CN102733282A

CN102733282A - 亚热带抗车辙路面ac改性沥青混合料配比及施工工艺

Info

Publication number: CN102733282A
Application number: CN2012101861456A
Authority: CN
Inventors: 张宏斌; 郭宏坤; 王时根; 王新仁; 桂峰锐; 张先军
Original assignee: First Engineering Co Ltd of CTCE Group
Current assignee: First Engineering Co Ltd of CTCE Group
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，属于道桥工程技术领域，设计一种沥青路面的混合料的级配和施工工艺。抗车辙路面由基层、下面层、中面层、上面层构成，所述的中面层与上面层之间还铺设有碎石封层，所述中面层、上面层采用AC改进型改性沥青混合料，碎石封层采用橡胶改性沥青，同时采用相应的施工工艺进行施工。本发明较传统的柏油道路，具有很好的抗车辙性能，在中面层与下面层之间铺设有碎石封层，阻隔了水损害的影响。

Description

亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺

技术领域

本发明主要涉及道桥工程技术领域，尤其涉及一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺。

背景技术

车辙是影响道路使用寿命的主要原因。车辙的产生受以下因素的影响:路面材料、气候、合理的级配、集料的选择、沥青种类及用量、施工质量、车辆荷载等。在亚热带由于其特殊的气候条件对于普遍使用的柏油马路，极易产生车辙，渗水引起的坑槽。

大部分车辙成因都是属于混合料的失稳性流动造成的。库伦内摩擦理论分析沥青混合料在高温状态下失稳的条件：

τ≤c+σtgφ

τ-----外荷作用时在某一面上产生的剪应力

c------材料的粘聚力

σ----外荷产生的正应力

φ----材料的内摩阻角

因为在高温时候沥青胶结料的劲度模量肯定是会降低的。劲度模量是温度的函数，温度越高，劲度模量越小。在夏季，劲度模量降低，如不足以抵抗车辆的反复荷载作用，形变累积将产生很大的车辙。在冬天，劲度模量增大，应力松弛性能变弱，在温度骤降时将容易产生温度开裂。

车辙是沥青路面的顽疾，虽然研究已有20多年但是仍然没有根治。传统的方案主要是从提高材料性能入手。为提高沥青路面高温抗车辙能力，目前各国研究开发了不少改性材料，比如 EVA, PE, SBS, SBR、岩沥青等，但由于这类改性剂有些价格偏高(每吨上万元或几万元)，有些则与基质沥青的配伍性不好容易产生离析分层现象或者生产设备复杂等因素，最终无法大面积推广使用。

后来又从沥青混合料结构方面和试验方法上研究，比如骨架密实型SMA结构，对提高抗车辙能力很有效，但施工难度大，价格高。美国又推出了SUPERPAVE试验方法，后又推出GTM试验方法，促进混合料配合比设计水平上了一个台阶。对提高路面抗车辙能力起到了很好的作用。

大量实验表明，影响沥青路面车辙的主要因素有三方面:沥青混合料性能、级配和施工质量。沥青混合料性能的优劣直接影响到路面抗车辙能力；而级配控制着路面结构的受力强度和骨料嵌挤密度，游离沥青的数量，关系到路面粘弹性和路面抗剪能力；良好的施工质量是保证路用寿命的关键一步。

关于沥青路面高温车辙的成因、影响因素、以及防治对策的课题已开展了很多，中国ZL200910136261.5公开的《抗车辙路面RS2000改性沥青混合料配比及施工工艺》中提供了一种抗车辙路面的沥青混合料配及施工工艺，但是它是用于沥青路面的抗高温车辙，但是对于亚热带的气候却不能彻底解决因温度骤降带来的车辙问题，同时由于亚热带降水量大，不能阻隔水损害的影响。本发明从沥青、填料材料入手，通过采用SBS(I-D)改性沥青作为沥青混合料粘结，利用水泥代替部分填料，大大改善和提高沥青与石料的裹附性、粘结力和内摩阻力，达到提高沥青混合料的抗剪切强度的基础上采用适宜的级配和科学的现场施工，在混合料拌合到施工过程中实现沥青混合料的适度老化，提高混合料劲度模量，从而避免常规沥青路面铺筑完成之后路面交付使用过程中随着沥青老化过程中产生失稳性流动造成车辙从而提高沥青路面抗车辙能力。由于亚热带的气候条件，沥青适度老化后并不会影响到其低温性能。

