彩色沥青路面施工技术及质量控制.docx
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1、彩色沥青混凝土路面施工技术及质量控制目录-A乙M一、刖B二、技术路线三、工艺设备四、关键技术及创新五、工程施工情况总结一、前言彩色沥青混凝土路面及普通路面相比,因色彩变化可在促进道路交通安全与美化道路空间环境领域发挥重要作用,所以彩色沥青混凝土路面的铺筑将在城市路面施工建设中起到举足轻重的作用。虽然彩色沥青混凝土路面在我国一些城市已经开始推广应用,但在西北地区应用尚属首次。由于西北地区在地理、交通、气候等方面及其他城市有较大差异,如果沿用其他城市或地区彩色沥青混凝土路面铺筑工艺,有可能达不到预期效果,影响道路整体质量,也可能造成严重的经济损失。所以结合我省的实际情况,因地制宜,首次在兰州市重点
2、工程北出口轻车道面层应用彩色沥青混凝土铺筑是一次大胆的尝试,也是一次极大推动彩色沥青混凝土路面施工技术的创新举措。它的成功铺筑将推动彩色沥青混凝土铺筑技术在我省的广泛应用,在施工中所总结的施工经验与各种技术参数、施工工艺流程、使用信息反馈等,有很高的地域实用性,具有极大的推广价值。随着彩色沥青混凝土路面技术开发、研究的迅速发展及广泛应用,对我省乃至西北地区城市道路建设发挥很好的效用,具有十分巨大的社会意义与经济价值。1、彩色沥青混凝土路面的定义所谓彩色沥青混凝土路面是指脱色沥青及各种石料、色料与添加剂等材料在特定的环境与温度下混合拌与,即可制成彩色的沥青混合料,经过摊铺、碾压而形成具有一定强度
3、与路用性能的彩色沥青混凝土路面。2、彩色沥青混合料的技术指标:(1)胶结料(脱色沥青)的主要技术指标应达到GB50092-96重交通沥青AH-90的标准。即针入度(25):80100,延度(15)不小于100,软化点(环球法):4552。(2)细粒式彩色沥青混合料的马歇尔稳定度要求大于7.5kN,流值为2040。经检测兰州市北出口细粒式AC-5I型彩色沥青混合料的马歇尔稳定度为IOkN,流值为26.4,完全达到了设计及规范要求。3、彩色沥青混凝土路面主要性能特点:(1)它具有普通沥青混凝土路面的良好性能,如足够的力学强度、一定的弹性与塑性变形能力,不扬尘、易清扫与冲洗、维护方便等。(2)具有色
4、泽鲜艳持久、不退色,改善了普通沥青混凝土路面黑色的单调性,可及周围景观相互协调搭配,既可以起到美化城市环境的作用,还能耐60的高温与-23。C的低温性能,适合北方地区昼夜温差较大地区使用。(3)有良好的弹性与柔性,脚感好,不仅适合老年人散步,且能防滑。彩色沥青混合料采用色牢度较高的氧化铁红颜料上色,混合料色彩稳定,不会对周围环境造成污染。(4)具有诱导交通,使交通管理直观化的作用,具体应用于区分不同功能的路段与车道,以提高驾驶员的警觉性与识别效果,增加道路的通行能力与交通安全。(5)通常铺路用的黑色沥青含挥发性轻质微分较多,对环境污染较大,甚至有的还会产生“热岛”效应。而彩色沥青混凝土的轻质僧
5、分挥发极少,对环境污染比黑色沥青大大减少。二、技术路线搜集、学习有关彩色沥青混凝土路面施工资料与经验,充分掌握彩色沥青混凝土路面施工中的重点与难点,召开技术人员现场研讨会,组织课题组研究彩色沥青的施工技术要点,经总结,施工技术要点如下:(一)原材料质量检测I、脱色沥青:脱色沥青质量的好坏直接影响彩色混合料质量,根据兰州市天气情况(最高气温达35,最低气温零下15,路面最高温度40)、工程成本以及国内有资质生产脱色沥青的合格厂家多方面咨询、对比,经对样品进行试验,以脱色沥青的技术指标达到设计与规范要求,适合西北地区气候条件为选择依据,对试验结果综合分析比较:沈阳“路达”牌脱色沥青的技术指标不仅满
