lái)回碾壓段落為12.6m；16分鐘碾壓537m，24個(gè)來(lái)回碾壓段落為22.4m。ac路面壓實(shí)工藝pavecool軟件模擬pavecool軟件模擬添加了溫拌劑后：添加了溫拌劑后：如果超過(guò)如果超過(guò)3級(jí)風(fēng)，環(huán)境溫度低于級(jí)風(fēng)，環(huán)境溫度低于0就不適宜施工；就不適宜施工；23級(jí)風(fēng)，環(huán)境溫度在級(jí)風(fēng)，環(huán)境溫度在-5以上可以施工；以上可以施工；1級(jí)風(fēng)的時(shí)候，可以在級(jí)風(fēng)的時(shí)候，可以在-10條件下施工。條件下施工。風(fēng)力分級(jí)熱拌溫壓技術(shù)可以減緩混合料的降溫速度，降低混熱拌溫壓技術(shù)可以減緩混合料的降溫速度，降低混合料的最

7、低碾壓溫度。合料的最低碾壓溫度。熱拌溫壓技術(shù)熱拌溫壓技術(shù)可以增加混合料的有效壓實(shí)時(shí)間，從可以增加混合料的有效壓實(shí)時(shí)間，從而保證壓實(shí)度達(dá)到與熱拌瀝青混合料同樣的水平而保證壓實(shí)度達(dá)到與熱拌瀝青混合料同樣的水平。在環(huán)境溫度較低的情況下，在環(huán)境溫度較低的情況下，使用溫拌劑，應(yīng)用熱拌使用溫拌劑，應(yīng)用熱拌溫壓技術(shù)，可以溫壓技術(shù)，可以達(dá)到與常溫下熱拌瀝青混合料同樣達(dá)到與常溫下熱拌瀝青混合料同樣的的壓實(shí)壓實(shí)效果效果。后續(xù)問(wèn)題后續(xù)問(wèn)題1、溫拌劑的應(yīng)用方法及用量？、溫拌劑的應(yīng)用方法及用量？2、溫拌劑的應(yīng)用效果對(duì)瀝青混合料的性、溫拌劑的應(yīng)用效果對(duì)瀝青混合料的性能影響？能影響？熱拌溫壓的實(shí)現(xiàn)基于乳化平臺(tái)的溫拌法(ev

8、otherm) ，共有兩代產(chǎn)品，第一代產(chǎn)品類似于高固含量的乳化瀝青，第二代產(chǎn)品為一種乳狀添加劑，不再制備乳化瀝青，溫拌劑改由濃縮液模式與熱瀝青同時(shí)添加，并完成拌合。(evotherm)乳化溫拌法evotherm目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)逐步推廣，優(yōu)勢(shì)如下：不對(duì)瀝青性能產(chǎn)生負(fù)面影響經(jīng)檢測(cè)，evotherm添加前后，所有瀝青指標(biāo)均未有超過(guò)2%的變化。形成水潤(rùn)膜不降低瀝青粘度的情況下，使瀝青混合料在拌合、攤鋪、碾壓時(shí)瀝青牽制力減小，達(dá)到溫拌效果。不足之處：溫拌劑中還有水分，拌合時(shí)水汽的蒸發(fā)會(huì)帶走部分熱量，因此從節(jié)能效果上不如sasobit；溫拌劑添加需要對(duì)拌和樓設(shè)備進(jìn)行改造。不降低粘度，因此該技術(shù)對(duì)于瀝青混合料

