直投式沥青改性剂HPM-1在超薄罩面中的应用

直投式沥青改性剂 HPM 1 在超薄罩面中的应用 摘要 该文介绍了有关天津市公路局沥青油库2011年在唐津高速超薄罩面养护工程中 应 用直投式沥青改性剂HPM 1代替SBS改性沥青混合料铺筑了1km试验段 并针对UTAC 1O密 实断级配结构特点 结合实际施工情况 深入研究直投式沥青改性剂HPM 1在UTAC 1O超薄 沥青混合料的室内设计和生产施工质量控制要点 关键词 超薄沥青混凝土 UTAC 10 直投式沥青改性剂 HPM 1 配合比设计 路用性能 指标 超薄罩面技术的开发就是为了寻求一个新的方案来取代常规的道路维修方法 为了使 道路罩面工程费用更低及施工更快 利用改性沥青特有的性能设计了一种全新的混合料 然而有些地区因为某些客观条件无法使用改性沥青 那么就需要一种能够代替SBS改性沥 青的的添加剂来满足工程要求 1 材料 1 1 基质沥青技术要求 依据天津市气候条件及超薄罩面特点 二级及二级以上公路 城市快速路 城市主干 线超薄沥青路面应采用 SBS 改性沥青或者胶粉改性沥青 本文中采用滨州 70 和直投式沥青 改性剂 HPM 1 代替 SBS 改性沥青 其各项指标与技术要求应符合表 1 1 1 的规定 表表1 1 11 1 1 基质青技术要求基质青技术要求 试验指标单位技术要求检测方法 针入度 25 100g 5s 0 1mm60 80T 0604 延度 5cm min 15 不小于 cm100T 0605 软化点 环球法 不小于 46T 0606 动力粘度 60 不小于Pa s180T 0620 闪点 COC 不小于 260T 0611 溶解度 三氯乙烯 不小于 99 5T 0607 弹性恢复 25 不小于 65T 0662 蜡含量 蒸馏法 不大 于 2T 0661 质量损失 不大于 0 8T 0609 针入度比 25 不小于 61T 0604 旋转薄膜加热残留 物 163 5h 延度 15 不小于cm15T 0605 1 2 直投式沥青改性剂 HPM 1 HPM 1 由上海龙孚材料技术有限公司根据超薄罩面技术的特点专门研发的一种高性能 沥青改性剂 采用外掺的形式加入 一般掺量为混合料总量的 3 6 其具体技术要求见下 表 1 2 1 表表 1 2 1 直投式沥青改性剂直投式沥青改性剂 HPM 1 的技术要求的技术要求 项目灰分硬度300 定伸 应力 伸长率熔体流动 速率 密度颗粒大 小 气味 单位 AMPa g 10ming cmmm 指标要求 0 5 40 1 0 800 5 0 0 95 1 02 3 0 4 0 无刺激性 气味 标准GB T4498GB T5311GB T528GB T3682GB T533 1 3 粗集料 粗集料应采用机轧碎石 石质坚硬 清洁 不含风化颗粒 近似立方体颗粒的碎石 粒径大于 4 75mm 必要时可用 6 7 筛孔控制原材级配 不宜采用多孔性或内部吸水性强的 集料 高级公路 城市快速路粗集料优先采用玄武岩 二级以下道路可采用石灰岩 粗集 料的质量要求应符合表 1 3 1 的规定 表表1 3 11 3 1 粗集料技术要求粗集料技术要求 检测项目单 位 高速公路 一级公 路 二级公路及国道试验方法 石料压碎值 不大于 2230T 0316 洛杉矶磨耗损失 不大于 2835T 0317 表观相对密度 不小于 2 602 5T 0304 吸水率 不大于 1 03 0T 0304 针片状含量 不大于 其中粒径大于 9 5mm 不大于 其中粒径小于 9 5mm 不大于 15 12 18 20 T 0312 软石含量 不大于 13T 0320 坚固性 不大于 12 T 0314 水洗法 0 075mm 颗粒含量 不大于 0 81T 0310 