6、足沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)的要求,而且其技术性能接近改性沥青的技术要求。脱色沥青指标检测结果见下表。脱色沥青性能指标检测结果试验项目技术要求试验结果针入度(25,100g,5s)(0.1mm)80-10095.7延度(5cmmin,15)不小于(cm)100115软化点(环球法)42-5242.0闪点(COC)不小于()230/含蜡量(蒸储法)不大于(%)32.1密度(15。C)(gcm)实测0.996溶解度(三氯乙烯)不大于()99.0/2、粗集料:为保证彩色路面颜色的耐久性,粗集料要选择及颜料颜色一致或尽可能接近的石料轧制而成。应优选红色花岗岩等及颜料颜色接近的石料,
7、但由于选材困难,成本过高,应选择当地的花岗岩机轧碎石,且应有足够的强度及耐磨性。配合比设计时,为突出颜色效果,应适当增加氧化铁粉颜料的用量。粗集料性能指标检测结果见下表。粗集料性能指标检测结果试验项目单位技术要求试验结果石料压碎值不大于%2816.2洛杉矶磨耗损失于不大%30表观相对密度于不小tm32.502.729对沥青的黏附性于不小4级4级针片状颗粒含量(混合料)不大于15水洗法0.075mm颗粒含量不大于%10.63、细集料:可采用及粗集料相同石料轧制而成的机制砂,石屑等。细集料必须干燥、洁净、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配,砂当量、含泥量等指标必须合格。细集料性能指标检测结果见下表
8、:细集料性能指标检测结果试验项目单位技术指标试验结果表观相对密度不小于tm32.502.689坚固性(0.3mm部分)不小于%12含泥量(小于0.075mm的含量)不大于%53.04、填料:选用石料磨细的白色石灰石粉,填料应干燥、洁净,无杂质,细度达到规范要求。填料性能指标检测结果见下表:填料性能指标检测结果项目单位技术指标试验结果表观相对密度不小于tm32.502.684外观无团粒结块无团粒结块亲水系数小于se材料AC-5AC-IOI沈阳配合比沥青碎石石屑过筛51028354228409363天然砂2520石屑281955(03)30(0.6-5)矿粉33352颜料22222沥青(油石比)7
9、.06.07.24.05.5外观比较好差较好较好一般照片比较(1)确定矿料级配按照沥青混凝土表层AC-5I的级配要求,将所用集料的级配筛分结果分别输入EXCel办公软件,借助电子计算机的电子表格进行试配。试配过程中注意关键筛孔的通过率尽量能够接近中值,经反复调试最终结果见下表。矿料合成级配结果I、吊寸37.531.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.07510095553520127510010075554028181010097.56545302012.57.5合成级10010055.144.434.420.612.77.5酉己(2)确定最
10、佳油石比AC-5沥青混凝土的油石比大概为7.5%左右。为此我们按0.5%确定5组油石比制作马歇尔试验试件,分别测定各项指标,试验结果见下表。AC-5沥青混凝土马歇尔试验结果油石比(%)毛体积密度(gc11?)最大理论相对密度空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱与度(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)6.52.2942.4566.620.668.06.192.867.02.3102.4395.320.474.29.183.447.52.3242.4234.120.379.88.643.828.02.3182.4073.720.981.87.884.078.52.3112.3923.421.584
