段偉
摘 要:Novachip是一種較具代表性的高性能超薄磨耗層,具有排水性好、抗滑能力強、施工速度快等優點,適用于高等級瀝青路面預防性養護。本文依托蘭州機場高速公路路面改造工程,介紹了混合料集料、瀝青膠結料、黏層油等原材料技術要求,闡述了混合料設計過程中級配選擇、最佳瀝青用量確定、性能驗證等關鍵技術,并對施工工藝進行了跟蹤觀測。
關鍵詞:Novachip;原材料;配合比
中圖分類號:U416.217 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)23-0127-02
1 Novachip原材料技術標準
高性能超薄磨耗層采用改性乳化瀝青NovaBond為黏結油,同時NovaBinder瀝青膠結料和集料組成特殊間斷級配熱拌瀝青混合料。本文結合蘭州機場高速公路使用情況,在規范及相關標準基礎上介紹各種原材料的技術標準。
1.1 集料
Novachip薄層罩面所選的粗集料應為典型高等級公路路面使用集料:細集料必須是機制砂,且要求潔凈、干燥、無風化、無雜質,與瀝青有良好的粘結能力。本工程混合料所采用的集料為玄武巖,從試驗結果可以得出,依托工程所采用的集料滿足要求。
1.2 瀝青膠結料
本工程采用NovaBinder作為瀝青膠結料,其各項性能指標要求及試驗結果如表1所示。從表中可以看出,瀝青膠結料各項性能指標均滿足技術標準要求。
1.3 黏層油
本工程采用NovaBond作為黏層油,其各項性能指標要求及試驗結果如表2所示。從表中可以看出,黏層油各項性能指標均滿足技術標準要求。
2 Novachip配合比設計
2.1 級配設計
本工程的設計級配如表3、4和圖1所示。
2.2 最佳瀝青用量確定
根據設計級配下各檔料的組合狀況及工程經驗,擬定初始瀝青用量為5.0%,分別選擇4.4%、4.7%、5.0%、5.3%和5.6%五種瀝青用量,根據JTG E20-2011試驗規程和JTG F40-2004規范中關于瀝青混合料拌合和壓實溫度的規定,在試驗中,礦料加熱溫度為190℃-195℃,瀝青混合料拌和溫度為175℃,試件旋轉壓實溫度為155℃-160℃,試件旋轉壓實次數設計為100次采用旋轉壓實儀成型。從試驗結果可知,當瀝青用量為5.0%時,各項要求指標均能滿足要求,且靠近范圍中值,因此確定瀝青膠結料含量為5.0%。
2.3 混合料驗證
對Novachip混合料驗證試驗結果如表5所示,從試驗結果來看,其各項指標均符合Novachip技術標準要求。
3 施工工藝
Novachip超薄磨耗層系統采用專用施工機械Novapaver一次攤鋪黏結層與面層,重點應控制路面平整度。施工基本流程:設備就位→熨平板加熱→加乳化瀝青→混合料攤鋪→壓實機具壓實→試驗檢測→等待開放交通。其具體施工過程及要求主要包括以下幾個部分:
3.1 施工準備
(1)清掃路面,保證路面沒有雜物和積水。(2)對各種測量儀器、用具進行了檢查和保養,確保測量工作無誤。(3)根據批準的生產配合比和油石比拌制混合料,混合料均勻一致,無花白料、無結塊或粗細料分離現象。瀝青溫度控制在170℃~180℃,礦料加熱溫度控制在190℃~200℃,混合料出場溫度控制在175~185℃,超過190℃必須廢棄,有效拌和時間35s-45s。
3.2 混合料運輸
(1)由于Novapaver的受料斗相對較小,采用30t左右的自卸汽車運輸,每車的載重不超過40T。(2)運輸前汽車車廂應清掃干凈,為防止瀝青粘在車廂上,車廂底板和側板必須涂抹防粘劑,我部采用派專人在車廂涂一層肥皂粉和水混合液(1:3),但不得有多余的混合液聚集在車內,防止影響混合料的質量。(3)通過數字顯示插入熱電偶溫度計測量工廠和現場瀝青混合料的溫度。插入深度大于150mm。卡車側面設置特殊檢查孔,孔徑距箱底約300mm。運到現場的混合物溫度大于170℃。