CN115162092A - 一种超粘磨耗层施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于道路施工技术领域,尤其是一种超粘磨耗层施工工艺,包括S1、准备施工设备及材料;S2、通过试验测定改性乳化沥青、纤维、集料、添加剂材料的应用种类及其用量;S3、施工前准备工作;S4、施工当日对路面进行清扫并设置施工提示标志,同时对材料以及设备的就绪进行确定,保证施工无误;S5、先在一段路面上进行一次试验路施工作业,并根据效果对施工各参数进行调整;本发明中的超粘磨耗层具有高磨耗性、高黏附性、高防水性、高度应力吸收和应力扩散能力,有效地提高了磨耗层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度,能显著提升路面抗滑能力,同时该连续施工工艺极大地缩短了沥青道路养护的时间。
Description
技术领域
本发明涉及道路施工技术领域,尤其涉及一种超粘磨耗层施工工艺。
背景技术
近些年来,随着我国道路交通事业的高速发展,重交通和重载现象日趋严重,沥青路面的各种表面功能都衰减很快,直接影响到汽车的行驶安全和舒适性。为此,如何改善已建高等级公路的使用功能是公路养护的普遍关注的问题之一。采用薄层沥青混合料罩面是一种延长路面寿命、改善行驶质量、校正表面缺陷、提高安全特性(包括提高抗滑与排水)、减小噪音、增加路面强度等路面功能的有效措施。目前这项技术已在国内外得到了较为广泛的关注。
超粘磨耗层技术是在结合微表处和超薄磨耗层技术的基础上开发的第三代冷拌冷铺类养护技术。采用超粘磨耗层核心设备同时喷洒乳化沥青粘结料、摊铺拌合玻璃纤维的超粘磨耗冷拌混合料,经碾压后形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新型道路养护和建设施工技术,能有效延缓沥青道路低温收缩裂缝的产生和发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种超粘磨耗层施工工艺。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种超粘磨耗层施工工艺,包括以下步骤:
S1、准备施工设备及材料;
S2、通过试验测定改性乳化沥青、纤维、集料、添加剂材料的应用种类及其用量;
S3、施工前准备工作:
S31、对道路进行初步勘查,并通过试验制定施工配方;
S32、对道路进行预处理,同时做好配套工作,如配套设备的组织协调工作、原材料的供给、交通的阻断、开放及车辆限速等工作;
S33、施工前对天气的变化进行判断,选择适合的天气确定开工的时间;
S34、严格要求组织好施工队伍,明确人员分工,对施工人员应先进行培训,并就设计和施工要求、施工工期、质量标准、安全操作等规程向施工人员详细交底;
S35、对各设备进行检修,确保质量的有效控制;
S4、施工当日对路面进行清扫并设置施工提示标志,同时对材料以及设备的就绪进行确定,保证施工无误;
S5、先在一段路面上进行一次试验路施工作业,并根据效果对施工各参数进行调整,直到达到预期效果后,再进行连续长距离的施工,在施工过程中,随时根据情况做出相应的响应,确保施工按设计要求进行;
S6、施工结束完成后,可全面开放交通,车辆交通基本不受路面施工影响;但须对来往车辆进行限速,设立标志或派人把守,使过往车辆车速限制在40公里以下;
S7、最后对施工设备按保养技术要求马上实施保养维护,包括沥青管路清洗、设备除尘等操作。
优选的,所述步骤S2中的改性乳化沥青包括:
拌和用改性乳化沥青:必须选择慢裂快凝型改性乳化沥青,且改性剂剂量不宜小于3%;
喷洒用改性乳化沥青:与摊铺冷拌混合料同时进行,能有效增强冷拌混合料与基层之间的粘结性。
优选的,所述步骤S2中的集料包括:
粗集料:粗集料可采用玄武岩、辉绿岩集料,其粒径为3-5mm和5-9mm;
细集料:细集料宜采用石灰岩集料,其粒径为0-3mm。
优选的,所述步骤S2中的纤维为喷射无捻粗纱型玻璃纤维,特克斯数约为2400TEX(g/km),采用卷轴式纤维盘,每卷玻璃纤维直径为300mm,厚度为250mm,玻璃纤维的平均用量一般为集料中的0.1-0.3%。
优选的,所述步骤S2中的添加剂包括:
水:超粘磨耗层用水不得含有有害的可溶性盐类,能引起化学反应的物质和其他污染物,一般采用可饮用水,水的用量大约是5.0%,其中液体改性添加剂占集料的0.5%;
水泥:水泥占集料的0.5%,水泥可采用复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5级,水泥初凝时间应不小于3h,终凝时间不小于6h。
优选的,所述步骤S32中的预处理包括以下情况:
1)旧沥青路面加铺防水磨耗层的施工:对裂缝、坑槽等严重病害的预处理等;
2)旧水泥面板路面改造为沥青路面的防水粘结层的施工:对裂缝、坑槽等严重病害的预处理等;
3)高速公路的下封层的施工前准备:平整度的处理等;
4)桥面防水层的施工前准备:堵漏、堵缝等的预处理。
优选的,所述步骤S33中在路面或空气温度达到10℃并且持续下降时,不允许进行施工,但是在路面或空气温度到达7℃并且持续上升时,可允许施工,且尽量避免雨季施工作业。
优选的,所述步骤S4中的清扫工作中,如果使用水冲洗路面,须待所有的路面裂缝完全干燥以后才能进行施工,确保路面无尘土、垃圾等杂物。
优选的,所述步骤S5中的施工过程中,超粘磨耗层设备同1台设备控制车速在3-40km/h,最佳车速为3.0km/h,施工完待破乳2个小时后可开放交通。
优选的,所述步骤S5中的施工过程中,若分幅进行施工,另一幅开放交通,应做好搭接缝的处理。
本发明中,超粘磨耗层所用的专用设备可同时完成特种改性乳化沥青粘层洒布、纤维切割掺入、超粘磨耗冷拌混合料拌和、混合料摊铺的所有过程,即刻完成超粘磨耗层施工;这种连续施工工艺极大地缩短了沥青道路养护的时间。
本发明中,相对于Novachip超薄磨耗层,超粘磨耗层具有明显的价格优势,和传统的微表处相比,由于超粘磨耗层施工过程中同步喷洒了专用的改性乳化沥青胶结料,显著提升了上层冷拌混合料与原路面的粘附性,同时由于上层冷拌混合料中添加有玻璃纤维,可有效提升混合料的内聚力,避免集料离析,从而极大的提升了整体超粘磨耗层的耐久性。
本发明中的超粘磨耗层具有高磨耗性、高黏附性、高防水性、高度应力吸收和应力扩散能力,有效地提高了磨耗层的抗拉、抗剪、抗压和抗冲击强度,能显著提升路面抗滑能力。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
一种超粘磨耗层施工工艺,包括以下步骤:
S1、准备施工设备及材料:
1)超粘纤维磨耗层封层车(型号SMC-12000型)一台;
2)与超粘磨耗层技术施工相关所需配套设备如下:
①20吨以上保温沥青罐车一台;
②50型碎石装载机一台;
③10m3以上翻斗车;
④路面清扫工具等其它小型机具;
3)施工原材料:改性乳化沥青、纤维以及集料;
S2、通过试验测定改性乳化沥青、纤维、集料、添加剂材料的应用种类及其用量;
1)沥青结合料的选择和使用
超粘磨耗层技术,主要使用特种改性乳化沥青作为封层结合料及微表处拌和结合料。根据本次施工路段路面状况、施工工艺类别、环境等因素是决定超粘磨耗层改性乳化沥青类型和用量的关键因素。旧路面粗糙度越大,改性乳化沥青的用量就越大;耐磨层及面层养护时用量要比应力吸收中间层施工大一些;相对来说高温季节施工改性用量要比低温季节施工用量要小一些。另外改性乳化沥青的选型还与石料的选用类别有关,对酸性石料或低温下施工时宜采用阳离子乳化沥青,碱性石料采用阴离子乳化沥青为宜;
①拌和用改性乳化沥青
超粘纤维磨耗层必须选择慢裂快凝型改性乳化沥青,且改性剂剂量(改性剂有效成分占纯沥青的质量百分比)不宜小于3%。考虑到改性乳化沥青的蒸发残留物含量和残留物后软化点会直接影响超粘纤维磨耗层混合料的耐久性,故将本试验路用改性乳化沥青蒸发残留物含量的要求值控制为≮62%,残留物后软化点要求值控制为≮57℃,见表1;
表1:拌和用改性乳化沥青技术要求
②喷洒用改性乳化沥青
超粘纤维磨耗层施工过程中一个关键工艺就是喷洒改性乳化沥青与摊铺冷拌混合料同时进行,喷洒用改性乳化沥青增强冷拌混合料与基层之间粘结性的关键材料,喷洒用改性乳化沥青技术要求见表2;
表2:喷洒用改性乳化沥青技术要求
2)集料
用于超粘磨耗层的集料应选用强度高、硬度大、耐磨性好的石料轧制而成,用于轧制的集料中应不含泥土杂质,严格控制集料的含泥量。超粘磨耗层用细集料(0-3mm)宜采用石灰岩集料,粗集料(3-5mm和5-9mm)可采用玄武岩、辉绿岩集料。超粘磨耗层用粗集料应满足表3中的技术要求,细集料应满足表4中的技术要求;
表3:超粘磨耗层粗集料技术要求
检测项目 | 单位 | 技术要求 |
压碎值 | % | ≯26 |
洛杉矶磨耗值 | % | ≯28 |
视密度 | g/m3 | ≮2.6 |
针片状颗粒含量 | % | ≯15 |
石料磨光值 | - | ≮42 |
软石含量 | % | ≯3 |
坚固性 | % | ≯12 |
粘附性 | - | 5级 |
注:试验方法按照现行公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)规定执行。
表4:超粘磨耗层细集料技术要求