磨光值 PSV 不小于 40 T 0321 与沥青粘附性 不小于 54T 0616 1 4 细集料 薄层罩面应采用轧碎的 4 75mm 以下的人工轧制的机制砂 细集料应清洁 干燥 无 风化 无杂质 并有适当的颗粒级配 石屑母材的压碎值 抗磨耗及剥落度要求同粗集料 高速公路和一级公路的沥青混合料 宜将 0 3 mm 细集料和 3 5 mm 粗集料组合使用 0 5 mm 细集料在其它等级公路中使用 细集料的其他质量要求和规格应符合表 1 4 1 表 1 4 2 的规定 表表1 4 1 沥青面层用石屑或机制砂规格沥青面层用石屑或机制砂规格 通过下列筛孔 mm 的质量百分率 规格名称 公称粒径 mm 9 54 752 361 180 60 30 150 075 S15 0 5 100 90 10060 9040 7520 557 402 200 10 S16 0 3 100 80 10050 8025 608 450 250 15 表表 1 4 21 4 2 细集料技术要求细集料技术要求 检测项目单位高速公路 一级 公路 其他等级公路试验方法 表观相对密度 不小于 2 502 45T 0328 砂当量 不小于 6555T 0334 含泥量 小于 0 075mm 的含量 不大于 35T 0333 坚固性 0 3mm 部分 不小于 12 T 0340 棱角性 流动时间 不小于s30 T 0345 亚甲蓝值 不大于g kg25 T 0349 注 坚固性试验可根据需要进行 1 5 矿粉 矿粉应采用洁净干燥的石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细的石粉 允许同时掺加约1 2 的消石灰粉或水泥替代部分填料 拌合过程中不得使用回收粉尘 矿粉应干燥 洁净 无结块 质量指标应符合表1 5 1的规定 表表1 5 11 5 1 矿粉技术要求矿粉技术要求 检测项目单位高速公路 一级公 路 其他等级公路试验方法 视密度 不小于t m32 502 45T 0352 含水量 不大于 11T 0103 0 6mm 100100 0 15mm 90 10090 100 粒度范 围 0 075mm 75 10070 100 T 0351 外观 无团粒结块目测 亲水系数 1T 0353 塑性指数 3000次 mm的要求 3 4 水稳定性试验 混合料的水稳定性采用冻融劈裂试验和残留稳定度试验判断 结果见表3 4 1所示 油石比 理论密度 g cm3 实测密度 g cm3 空隙率 矿料间隙率 饱和度 4 9 30 50 30 40 23 32 17 25 13 20 10 16 8 13 6 10 2 5842 4535 116 267 7 5 12 5772 4624 516 072 2 5 32 5692 4733 715 876 4 油石比 理论密度 g cm3 实测密度 g cm3 空隙率 矿料间隙率 饱和度 4 9 30 50 30 40 23 32 17 25 13 20 10 16 8 13 6 10 2 5782 4684 315 772 8 5 12 5712 4753 715 676 0 5 32 5632 4853 015 480 2 表表 3 4 13 4 1 混合料的水稳定性实验结果混合料的水稳定性实验结果 冻融劈裂实验马歇尔实验 冻融试件非冻融试件浸水48h不浸水类型 劈裂强度 压实度 MPa 劈裂强度 压实度 MPa 冻融 劈裂 强度 比 稳定度 流值 KN 0 1mm 稳定度 流值 KN 0 1mm 残留 稳定 度 比 UTAC 100 67 98 50 81 98 282 28 7 23 59 4 26 792 6 3 5 抗渗性能实验 同样在油石比为5 0 