沥青路面冬季施工技术及应用(修改)幻灯片.ppt

沥青路面冬季施工技术及应用,中电建路桥集团有限公司郑州市陇海路快速通道工程BT项目总承包部,技术背景,城市道路工程建设工期较短，一旦路面沥青混凝土铺筑工期推至冬季，按照规范规定：冬期沥青混凝土面层严禁施工，则至少将工期推后4个月以上，将对后续工程造成影响，如市政高架桥道路一旦不能如期通车，则会严重影响后续工程施工；因此若能在冬期低温条件下进行道路沥青路面施工，尽快实现通车，将创造较大的经济及社会效益。近年来，按照我国节能减排的要求，正在推广路面沥青混凝土“温拌技术”，以降低能耗、减少污染物排放；在郑州市陇海路快速通道项目，引进“温拌技术”，将其逆向应用于冬期沥青路面混凝土施工，这就是冬期沥青混凝土“热拌温压”施工技术。,JTGF40-2004对于施工温度要求,冬季为每年11月15日至次年的2月底，长达105天。按照上述近3年气温统计，全年将有约4个月平均气温低于10，不满足规范中要求的沥青路面施工温度，而这4个月恰恰是少雨干燥，如能突破温度的制约则可显著延长施工季节，显著提升市政道路施工的计划性和可协调性，显著提升对于时间这一最为稀缺资源的节约化利用率。,郑州冬季环境温度,粘度对于混合料可压实性影响,在相同级配混合料下，随碾压温度升高空隙率逐渐降低，当基质沥青混合料碾压温度达到150时，空隙率降到最小，混合料试件密度达到最大。基质沥青混合料的摊铺温度应在140165之间，开始碾压时的温度为120150；改性沥青混合料的摊铺温度应在160180，开始碾压时温度为155170。,料温对于混合料可压实性影响,温拌剂延长可碾压温度区间与时间,气温：-3；下卧层温度：0；高架风力：34级,添加温拌剂后沥青混合料的降温速度明显降低，在摊铺后35min依然高于100；未添加温拌剂的沥青混合料降温速度较快，在摊铺后20min左右即低于100。温拌剂能够明显降低沥青混合料在同样环境下的降温速度，延长碾压工序的时间。,温拌与热拌沥青混合料压实比较,PaveCool是用于模拟在不同气象条件下沥青混合料降温规律的软件。长安大学，刘建勋，博士论文温拌沥青混合料施工关键技术研究中，“通过实测不同施工环境中温拌沥青混合料在各个时刻的表面温度和内部温度,验证了Pavecool软件预测沥青混合料降温特性的准确性”。,PaveCool软件模拟,PaveCool软件模拟郑州3年来最低环境温度-8，路表温度暂定为-3，风力2级（风速8km/h），晴朗天气，下面层为AC，摊铺的面层材料为改性AC-13，摊铺厚度4cm，摊铺温度165，降温曲线如左图。,PaveCool软件模拟,按路面宽度14m，2台11吨钢轮压路机，每台负责7m宽度。压路机轮宽1.9m，每次碾压重叠20cm，也就是说每台压路机需要走来回4遍可以碾压完7m的宽度。钢轮压路机初压与复压是3遍，也就是总共走12遍，24来回。按2km/h计算，即0.56m/s，9分钟碾压302m，24来回碾压段落为12.6m；16分钟碾压537m，24个来回碾压段落为22.4m。,AC路面压实工艺,PaveCool软件模拟,PaveCool软件模拟,添加了温拌剂后：如果超过3级风，环境温度低于0就不适宜施工；23级风，环境温度在-5以上可以施工；1级风的时候，可以在-10条件下施工。,风力分级,热拌温压技术可以减缓混合料的降温速度，降低混合料的最低碾压温度。热拌温压技术可以增加混合料的有效压实时间，从而保证压实度达到与热拌沥青混合料同样的水平。在环境温度较低的情况下，使用温拌剂，应用热拌温压技术，可以达到与常温下热拌沥青混合料同样的压实效果。,后续问题1、温拌剂的应用方法及用量？2、温拌剂的应用效果对沥青混合料的性能影响？,热拌温压的实现,基于乳化平台的温拌法(Evotherm)，共有两代产品，第一代产品类似于高固含量的乳化沥青，第二代产品为一种乳状添加剂，不再制备乳化沥青，温拌剂改由浓缩液模式与热沥青同时添加，并完成拌合。,(Evotherm)乳化温拌法,Evotherm目前在国内已经逐步推广，优势如下：不对沥青性能产生负面影响经检测，Evotherm添加前后，所有沥青指标均未有超过2%的变化。形成水润膜不降低沥青粘度的情况下，使沥青混合料在拌合、摊铺、碾压时沥青牵制力减小，达到温拌效果。不足之处：温拌剂中还有水分，拌合时水汽的蒸发会带走部分热量，因此从节能效果上不如Sasobit；温拌剂添加需要对拌和楼设备进行改造。不降低粘度，因此该技术对于沥青混合料冬季施工帮助不大。很难直接用沥青作评价。,Evotherm优势及缺陷,往沥青或沥青混合料中添加以有机蜡类为主的化学产品，产品的熔点通常高于基质沥青，可以提高沥青在60时的粘度，降低沥青在135时的粘度。,设备简单,无需辅助设备,成本低,有机温拌法,SasoWMA温拌沥青改性剂(也有称为Sasobit)，作为温拌沥青混合料专用改性剂，由南非SasolWAX生产。一种聚烯烃类有机添加剂（合成高分子蜡），分子链长度约为40115个碳原子范围。