注:细集料宜采用碱性石料生产的机制砂或洁净的石屑。试验方法按照现行公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)规定执行。
3)添加剂
①水
超粘磨耗层用水不得含有有害的可溶性盐类,能引起化学反应的物质和其他污染物,一般采用可饮用水,水的用量大约是5.0%,其中液体改性添加剂占集料的0.5%;
②填料
填料建议采用水泥,水泥占集料的0.5%。水泥可采用复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5级,水泥初凝时间应不小于3h,终凝时间不小于6h。水泥其他指标应符合国家相关标准规定;
4)纤维
纤维类型:喷射无捻粗纱型玻璃纤维,特克斯数约为2400TEX(g/km),采用卷轴式纤维盘,每卷玻璃纤维直径为300mm,厚度为250mm。玻璃纤维的平均用量一般为集料中的0.1-0.3%;
本发明中,混合料配合比设计:
超粘磨耗层混合料的配合比设计应借鉴《微表处和稀浆封层技术指南》设计方法,其级配组成应满足表5中的要求:
表5:超粘磨耗层级配范围要求
超粘磨耗层的混合料技术性能要求应满足表6中的技术要求:
表6:超粘磨耗层混合料技术性能要求
注:试验方法按照现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)规定执行。
S3、施工前准备工作:
S31、到施工路段进行现场勘察路面状况、交通量大小等,根据勘察所得数据,分析并做实验,确定施工方案,施工结构,进行有针对性的材料选型,做出确实可行的施工配方,包括改性乳化沥青、纤维、集料种类与用量;
S32、对道路进行预处理,同时做好配套工作,如配套设备的组织协调工作、原材料的供给、交通的阻断、开放及车辆限速等工作,并根据以下情况进行相应处理:
1)旧沥青路面加铺防水磨耗层的施工:对裂缝、坑槽等严重病害的预处理等;
2)旧水泥面板路面改造为沥青路面的防水粘结层的施工:对裂缝、坑槽等严重病害的预处理等;
3)高速公路的下封层的施工前准备:平整度的处理等;
4)桥面防水层的施工前准备:堵漏、堵缝等的预处理;
S33、在路面或空气温度达到10℃并且持续下降时,不允许进行施工,但是在路面或空气温度到达7℃并且持续上升时,可允许施工。
尽量避免雨季施工作业;
S34、严格把握住材料关。材料选择非常重要,直接关系到工程质量的优劣,故严格要求组织好施工队伍,明确人员分工,对施工人员应先进行培训,并就设计和施工要求、施工工期、质量标准、安全操作等规程向施工人员详细交底;
S35、对超粘磨耗层机械、碾压机械及其他操作工具应先检修完毕,配备完全,确保质量的有效控制;
S4、施工当日对路面进行清扫并设置施工提示标志,如果使用水冲洗路面,须待所有的路面裂缝完全干燥以后才能进行施工,确保路面无尘土、垃圾等杂物,同时对材料以及设备的就绪进行确定,保证施工无误;
S5、先在一段路面上进行一次试验路施工作业,并根据效果对施工各参数进行调整,直到达到预期效果后,再进行连续长距离的施工,在施工过程中,随时根据情况做出相应的响应,确保施工按设计要求进行,且施工具体过程如下:
1)超粘磨耗层设备同1台设备控制车速在3-40km/h,最佳车速为3.0km/h,施工完待破乳2个小时后可开放交通;
2)若分幅进行施工,另一幅开放交通,应做好搭接缝的处理;
S6、施工结束完成后,可全面开放交通,车辆交通基本不受路面施工影响;但须对来往车辆进行限速,设立标志或派人把守,使过往车辆车速限制在40公里以下;
S7、最后对施工设备按保养技术要求马上实施保养维护,包括沥青管路清洗、设备除尘等操作。
施工验收标准
1)工程质量控制标准
所有用于超粘磨耗层的材料,首先须在实验室内进行检测。当材料和***均符合相应技术指标时,现场材料抽查的项目与频率按国家相关行业标准进行,超粘磨耗层施工过程中工程质量的控制标准应按表7要求进行;
表7:超粘磨耗层混合料抽检项目
施工完成后,表面抗滑性能应满足摆值≥45BPN或SFC≥54,构造深度≥0.6mm的要求。
超粘磨耗层外观应满足以下要求:
①表面平整、密实、无松散、无轮迹;
②纵、横缝衔接平顺,外观色泽均匀一致;
③与其它构造物衔接平顺,无污染;
④摊铺范围以外无流出的稀浆混合料;
⑤表面粗糙,无光滑现象。
2)交工验收阶段质量检查与验收
工程完工后1-2个月时,将施工全线以1-3㎞作为一个评价路段进行质量检查和验收,检查项目、频率、要求及方法如表8;
表8:拌和用改性乳化沥青技术要求
为了保证超粘磨耗层施工的高性能,需相关试验用来确定将要投入使用的集料和沥青结合料之间的物理化学相容性,在公路作业前、作业中、作业后进行控制操作(实验室试验)。材料的选择也要考虑交通量、气候和供应能力等诸多因素。
表9:各预防性养护技术方案对比