发明内容

本发明目的是利用AC改进型改性沥青，提供一种改性沥青混合料的配比以及路面的施工工艺，设计了一种亚热带抗车辙路面。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，抗车辙路面由基层、下面层、中面层、上面层构成，所述的中面层与上面层之间还铺设有碎石封层，所述中面层、上面层采用AC改进型改性沥青混合料，碎石封层采用橡胶改性沥青，中面层配合比为9.5～19mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm：矿粉=40:31:4:22:3，最佳油石比为4.7%，其中9.5～19mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm为粗集料规格，0～2.36mm为细集料规格，上面层配合比为：9.5～16mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm:水泥:矿粉=33:32:7:25:1.5:1.5，最佳油石比为3.9%，其中9.5～16mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm为粗集料规格，0～2.36mm为细集料规格，最佳碎石封层沥青洒布量为1.2kg/m2，碎石撒布以覆盖沥青60%～80%；

路面施工工艺为：

（1）下承层采用常规方式施工；

（2）混合料拌合采用间歇式沥青拌合楼加工，其中集料、沥青加热温度范围分别为：200-220℃、165-175℃；

（3）混合料拌合时间为45～50秒，其中湿拌时间不少于40秒，混合料出机温度应不低于180℃；

（4）中面层摊铺时，温度不低于170℃，施工速度为2-3m/min；

（5）上面层摊铺时，温度不低于175℃，施工速度为1-2m/min；

（6）初压，温度不低于170℃℃，施工速度为2-3m/min；

（7）复压，温度不低于150℃，施工速度为3-4m/min；

（8）终压，温度不低于120℃，施工速度为4-6m/min。

中面层中的粗集料采用石灰岩反击式破碎集料，细集料采用石灰岩机制砂，矿粉为石灰岩经磨细加工得到。

上面层的粗集料为辉绿岩破碎集料，细集料采用石灰岩机制砂，矿粉为石灰岩或岩浆岩石料经磨细加工得到的填料，水泥为P·O 42.5水泥。

所述中面层采用AC改进型改性沥青混合料为AC-20改进型。

所述上面层采用AC改进型改性沥青混合料为AC-13改进型。

与已有技术相比，本发明有以下优点：

1、动稳定度能达到6000次/mm以上；

2、现场孔隙率小于6%；

3、在中面层与上面层之间还铺设有碎石封层，阻隔了水损害的影响。

具体实施方式

本实施例为广西六河高速公路项目施工，路面结构组成由上至下为:上面层4cm，中面层6cm，下面层8cm，其中中上面层采用本发明设计的方案。其施工流程如下:

1、混合料的拌制

(1)上面层矿料的选择:粗集料采用广西河池市大化产辉绿岩破碎集料；细集料采用河池市和顺采石场加工石灰岩机制砂；填料采用鱼峰水泥厂生产的石灰岩磨细矿粉；水泥采用广西鱼峰牌P·O 42.5水泥；沥青采用湖北国创牌 SBS类I-D改性沥青。级配比例9.5～16mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm机制砂:水泥:矿粉=33:32:7:25:1.5:1.5，油石比4.7%。

(2)中面层矿料的选择:粗集料采用粗集料采用河池市和顺采石场石灰岩；细集料采用河池市和顺采石场加工石灰岩机制砂；填料采用鱼峰水泥厂生产的石灰岩磨细矿粉；沥青采用湖北国创牌 SBS类I-D改性沥青。级配比例9.5～19mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm机制砂：矿粉=40:31:4:22:3，油石比3.9%。

(3)混合料拌合采用间歇式拌合楼加工，其中集料、沥青加热温度范围见表1。

表1 集料、沥青加热温度范围

序号	材料名称	加热温度/℃
			1	沥青	165～175
2	集料	200～220

(4)把规定数量的集料和沥青经计量后进行拌和，为了实现沥青的短期老化，混合料拌合时间为45秒，其中湿拌时间不少于40秒，混合料温度应不低于180℃。

(5)拌和机有储料仓设备，拌好的沥青混合料从拌和灌卸入提升小车，送入贮料仓中暂存，而后卸入运料汽车内。

(6)拌和好的沥青混合料进行跟踪质量抽检，检查集料级配、沥青含量等指标，经抽检，集料、沥青含量满足配合比设计的要求。

2、沥青混合料的运输

(1)沥青混合料的运输采用不少于15台20t自卸车运输，为了防止卸车困难，在车箱底部涂刷适量的油水(1: 3)混合物隔离剂。装料前，卡车底排干积水，每辆卡车都有一个帆布蓬和保温蓬布，其大小覆盖整个车箱，以保护混合料不受下雨或低温影响。

(2)施工前对全体驾驶员进行交底培训，装料时汽车按照前、后、中的顺序来回移动，成品字形装料，减轻混合料离析；运料汽车在摊铺机前10-30cm外停住，卸料过程中运料汽车挂空档，靠摊铺机推动前进，以确保摊铺层的平整度。