加入100以上沥青，融化迅速，稳定分散。能够显著起到降低沥青粘度的作用。,有机温拌法,Sasobit目前国外应用较多，国内则应用较少，其优势如下：添加方便可以类似于直投式沥青改性剂，直接投入拌缸；也可以事先制备温拌沥青。降粘温拌效果较好显著降低（改性）沥青粘度，实现温拌。不足之处：经试验确认，Sasobit对沥青的抗裂性能具有较大负面影响。,Sasobit优势及缺陷,壳牌70#沥青于135下制样；添加温拌剂后按要求搅拌均匀，于110左右制样检验。,Sasobit与Evotherm对比,SBS改性沥青于175下制样；添加温拌剂后按要求搅拌均匀，于145左右制样检验。,Sasobit与Evotherm对比,Sasobit温拌剂对沥青结合料低温性能具有极大影响；Evotherm温拌剂中含有水分，对沥青结合料的软化点具有一定影响，但在一定时间保温后，随着水分蒸发，软化点会逐步提升；Evotherm温拌剂对施工时沥青粘度没有明显的降低，有机添加剂则降低施工时沥青粘度。,Sasobit与Evotherm对比,沥延温拌剂是一种有机复合温拌剂。往沥青或沥青混合料中添加以有机蜡类为主的化学产品，产品的熔点通常高于基质沥青，可以提高沥青在60时的粘度，降低沥青在135时的粘度。在低温环境下施工达到以下效果：降低沥青施工温度下的粘度；增加沥青混合料的可碾压温度区间；保证充分的压实时间，达到路面压实度要求。,复合型有机温拌技术,沥延温拌剂,降低施工状态下的沥青粘度，改善沥青混合料施工特性；对沥青及沥青混合料的路用性能无负面影响；对沥青混合料的级配、沥青广泛适用性；使用方便，无需对生产设备做大规模改造。,沥延温拌剂,降低施工条件下的粘度,降低施工条件下的粘度,温拌剂添加量,压实效果影响,抗车辙性能,抗车辙性能,低温抗裂性能（与Sasobit、Evotherm比较）,低温抗裂性能,低温冻断试验对比。,-1816h；6024h；252h,抗水损害性能,直接投放式使用方案,增加保温措施，提高初始碾压温度1、提高出料温度将沥青混合料出料温度提高至接近上限，改性沥青混合料1855出料，基质沥青混合料1655出料。2、增加运输车辆、压实设备的保温措施运输车辆在边栏与底板上加装石棉保温层，沥青混合料上方全覆盖双层帆布或棉被，在摊铺前不得取下。尽量使用大吨位的运输车辆也有助于保持混合料温度。,保证压实度的措施,改性沥青混合料拌和流程,上述拌和流程可能会根据拌和楼情况与试验段实施情况作调整。,增加保温措施，提高初始碾压温度3、协调生产与施工进度应尽量协调好生产与施工的速度与进度，缩短沥青混合料出料后至摊铺的中间运输等待时间，减少运输过程中的温度损失。,保证压实度的措施,减少施工过程中降温1、保证摊铺机预热效果在摊铺前，摊铺机熨平板应预热至100以上。摊铺过程中，应根据拌和楼产量合理调整摊铺速度，尽量不停机等料。应合理规划摊铺路线，减少冷接缝。,保证压实度的措施,减少施工过程中降温2、适当的摊铺速度应根据拌和楼产量与沥青混合料布料均匀程度，合理地在2.5m/min4m/min中选择摊铺速度，应保证布料均匀，不离析，不等料的情况下，适当地提高摊铺速度，已提供压路机合适的碾压工作面。,保证压实度的措施,AC-13C、AC-16C的冬季施工碾压方案,上述碾压方案可能会根据气温情况与试验段实施情况作调整。,上图：为沥青混凝土摊铺。,下图：为摊铺温度检测。,减少施工过程中降温3、减少压路机洒水量、对压实设备采取挡风措施压路机可减少洒水量，以不粘轮为度，减少温度损失。或者可直接规定前进时洒水，后退时关闭洒水。胶轮碾喷洒或涂刷含有菜籽油和隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。钢轮碾采取棉帆布棚挡风，减少因风散热带走温度，减慢沥青混合料的温度损失。,保证压实度的措施,上图：为上面层沥青混凝土覆盖碾压。,下图：为下面层沥青混凝土覆盖碾压。,提高有效压实功1、提高摊铺机本身的压实效果2、压路机尽量紧跟碾压压路机应尽量紧跟碾压，缩短工作面长度，尽量在高温状态下碾压，提高压实度。对于AC级配路面，由于需要胶轮压路机碾压，可适当提前胶轮压路机的碾压时机，但要注意胶轮轮胎温度较低时应防止粘轮。,保证压实度的措施,上图：为胶轮碾终压。,下图：为压实成形桥面沥青。,提高有效压实功3、合理配备压实机具对于边缘部分，应合理配备小型压路机与平板夯，在料温未冷却前对边缘进行补充碾压。,保证压实度的措施,冬期热拌温压沥青施工方案专家评审会,专家评审结论，需满足以下条件，可进行冬期低温沥青混合料施工：1、环境温度低于10，热拌沥青混合料需掺拌温拌剂，温拌剂用量为沥青含量的4%（国产），并将拌和温度控制在175185。2、风速3级（1219km/h）、气温0（乳化沥青粘层施工环境温度不得低于3）。3、沥青混合料初压温度不得低于130，终压温度不得低于70，低于130沥青混合料为废料。,冬期热拌温压沥青施工方案专家评审会,首次在郑州