通过表9分析得知,相对于Novachip超薄磨耗层,超粘磨耗层具有明显的价格优势。和传统的微表处相比,由于超粘磨耗层施工过程中同步喷洒了专用的改性乳化沥青胶结料,显著提升了上层冷拌混合料与原路面的粘附性,同时由于上层冷拌混合料中添加有玻璃纤维,可有效提升混合料的内聚力,避免集料离析,从而极大的提升了整体超粘磨耗层的耐久性。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、准备施工设备及材料;
S2、通过试验测定改性乳化沥青、纤维、集料、添加剂材料的应用种类及其用量;
S3、施工前准备工作:
S31、对道路进行初步勘查,并通过试验制定施工配方;
S32、对道路进行预处理,同时做好配套工作;
S33、施工前对天气的变化进行判断,选择适合的天气确定开工的时间;
S34、严格要求组织好施工队伍,明确人员分工,对施工人员应先进行培训,并就设计和施工要求、施工工期、质量标准、安全操作的规程向施工人员详细交底;
S35、对各设备进行检修,确保质量的有效控制;
S4、施工当日对路面进行清扫并设置施工提示标志,同时对材料以及设备的就绪进行确定,保证施工无误;
S5、先在一段路面上进行一次试验路施工作业,并根据效果对施工各参数进行调整,直到达到预期效果后,再进行连续长距离的施工,在施工过程中,随时根据情况做出相应的响应,确保施工按设计要求进行;
S6、施工结束完成后,可全面开放交通,车辆交通基本不受路面施工影响;但须对来往车辆进行限速,设立标志或派人把守,使过往车辆车速限制在40公里以下;
S7、最后对施工设备按保养技术要求马上实施保养维护,包括沥青管路清洗、设备除尘操作。
2.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S2中的改性乳化沥青包括:
拌和用改性乳化沥青:必须选择慢裂快凝型改性乳化沥青,且改性剂剂量不宜小于3%;
喷洒用改性乳化沥青:与摊铺冷拌混合料同时进行,能有效增强冷拌混合料与基层之间的粘结性。
3.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S2中的集料包括:
粗集料:粗集料可采用玄武岩、辉绿岩集料,其粒径为3-5mm和5-9mm;
细集料:细集料宜采用石灰岩集料,其粒径为0-3mm。
4.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S2中的纤维为喷射无捻粗纱型玻璃纤维,特克斯数约为2400TEX(g/km),采用卷轴式纤维盘,每卷玻璃纤维直径为300mm,厚度为250mm,玻璃纤维的平均用量一般为集料中的0.1-0.3%。
5.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S2中的添加剂包括:
水:超粘磨耗层用水不得含有有害的可溶性盐类,能引起化学反应的物质和其他污染物,一般采用可饮用水,水的用量大约是5.0%,其中液体改性添加剂占集料的0.5%;
水泥:水泥占集料的0.5%,水泥可采用复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥,强度等级不低于32.5级,水泥初凝时间应不小于3h,终凝时间不小于6h。
6.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S32中的预处理包括以下情况:
1)旧沥青路面加铺防水磨耗层的施工:对裂缝、坑槽的严重病害的预处理;
2)旧水泥面板路面改造为沥青路面的防水粘结层的施工:对裂缝、坑槽的严重病害的预处理;
3)高速公路的下封层的施工前准备:平整度的处理;
4)桥面防水层的施工前准备:堵漏、堵缝的预处理。
7.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S33中在路面或空气温度达到10℃并且持续下降时,不允许进行施工,但是在路面或空气温度到达7℃并且持续上升时,可允许施工,且尽量避免雨季施工作业。
8.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S4中的清扫工作中,如果使用水冲洗路面,须待所有的路面裂缝完全干燥以后才能进行施工,确保路面无尘土、垃圾的杂物。
9.根据权利要求1所述的一种超粘磨耗层施工工艺,其特征在于,所述步骤S5中的施工过程中,超粘磨耗层设备同1台设备控制车速在3-40km/h,最佳车速为3.0km/h,施工完待破乳2个小时后可开放交通。
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