的情况下 以98 压实度为目标值 成型车辙板 用于抗渗实验 抗渗试验结果为 0 满足设计的要求 20 mL min 4 UTAC 1O 混合料生产和施工 4 1 材料 要保证路面结构的水稳定性和耐久性 预防水破坏是至关重要的 因此 应将路面抗 渗性能作为一个重要指标来控制 尤其是粘附性有利于提高抗渗性 在经济和客观条件允 许情况下采用改性沥青 掺加抗剥落剂 在矿粉中掺加一定量的水泥 对抵抗剥离以提高 沥青混合料水稳性都有明显效果 但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题 当 选用掺加水泥时 应注意确保施工实际掺加剂量的准确性 4 2 级配控制 投入本工程使用的是 LB3000 型沥青混合料拌和机 根据混合料设计要求和集料的特性 筛孔分别为 2 仓 5 11mm 1 仓 0 5 mm 矿粉 改性沥青 66 27 7 4 8 直投式 沥青改性剂 HPM 1 掺加 0 4 必要时可将振动筛改为 0 4 4 7 7 11 更利于混合 料级配控制 此外 要选择适当的级配范围 由于间断级配型混合料可以形成良好的骨架 嵌挤结构 有较好的高温性能 其构造深度明显大于传统连续级配混合料 根据我国实际 工程状况和超薄沥青混凝土最大公称粒径为 9 5mm 的级配特点 所以采用 4 75mm 作为粗细 集料的分界点 有利于施工控制 在超薄沥青混合料的级配设计中 4 75mm 以上的粗集料含 量一般达到 60 70 左右 这样在实体工程中易导致大量的粗集料级配失控现象 因此应 在 9 5mm 4 75mm 之间增加 6 7mm 筛孔控制 使粗集料形成嵌挤作用 检验标准配合比矿料 合成级配中 至少应包括 0 075mm 2 36 mm 4 75 mm 及公称最大粒径筛孔的通过率接近 级配中值 并避免在 0 3 mm 0 6 mm 处出现驼峰 4 3 温度控制 由于采用基质沥青配合直投式沥青改性剂HPM 1 基质沥青加热温度控制在 140 160 范围内 集料加热温度比沥青的加热温度提高10 20 改性沥青混凝土的出 厂温度控制在165 175 超过180 应废弃 添加沥青改性剂HPM 1应适当延长干拌时 间5 8秒 使其充分熔解吸附在集料表面 4 4 UTAC 10混合料施工控制 混合料必须采用适合超薄沥青混合料摊铺的设备 成梯形排列摊铺 两台摊铺机的距 离控制在10 m以内 现行规范给出的沥青混合料松铺系数范围很大 1 15 1 35 在摊 铺沥青时都选用较小的松铺系数 通过铺筑试验路确定 UTAC 10 的松铺系数为1 18 聚 合物改性沥青混合料现行施工规范规定摊铺温度不低于160 初压温度不小于150 但 UTAC 10超薄沥青混合料因其摊铺厚度薄 温度容易散失 在保证初压不产生推移的情况下 应尽快碾压 加快施工速度 在施工时初压温度控制在150 以上 并未见推移等情况出 现 按照试验路段确定的碾压程序进行碾压 终压表面温度不低于90 对于表面层沥青 混合料的现场压实度不小于98 对于密级配混合料现场空隙率不大于6 5 小结 超薄沥青混凝土罩面已经作为新建公路的表面层施工新技术和旧沥青路面加铺面层的 预防性养护手段 在公路的改建和扩建中已普遍采用超薄罩面技术 在UTAC 10表层施工中 必须在试验指导下对整个生产进程实施科学的监测 进一步加强设计 施工的质量控制 使用直投式沥青改性剂 HPM 1 完全可以替代 SBS 改性沥青作为超薄罩面混合料的改 性剂 其主要优点在于解决由于 SBS 改性沥青长时间存放产生的离析问题 解决某些工程 因季节 地区或混凝土用量少 在没有改性沥青的情况下 可临时性应用直投式沥青改性 剂 HPM 1 提高路面性能 除此以外 HPM 1 和基