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瀝青混凝土路面冬季低溫施工措施

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瀝青混凝土路面冬季低溫施工措施

發布日期:2016-08-02 00:00 來源:http://www.lbnyl.co 點擊:

一、瀝青混合料強度形成機理及施工溫度場

瀝青混合料的強度機理 :瀝青混合料的強度由兩部分組成,一是礦料之間的嵌擠力與內摩阻力,它們取決于礦料的尺寸均勻度、顆粒形狀及表面粗糙度,立方狀、顆粒均勻、有棱角、表面粗糙的礦料所組成的混合料具有較大的內摩阻力;相反,瀝青的粘度對混合料內摩阻力影響極小。二是混合料之間的粘結力,其影響因素有:瀝青與礦料的性質、瀝青用量及礦料的比表面積,混合料壓實密實度。而低溫施工易造成混合料壓實度不足,粘結力低,影響瀝青混合料的強度,表現為通車初期產生的車轍現象,且由于空隙率大,混合料經雨水浸泡,易形成松散、坑槽破壞。

瀝青商品混凝土路面施工溫度場的影響:試驗研究表明,攤鋪時熱拌瀝青混合料的熱量既向空中傳遞又向路面以下傳遞。向上使混合料表面5cm、15cm、30cm高度處空氣溫度在0~9min內緩慢上升,12min后開始下降,而50cm、80cm高度處攤鋪前后變化不大,其效果是在混合料表面附近的空氣中形成較高溫度屏蔽區域,保護了熱拌混合料熱量的更多損失;熱量向下傳遞的方式使得瀝青混合料的溫度在15min內急劇下降,而下承層的溫度急劇上升,15min后各層溫度趨于平緩,1h左右后趨于相等。雖然瀝青混合料損失了一部分熱量,但給下層的路面進行了一定的加熱,有助于上下層的聯結。通過觀測發現,瀝青路面攤鋪時瀝青混合料及周圍溫度的分布與瀝青混合料的初始溫度、天氣、風力等因素有關。

二、冬季施工所面臨的主要問題

1、瀝青混合料溫度下降快,產生廢料的比例較大

由于冬季溫度低,熱拌瀝青混合料與環境溫度溫差較大,易導致瀝青混合料的溫度下降得過快,可碾壓的時間很短,混合料的溫度很容易就滿足不了施工要求,易產生廢料。

2、壓實度難保證,質量控制困難

由于溫度下降快,瀝青粘度增大,瀝青混合料和易性變差,此時,所需的壓實功將增大,路面壓實度較難達到,質量也就難以保證。

三、針對冬季低溫施工采取了以下措施

鑒于項目的特殊性,必須在冬季搶工,采取了以下幾種措施,并切實保證了路面的最終質量。

(一)施工工藝的控制

1、施工準備

(1) 提高對冬季施工質量的重視程度,全面落實各級質量管理責任制。

(2) 嚴格按設計和國家有關施工及驗收規范進行檢查,加強組織、協調工作。

(3) 加強工地現場與瀝青拌和站聯系,專人指揮,統一調度,做到定量、定時、定車組織供應,及時供料。

(4) 現場各種機械設備齊全且須有備用設備。

(5) 面層施工前對基層進行檢查,確保基層符合質量要求,并要求攤鋪前對下承層進行覆蓋保溫、防潮,做到其表面干燥、無結凍。

2、施工時間控制

(1)密切關注天氣情況,把握好施工時間,大風、雨、雪天氣不得進行熱拌瀝青混合料路面施工。

(2)攤鋪時選擇風力不超過4級的晴朗天氣,嚴格禁止夜間施工。攤鋪時間安排在上午9點至下午4點進行,做到快卸料、快攤鋪、快碾壓。

3、溫度控制

(1)安排專人負責瀝青混合料溫度檢測。

(2)適當提高瀝青混合料出廠溫度,適當提高混合料拌和、運輸、攤鋪、碾壓溫度5℃~10℃,具體見表1。

(3)采取提高施工溫度的方式,雖然在一定程度上能改善混合料的壓實度,但是其具有以下缺點:

(a)瀝青加熱溫度或混合料拌和溫度過高,瀝青老化現象將明顯,影響瀝青及瀝青混合料的質量;