9、冬季施工幫助不大。很難直接用瀝青作評(píng)價(jià)。evotherm優(yōu)勢(shì)及缺陷 往瀝青或?yàn)r青混合料中添加以有機(jī)蠟類為主的化學(xué)產(chǎn)品，產(chǎn)品的熔點(diǎn)通常高于基質(zhì)瀝青，可以提高瀝青在60時(shí)的粘度，降低瀝青在135時(shí)的粘度。設(shè)備簡(jiǎn)單無(wú)需輔助設(shè)備成本低有機(jī)溫拌法 sasowma溫拌瀝青改性劑(也有稱為sasobit)，作為溫拌瀝青混合料專用改性劑，由南非sasol wax生產(chǎn)。 一種聚烯烴類有機(jī)添加劑（合成高分子蠟），分子鏈長(zhǎng)度約為40115個(gè)碳原子范圍。加入100以上瀝青，融化迅速，穩(wěn)定分散。能夠顯著起到降低瀝青粘度的作用。有機(jī)溫拌法sasobit目前國(guó)外應(yīng)用較多，國(guó)內(nèi)則應(yīng)用較少，其優(yōu)勢(shì)如下：添加方便可以類似于直投式

10、瀝青改性劑，直接投入拌缸；也可以事先制備溫拌瀝青。降粘溫拌效果較好顯著降低（改性）瀝青粘度，實(shí)現(xiàn)溫拌。不足之處：經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)，sasobit對(duì)瀝青的抗裂性能具有較大負(fù)面影響。sasobit優(yōu)勢(shì)及缺陷基質(zhì)瀝青對(duì)比基質(zhì)瀝青對(duì)比針入度針入度25（0.1mm）軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)（）延度延度10（cm）135粘度粘度（mpas）殼牌70#瀝青70.348.0520.07460.0 +10%evotherm溫拌劑68.845.2127.15468.0 +10%evotherm溫拌劑（150烘箱保溫1h后）65.247.6224.72471.0 +3%sasobit47.369.7512.05365.0 +4%sa

11、sobit54.161.056.41457.5 殼牌70#瀝青于135下制樣；添加溫拌劑后按要求攪拌均勻，于110左右制樣檢驗(yàn)。sasobit與evotherm對(duì)比改性瀝青對(duì)比改性瀝青對(duì)比針入度針入度25（0.1mm）軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)（）延度延度5（cm）135粘度粘度（mpas）sbs改性瀝青（i-d）55.689.728.132225 +10%evotherm溫拌劑54.679.431.422450 +10%evotherm溫拌劑（150烘箱保溫1h后）51.287.226.182412 +3%sasobit45.290.413.951875 +4%sasobit50.489.83.57203

12、7 sbs改性瀝青于175下制樣；添加溫拌劑后按要求攪拌均勻，于145左右制樣檢驗(yàn)。sasobit與evotherm對(duì)比sasobit溫拌劑對(duì)瀝青結(jié)合料低溫性能具有極大影響；evotherm溫拌劑中含有水分，對(duì)瀝青結(jié)合料的軟化點(diǎn)具有一定影響，但在一定時(shí)間保溫后，隨著水分蒸發(fā)，軟化點(diǎn)會(huì)逐步提升；evotherm溫拌劑對(duì)施工時(shí)瀝青粘度沒(méi)有明顯的降低，有機(jī)添加劑則降低施工時(shí)瀝青粘度。sasobit與evotherm對(duì)比瀝延溫拌劑是一種有機(jī)復(fù)合溫拌劑。往瀝青或?yàn)r青混合料中添加以有機(jī)蠟類為主的化學(xué)產(chǎn)品，產(chǎn)品的熔點(diǎn)通常高于基質(zhì)瀝青，可以提高瀝青在60時(shí)的粘度，降低瀝青在135時(shí)的粘度。在低溫環(huán)境下施工達(dá)到

13、以下效果：降低瀝青施工溫度下的粘度；增加瀝青混合料的可碾壓溫度區(qū)間；保證充分的壓實(shí)時(shí)間，達(dá)到路面壓實(shí)度要求。復(fù)合型有機(jī)溫拌技術(shù)瀝延溫拌劑降低施工狀態(tài)下的瀝青粘度，改善瀝青混合料施工特性；對(duì)瀝青及瀝青混合料的路用性能無(wú)負(fù)面影響；對(duì)瀝青混合料的級(jí)配、瀝青廣泛適用性；使用方便，無(wú)需對(duì)生產(chǎn)設(shè)備做大規(guī)模改造。瀝延溫拌劑降低施工條件下的粘度降低施工條件下的粘度溫拌劑添加量混合料類型：ac-13c拌合溫度擊實(shí)溫度空隙率%基質(zhì)瀝青熱拌熱壓1651403.1884%溫拌劑熱拌熱壓1651402.9174%溫拌劑溫拌溫壓1351103.300無(wú)溫拌劑溫拌溫壓1351105.922改性瀝青熱拌熱壓1801603.6