(3)施工过程中摊铺机前方有运料车在等候卸料，开始摊铺时在施工现场等候卸料的运料车不少于6辆，保证了连续摊铺。运料车每次卸料都将料斗清理干净，防止硬结。

3、混合料的摊铺

(1)摊铺中面层前，先喷洒乳化沥青粘层油，洒布量为0.4L/ m2；摊铺上面层前，先施工橡胶改性沥青碎石封层，洒布量沥青1.2 kg/m2,碎石洒布量。

(2)摊铺机就位并调整完毕后，首先做好摊铺机和熨平板的预热保温工作，熨平板的预热温度不低于110℃。采用两台摊铺机进行梯队作业，两幅之间30-60cm左右搭接，并躲开车道轮迹带，上下层搭接位置宜错开20cm以上。中面层摊铺速度为施工速度为2-3m/min；上面层摊铺速度为1-2m/min。为了保证路面平整度，依据规范要求缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。

(3) 摊铺机采用自动找平方式，平衡梁式摊铺厚度控制方式。

(4) 与路缘石接触面上均匀涂上一薄层粘层用乳化沥青，然后紧靠着这些接触面摊铺沥青混合料。

(5) 摊铺过程中随时检查摊铺厚度及路拱、横坡，并根据沥青路面质量过程控制及总量检验方法由使用的沥青总量与面积检验平均厚度。摊铺时，摊铺厚度应为设计厚度乘以松铺系数1.25。

(6) 在铺筑过程中，料斗进料口完全打开，摊铺机螺旋送料器不停地转动，速度均衡，并保持有不少于送料器高度2/3的混合料，保证在摊铺机全宽度断面上不发生离析。

4、混合料的碾压

(1)初压

初压采用XP302轮胎压路机搓揉1遍,XP261轮胎压路机搓揉1遍，初压紧跟摊铺机后进行，碾压速度不大于3km/h，碾压温度不低于170℃，在碾压过程中，压路机靠着路缘石碾压，保证边部密实，且防止路缘石破坏。碾压时应将驱动轮面向摊铺机。碾压路线及碾压方向不应突然改变而导致混合料产生推移。压路机起动、停止必须减速缓慢进行。

（2)复压

复压紧跟在初压后开始，连续进行。采用DD130前强振后静压1遍,XP302轮胎压路机搓揉1遍,DD130前强振后静压1遍,XP261轮胎压路机搓揉1遍,DD130前强振后静压1遍,碾压段的长度50~60m碾压速度为3.5km/h,经检验，达到了要求的压实度，并且无显著轮迹。

(3)终压

终压紧跟在复压后进行,采用SW900钢轮压路机在关闭振动时进行终压，碾压1遍，速度为5.5km/m，以消除轮迹，提高平整度。路面压实终了温度不低于120℃。

Claims

1.一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，抗车辙路面由基层、下面层、中面层、上面层构成，其特征在于：所述的中面层与上面层之间还铺设有碎石封层，所述中面层、上面层采用AC改进型改性沥青混合料，碎石封层采用橡胶改性沥青，中面层配合比为9.5～19mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm：矿粉=40:31:4:22:3，最佳油石比为4.7%，其中9.5～19mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm为粗集料规格，0～2.36mm为细集料规格，上面层配合比为：9.5～16mm:4.75～9.5mm:2.36～4.75mm:0～2.36mm:水泥:矿粉=33:32:7:25:1.5:1.5，最佳油石比为3.9%，其中9.5～16mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm为粗集料规格，0～2.36mm为细集料规格，最佳碎石封层沥青洒布量为1.2kg/m2，碎石撒布以覆盖沥青60%～80%；

路面施工工艺为：

（1）下承层采用常规方式施工；

（4）中面层摊铺时，温度不低于170℃，施工速度为2-3m/min；

（5）上面层摊铺时，温度不低于175℃，施工速度为1-2m/min；

（6）初压，温度不低于170℃℃，施工速度为2-3m/min；

（7）复压，温度不低于150℃，施工速度为3-4m/min；

（8）终压，温度不低于120℃，施工速度为4-6m/min。

2.根据权利要求1所述的一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，其特征在于：中面层中的粗集料采用石灰岩反击式破碎集料，细集料采用石灰岩机制砂，矿粉为石灰岩经磨细加工得到。

3.根据权利要求1所述的一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，其特征在于：上面层的粗集料为辉绿岩破碎集料，细集料采用石灰岩机制砂，矿粉为石灰岩或岩浆岩石料经磨细加工得到的填料，水泥为P·O 42.5水泥。

4.根据权利要求1所述的一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，其特征在于：所述中面层采用的AC改进型改性沥青混合料为AC-20改进型。

5.根据权利要求1所述的一种亚热带抗车辙路面AC改性沥青混合料配比及施工工艺，其特征在于：所述上面层采用的AC改进型改性沥青混合料为AC-13改进型。