沥青路面冬季施工技术及应用修改.ppt

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1、沥青路面冬季施工技术及应用 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冬期沥青混凝土面层严禁施工工，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。JTG F4

2、0-2004对于施工温度要求郑州基本气候情况（2011.112014.04）11月12月1月2月3月4月平均温度（）9.162.351.742.7210.7817.55平均最高温度（）13.426.647.636.4119.4523.04极端最高温度（）20.0016.0015.0016.0027.0030.00平均最低温度（）4.90-1.94-2.14-0.975.5112.06极端最低温度（）-2.00-7.00-8.00-7.00-1.002.00降水天数（日）6.330.670.671.004.675.67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

3、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

4、温：-3；下卧层温度：0；高架风力：34级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

5、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软件模拟压路机类型初压复压终压速度（km/h）遍数速度（km/h）遍数速度（km/h）遍数钢轮压路机23静0.5遍23振2.5遍36静23遍轮胎压路机354遍按路面宽度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

6、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：添加了温拌剂后：如果超过如果超过3级风，环境温度低于级风，环境温度低于0就不适宜施工；就不适宜施工；23级风，环境温度在级风，环境温度在-5以上可以施工；以上可以施工；1级风的时候，可以在级风的时候，可以在-10条件下施工。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

7、低碾压温度。料的最低碾压温度。热拌温压技术热拌温压技术可以增加混合料的有效压实时间，从而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，在环境温度较低的情况下，使用温拌剂，应用热拌温使用温拌剂，应用热拌温压技术，可以压技术，可以达到与常温下热拌沥青混合料同样的达到与常温下热拌沥青混合料同样的压实压实效果效果。后续问题后续问题1、温拌剂的应用方法及用量？、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、温拌剂的应用效果对沥青混合料的性能影响？能影响？热拌温压的实现基于乳化平台的温拌法(Evo

8、therm)，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

9、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Sasol WAX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

10、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优势及缺陷基质沥青对比基质沥青对比针入度针入度25（0.1mm）软化点软化点（）延度延度10（cm）135粘度粘度（mPas）壳牌70#沥青70.348.0520.07460.0 +10%Evotherm温拌剂68.845.2127.15468.0 +10%Evotherm温拌剂（150烘箱保温1h后）65.247.6224.72471.0 +3%Sasobit47.369.7512.05365.0 +4%Sasob

11、it54.161.056.41457.5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对比改性沥青对比改性沥青对比针入度针入度25（0.1mm）软化点软化点（）延度延度5（cm）135粘度粘度（mPas）SBS改性沥青（I-D）55.689.728.132225 +10%Evotherm温拌剂54.679.431.422450 +10%Evotherm温拌剂（150烘箱保温1h后）51.287.226.182412 +3%Sasobit45.290.413.951875 +4%Sasobit50.489.83.572037SBS

12、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：

13、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混合料类型：AC-13C拌合温度击实温度空隙率%基质沥青热拌热压1651403.1884%温拌剂热拌热压1651402.9174%温拌剂温拌温压1351103.300无温拌剂温拌温压1351105.922改性沥青热拌热压1801603.6204%温

14、拌剂热拌热压1801603.1324%温拌剂温拌温压1501303.851无温拌剂温拌温压1501304.871压实效果影响混合料类型：AC-13C拌和温度（）成型温度（）车辙深度（mm）动稳定度（次/mm）未加温拌剂基质沥青热拌1651404.1511869未加温拌剂基质沥青温拌1351108.7292304%温拌剂+基质沥青热拌1651402.07730124%温拌剂+基质沥青温拌1351102.1422987未加温拌剂SBS改性沥青热拌1801602.7435371未加温拌剂SBS改性沥青温拌1501306.64716564%温拌剂+SBS改性沥青热拌1801601.90168374%温

15、拌剂+SBS改性沥青温拌1501302.0416674抗车辙性能抗车辙性能混合料类型：AC-13C拌和温度成型温度破坏强度MPa破坏应变未加温拌剂基质沥青热拌1651408.6012284.584%温拌剂+基质沥青温拌13511010.4442486.57未加温拌剂SBS改性沥青热拌18016013.8622690.83 4%温拌剂+SBS改性沥青温拌15013014.0222889.60 3%Sasobit+SBS改性沥青温拌15013019.1361715.57 10%Evotherm+SBS改性沥青温拌16013013.4752723.11 低温抗裂性能（与Sasobit、Evother

16、m比较）低温抗裂性能低温冻断试验对比。AC-13改性改性破坏温度破坏温度最大拉力最大拉力破坏荷载破坏荷载热拌-29.58.14kN5.09Mpa沥延温拌沥延温拌-30.18.12kN5.07Mpa序号混合料类型拌和温度成型温度基准劈裂强度MPa冻融劈裂强度MPaTSR%A基质沥青热拌1651400.850.6475.3B基质沥青温拌1351100.890.7483.1DSBS改性热拌1801601.210.9780.2ESBS改性温拌1501301.100.9485.5-1816h；6024h；252h抗水损害性能直接投放式使用方案 增加保温措施，提高初始碾压温度增加保温措施，提高初始碾压温度

17、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。湿拌湿拌40s集料热筛进入拌锅集料热筛进入拌锅温拌剂投放温拌剂投放180190加入矿粉加入矿粉干拌干拌8s卸料卸料外观检查外观检查规格集料加热规格集料加热沥青沥青180190装车、温度检测装车、温度检测废料废料不符合要求不

18、符合要求运输出厂运输出厂成品料成品料增加保温措施，提高初始碾压温度增加保温措施，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，

19、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。压路机类压路机类型型初压初压复压复压终压终压速度速度（km/h）遍数遍数速度速度（km/h）遍数遍数速度速度（km/h）遍数遍数11t双钢轮双钢轮23静静0.5遍遍23振振2.5遍遍26t轮胎轮胎3524遍遍13t双钢轮双钢轮362遍遍上图：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，

20、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

21、面沥青。提高有效压实功提高有效压实功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：混合料施工：1 1、环境温度低于、环境温度低于1010，热拌沥青混合料需掺拌温拌剂，热拌沥青混合料需掺拌温拌剂，温拌剂用量为沥青含量的温拌剂用量为沥青含量的4%4%（国产），并将拌和温度控制（国产），并将拌和温度控制在在175175185185。2 2、风速、风速33级（级（121219km/h19km/h

22、气温）、气温00（乳化沥青粘层施工环境温度不得低于（乳化沥青粘层施工环境温度不得低于33）。）。3 3、沥青混合料初压温度不得低于、沥青混合料初压温度不得低于130130，终压温度不得，终压温度不得低于低于7070，低于，低于130130沥青混合料为废料。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市陇海路快速通道工程桥面道路施工成功应用了冬期沥青路面施工技术，在冬期低温的气候条件下，总计完成16万吨SBS改性沥青混合料铺筑施工；并且各项性能检测指标均符合设计及规范要求。后续于陇海路地面道路及农业路快速通道工程桥面道路再次应用了冬期沥青路面施工技术。冬期热拌温压沥青施工后的质量情况陇海路快速通道高架桥沥青铺筑后路面陇海高架桥通车航拍（一）陇海高架桥通车航拍（二）郑州市农业路快速通道高架谢谢！2014-11-16