14、204%溫拌劑熱拌熱壓1801603.1324%溫拌劑溫拌溫壓1501303.851無(wú)溫拌劑溫拌溫壓1501304.871壓實(shí)效果影響混合料類型：ac-13c拌和溫度（）成型溫度（）車轍深度（mm）動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）未加溫拌劑基質(zhì)瀝青熱拌1651404.1511869未加溫拌劑基質(zhì)瀝青溫拌1351108.7292304%溫拌劑+基質(zhì)瀝青熱拌1651402.07730124%溫拌劑+基質(zhì)瀝青溫拌1351102.1422987未加溫拌劑sbs改性瀝青熱拌1801602.7435371未加溫拌劑sbs改性瀝青溫拌1501306.64716564%溫拌劑+sbs改性瀝青熱拌1801601.90168

15、374%溫拌劑+sbs改性瀝青溫拌1501302.0416674抗車轍性能抗車轍性能混合料類型：ac-13c拌和溫度成型溫度破壞強(qiáng)度mpa破壞應(yīng)變未加溫拌劑基質(zhì)瀝青熱拌1651408.6012284.584%溫拌劑+基質(zhì)瀝青溫拌13511010.4442486.57未加溫拌劑sbs改性瀝青熱拌18016013.8622690.83 4%溫拌劑+sbs改性瀝青溫拌15013014.0222889.60 3%sasobit+sbs改性瀝青溫拌15013019.1361715.57 10%evotherm+sbs改性瀝青溫拌16013013.4752723.11 低溫抗裂性能（與sasobit、ev

16、otherm比較）低溫抗裂性能低溫凍斷試驗(yàn)對(duì)比。ac-13改性改性破壞溫度破壞溫度最大拉力最大拉力破壞荷載破壞荷載熱拌-29.58.14kn5.09mpa瀝延溫拌瀝延溫拌-30.18.12kn5.07mpa序號(hào)混合料類型拌和溫度成型溫度基準(zhǔn)劈裂強(qiáng)度mpa凍融劈裂強(qiáng)度mpatsr%a基質(zhì)瀝青熱拌1651400.850.6475.3b基質(zhì)瀝青溫拌1351100.890.7483.1dsbs改性熱拌1801601.210.9780.2esbs改性溫拌1501301.100.9485.5-1816h；6024h；252h抗水損害性能直接投放式使用方案 增加保溫措施，提高初始碾壓溫度增加保溫措施，提高初

17、始碾壓溫度1、提高出料溫度將瀝青混合料出料溫度提高至接近上限，改性瀝青混合料1855出料，基質(zhì)瀝青混合料1655出料。2、增加運(yùn)輸車輛、壓實(shí)設(shè)備的保溫措施運(yùn)輸車輛在邊欄與底板上加裝石棉保溫層，瀝青混合料上方全覆蓋雙層帆布或棉被，在攤鋪前不得取下。盡量使用大噸位的運(yùn)輸車輛也有助于保持混合料溫度。保證壓實(shí)度的措施改性瀝青混合料拌和流程上述拌和流程可能會(huì)根據(jù)拌和樓情況與試驗(yàn)段實(shí)施情況作調(diào)整。濕拌濕拌40s集料熱篩進(jìn)入拌鍋集料熱篩進(jìn)入拌鍋溫拌劑投放溫拌劑投放180190加入礦粉加入礦粉干拌干拌8s卸料卸料外觀檢查外觀檢查規(guī)格集料加熱規(guī)格集料加熱瀝青瀝青180190裝車、溫度檢測(cè)裝車、溫度檢測(cè)廢料廢料不