(b)溫度不易控制,相關資料表明,混合料溫度越高,其溫度下降的速率越大。

4、適當增加機械設備的數量

適當增加碾壓設備,根據拌和站的產量和攤鋪機的攤鋪速度確定壓路機的數量,在此基礎上再增加2臺壓路機,盡量保持連續攤鋪作業,強調“緊跟”攤鋪機進行碾壓。應選擇合適的攤鋪機夯錘的振幅、振頻,使初始壓實度達到85%以上。鋼輪壓路機做到隨攤隨壓并且減少噴水量,膠輪壓路機不停歇,不間斷碾壓且跟緊鋼輪壓路機 對路邊緣等局部地區采用振動夯板壓實。對檢查井邊緣區域采用振動夯板補充壓實。

5、 適當增加油石比,增加拌和時間及最佳瀝青用量(約0.1%)。

此外,運輸過程中注意保溫處理,運料車必須采取雙層棉氈覆蓋措施;盡量采用大型運輸車;攤鋪機開工前應提前0.5~1.0h預熱熨平板至不低于100℃。

(二)采用SAK溫拌瀝青添加劑改善混合料施工和易性,提高壓實度

1、由于采用直接升高施工溫度的方法對混合料性能會產生不利影響,因此,采用SAK溫拌瀝青添加劑來保證低溫環境下瀝青商品混凝土的壓實度。熱瀝青混合料的施工溫度按照冬季施工時的溫度進行控制(以不發生推移作為控制開始碾壓溫度),通過采用SAK溫拌瀝青添加劑的方式使混合料即使在較低溫度下仍然能夠較輕易的壓實。通常情況下,瀝青混合料的有效的碾壓時間只有10~15min,超過這個時間段,就很難保證壓實度,而采用SAK溫拌瀝青添加劑后,能延長可碾壓密實時間,為施工爭取了寶貴的時間。因為SAK能夠降低瀝青膠結料的高溫粘度,提高瀝青混合料的和易性,使混合料在較低溫度下也不需要額外增加壓實功,壓實效果較好。 此外,當氣溫低于5℃,鋪裝層之間透層或粘層油的采用最好不要采用乳化瀝青,因為乳化瀝青破乳困難,可以選用70#瀝青油作粘層、透層,保證瀝青商品混凝土路面與下承層的結合,防止因層間粘結不好導致的推移、擁包等病害的產生。

2、SAK溫拌瀝青添加劑用于冬季瀝青商品混凝土的施工

目前常用SAK溫拌瀝青添加劑用于瀝青混合料中,添加量為瀝青質量的3%左右;其在改善施工和易性的同時,可提高瀝青混合料的路用性能,且添加工藝簡單,無需增添特殊設備,不會增加額外的加工成本。

溫拌瀝青混合料拌和溫度一般為110~130 ℃(針對普通瀝青而言,改性瀝青的拌和溫度還需要提高一些)。現在采用冬季施工時的溫度,提高有效碾壓時間。

溫拌瀝青主要是通過表面活性劑法來實現的,基于表面活性劑法的溫拌瀝青混合料在基本不改變瀝青混合料材料配比和施工工藝。

溫拌瀝青混合料完全能達到相應熱拌瀝青混合料的性能,部分指標還有所提高,同時還具在較低溫度下仍有良好壓實性能等特點。溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料一樣,適用于路面工程的各瀝青結構層,尤其適用于:早春、秋末及初冬施工環境溫度較低時的工程。

3、對添加了3%SAK溫拌瀝青添加劑的瀝青及混合料進行試驗室測試,以及對攤鋪、碾壓過程中的狀況進行研究分析,得出結論如下:

(1)SAK可降低瀝青混合料的135℃運動粘度,以提高施工和易性,同時可提高瀝青60℃的粘度,改善瀝青對集料的粘附性,提高混合料的抗水損害性能。

(2) 可以使瀝青混合料具有更多的攤鋪和碾壓時間,使混合料在冬季或夜間溫度較低的時段內能夠順利攤鋪;冬季施工,能較大的延長有效壓實時間,為施工爭取了寶貴的時間。

(3) 可以使瀝青混合料具有優越的壓實性能,包括SMA等難壓實的混合料被輕易壓實。

(4)SAK具有一定的改性作用,可至少提高瀝青高溫性能一個等級,而不影響其低溫性能。

(5) SAK是一種不含水的溫拌添加劑,可以使瀝青混合料具有較好的路用性能,提高了混合料的高溫抗車轍能力、抗水損害能力和抗老化能力等。


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