(4)當混合器把材料移動車,汽車來回移動,然后在三樁加載材料根據“產品”的類型,首先一堆在面前,然后后面一堆,最后在中間減少混合物的分離。(5)與瀝青混合料運輸車的摻量和鋪裝速度相比,瀝青混合料運輸車的體積是過剩的,攤鋪機前方有3~4輛運輸車輛等待卸貨。(6)運料車周邊及車頂設有棉被覆蓋設施。運輸車輛每輛車必須保證2層棉被或保溫被,防止混合料的溫度過快的降低;運輸車廂必須做好保溫防雨設施。在防止熱混合料溫度降低過快的同時,能夠防雨。防雨布的尺寸必須超出車廂邊緣。(7)連續攤鋪過程中,運料車在攤鋪機前10~30cm處停住,沒有撞擊攤鋪機,卸料過程中運料車掛空擋,靠攤鋪機推動前進。
3.3 混合料攤鋪
(1)攤鋪機就位前調整熨燙板寬度,根據粘貼面厚度調整高度(暫定為1.2)。(2)將展位前的燙板預熱100攝氏度以上。平燙機具有緊密的剪接,無間隙,防止粘著的顆粒在平面上拉伸帶材。混合物攤鋪溫度大于165℃。(3)攤鋪機夯實時調整了攤鋪機夯實頻率(攤鋪機參數:夯實機6.6和燙板4),使攤鋪機的攤鋪機在被攤鋪機自己夯實后,可以達到85%以上的壓實。(4)連續穩定鋪裝是改善路面平整度最重要的措施。平整度的一個重要方面是小車與吊具的協調。卡車在攤鋪機前20厘米處停車,空車。卸載過程中,攤鋪機同步推動小車前進。卸貨后,卡車將離開攤鋪機。在Novachip瀝青混合料生產過程中,由于拌和機的生產率降低,使鋪裝速度控制在10m/min~15m/min,保證均勻不間斷的鋪裝。(5)施工人員在混合料壓實前未進入踩踏現場。(6)攤鋪機始終調整到最佳工作狀態,調整螺旋給料機兩端的自動液位指示器,使其與料門開度、鏈板給料機速度、螺旋給料機速度相匹配。螺桿分配器中混合料的表面比螺桿分配器高出2/3,使熨板擋板前混合料的高度在整個寬范圍內保持一致。(7)攤鋪機的改性乳化瀝青噴灑始終要保持噴灑均勻,噴灑的量一定要足,NovaBond在70℃-80℃的條件下噴灑。在撒布過程中要專人查看噴油嘴,以防噴嘴堵塞影響質量;本項目的噴灑量控制在1.2kg/m2,控制精度為±0.1kg/m2;(8)NovaBond給攤鋪機每次的加入量為2T,在工作前需備鐵桶一個;加入時間控制在10-15分鐘之間為宜;乳化瀝青加入完成后可采用小型機具人工配合清理管道,且在清理管道是注意不要讓瀝青燙傷工人及其他工作人員;(9)采用插扦法隨時檢查鋪筑厚度是否符合規定并進行了相應調整。(10)完成當日攤鋪任務后,現場負責人及時組織操作手嚴格按照操作規程清洗乳化瀝青噴灑系統,防止噴嘴阻塞影響第二天的施工進程及施工質量;
3.4 混合料碾壓
(1)Novachip混合料的壓實,不是保證壓實度,而是讓混合料充分就位以實現穩定嵌擠。(2)碾壓時按2-3遍進行,采用靜壓法碾壓,不可振動,也不能使用膠輪壓路機。碾壓時,宜先壓實縱向施工縫。(3)碾壓均衡地進行,方向漸漸地改變,沒有擰著彎行走和在新鋪混合料上轉向、調頭、左右移動位置、突然剎車或停機休息的現象發生。(4)碾壓縱向進行,并由攤鋪路幅的低邊向高邊低速行進碾壓,相鄰碾壓重疊約20cm,碾壓工作面長度20-30m。(5)為了防止混合料粘輪,隨時在鋼輪表面均勻灑水使其保持潮濕,水中摻少量的清洗劑或其它適當的材料。同時并沒有過量灑水引起混合料溫度的驟降,壓路機噴水盡量控制在噴水量最小化,只要不粘鋼輪即可。(6)壓路機不能靜止停留在剛攤鋪好的熱瀝青混合料表面上。(7)壓路機一般與正在作業的攤鋪機保持約10-15m的距離,這樣才能保證乳化瀝青能夠更好的破乳。(8)碾壓結束后,用水準儀測出壓實后的頂面高程。
4 結語
為了了解高性能超薄磨耗層Novachip路面的使用性能,通車3個月后對路面使用性能狀況進行了檢測,經過3個月的運營,路面未產生明顯的破損病害,同時路面摩擦系數、構造深度、平整度等測試指標仍保持了較好的狀況,路面整體使用性能較好。
參考文獻
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