18、符合要求不符合要求運(yùn)輸出廠運(yùn)輸出廠成品料成品料增加保溫措施，提高初始碾壓溫度增加保溫措施，提高初始碾壓溫度3、協(xié)調(diào)生產(chǎn)與施工進(jìn)度應(yīng)盡量協(xié)調(diào)好生產(chǎn)與施工的速度與進(jìn)度，縮短瀝青混合料出料后至攤鋪的中間運(yùn)輸?shù)却龝r(shí)間，減少運(yùn)輸過(guò)程中的溫度損失。保證壓實(shí)度的措施減少施工過(guò)程中降溫減少施工過(guò)程中降溫1、保證攤鋪機(jī)預(yù)熱效果在攤鋪前，攤鋪機(jī)熨平板應(yīng)預(yù)熱至100以上。攤鋪過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)拌和樓產(chǎn)量合理調(diào)整攤鋪速度，盡量不停機(jī)等料。應(yīng)合理規(guī)劃攤鋪路線，減少冷接縫。保證壓實(shí)度的措施減少施工過(guò)程中降溫減少施工過(guò)程中降溫2、適當(dāng)?shù)臄備佀俣葢?yīng)根據(jù)拌和樓產(chǎn)量與瀝青混合料布料均勻程度，合理地在2.5m/min4m/min中選擇

19、攤鋪速度，應(yīng)保證布料均勻，不離析，不等料的情況下，適當(dāng)?shù)靥岣邤備佀俣?，已提供壓路機(jī)合適的碾壓工作面。保證壓實(shí)度的措施ac-13c、ac-16c的冬季施工碾壓方案上述碾壓方案可能會(huì)根據(jù)氣溫情況與試驗(yàn)段實(shí)施情況作調(diào)整。壓路機(jī)類壓路機(jī)類型型初壓初壓復(fù)壓復(fù)壓終壓終壓速度速度（km/h）遍數(shù)遍數(shù)速度速度（km/h）遍數(shù)遍數(shù)速度速度（km/h）遍數(shù)遍數(shù)11t雙鋼輪雙鋼輪23靜靜0.5遍遍23振振2.5遍遍26t輪胎輪胎3524遍遍13t雙鋼輪雙鋼輪362遍遍上圖：為瀝青混凝土攤鋪。下圖：為攤鋪溫度檢測(cè)。減少施工過(guò)程中降溫減少施工過(guò)程中降溫3、減少壓路機(jī)灑水量、對(duì)壓實(shí)設(shè)備采取擋風(fēng)措施壓路機(jī)可減少灑水量，以不

20、粘輪為度，減少溫度損失?；蛘呖芍苯右?guī)定前進(jìn)時(shí)灑水，后退時(shí)關(guān)閉灑水。膠輪碾噴灑或涂刷含有菜籽油和隔離劑的水溶液，以減少瀝青混合料的溫度損失。鋼輪碾采取棉帆布棚擋風(fēng)，減少因風(fēng)散熱帶走溫度，減慢瀝青混合料的溫度損失。保證壓實(shí)度的措施上圖：為上面層瀝青混凝土覆蓋碾壓。下圖：為下面層瀝青混凝土覆蓋碾壓。提高有效壓實(shí)功提高有效壓實(shí)功1、提高攤鋪機(jī)本身的壓實(shí)效果2、壓路機(jī)盡量緊跟碾壓壓路機(jī)應(yīng)盡量緊跟碾壓，縮短工作面長(zhǎng)度，盡量在高溫狀態(tài)下碾壓，提高壓實(shí)度。對(duì)于ac級(jí)配路面，由于需要膠輪壓路機(jī)碾壓，可適當(dāng)提前膠輪壓路機(jī)的碾壓時(shí)機(jī)，但要注意膠輪輪胎溫度較低時(shí)應(yīng)防止粘輪。保證壓實(shí)度的措施上圖：為膠輪碾終壓。下圖：為壓實(shí)成形橋面瀝青。提高