11、.97.024.29以沥青用量为横坐标,以测定的各项指标为纵坐标,分别将试验结果点入图中,连成圆滑曲线。222222212120202020G5y趣爨即8(NX)超世通(UJUJ1.On余)求取相应于密度最大值的沥青用量为a1,相应于稳定度最大值的沥青用量为a2,相应于规定空隙率范围的中值沥青用量为a3o求沥青平均值作为沥青用量的初始值OAC1,OACi=(a+a2+a3)/3按各项指标均符合沥青混凝土技术标准规定的沥青用量范围确0ACmin,OAc皿,求取中值OAC2。OAC2二(0ACmin+0AClnaX)/2由OAG及OACz综合决定最佳油石比,同时要根据普通沥青的油石比实践经验与道路
12、等级、气候条件、交通状况及彩色沥青混凝土的特性,调整确定出最佳油石比0C=7.3%,最终确定AC-5的油石比为7.3%,彩色沥青混凝土目标配合比见表4-1。(3)确定颜料比例按照1%、1.5%、2%、2.5%、3%的颜料比例制作马歇尔试件,分别测定各项指标,试验结果见下表。颜料比例确定颜料比例()稳定度流值1.08.7220.11.59.1324.72.010.2629.72.59.8940.33.08.2744.1(4)彩色沥青混凝土目标配合比的汇总目标配合比材料名称3-5mm碎石砂石屑矿粉颜料油石比重量百分比422528327.3%最佳油石比马歇尔试验结果油石比(%)毛体积密度(gci11
13、3)最大理论相对密度空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱与度(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)7.32.3642.4684.220.379.310.2629.72、彩色沥青混凝土生产配合比设计目标配合比确定之后,使用实际施工所用的沥青混凝土拌合设备进行生产配合比的设计。试验时,矿料按目标配合比设计的比例由冷料仓进入加热滚筒,经震动筛分后进入热料仓,试验人员取热料仓集料进行二次筛分,再一次求出实际配合比,使其合成级配在级配范围内,并最大限度的接近目标配合比级配合成值,按照此级配结果以目标最佳油石比按0.3%差值进行马歇尔试验,得出生产配合比结果。3、彩色沥青混凝土生产配合比验证通常,一般沥青混
14、凝土配合比设计,通过试拌试铺来检验生产配合比。本次彩色沥青混凝土铺筑在我省尚属首次,在保证实体质量的同时,更加突出外观色泽效果,是彩色沥青混凝土区别于黑色沥青混凝土的关键所在。依据目标配合比试拌试铺,经检测,彩色沥青混合料马歇尔指标均能满足规范要求。但从外观来看,没有达到预期效果,外观色泽发暗,没有光泽,表面细集料密集,路面的粗糙度显现不够,甚为平淡。为了进一步突出外观颗粒级配效果及色泽效果,对目标配合比矿料级配在规范(GB50092-96)允许的范围内对4.75mm与0.075mm筛孔通过率进行调整,即4.75mm筛孔通过率由原来的97.5%调整至95.4%,0.075mm筛孔通过率由原来的
15、7.5%调整为6.5%,重新试拌试铺后,经检测混合料马歇尔试验指标完全符合规范要求,外观质量有了明显改善,增强了粗糙度,突出了色泽效果。4、彩色沥青混凝土配合比设计流程上设备进行Jo竽储存罐及生产配合目标配合比阶段沥青输送管道清洗困难,清洗质量无法保证。根据本次脱色沥青的用量,新制作40T脱色沥青储存罐,并重新敷设一套配套管道,以从源头上保证彩色沥青混凝土的颜色纯正。2、为了保证彩色沥青混合料不受污染,对拌缸、运料小车、运输车辆、摊铺碾压设备残留的黑色块料进行清理,并采用有机化工原料对死角部位进行彻底清洗。(四)彩色沥青混合料拌与时间与拌与温度控制1、颜料投放根据配合比试验,氧化铁粉颜料的掺加
16、剂量为沥青混合料的2%时,即能突出彩色沥青路面的颜色效果,又实现节约成本的目的。为了准确控制颜料的投放量,对每盘混合料拌与量按2.5t控制,所掺加的颜料为50kg(25kg包),用人工从拌缸窗口加入,即节约了投料前的分装费用与损耗,同时又节约了时间,降低了劳动强度。2、拌与时间控制传统的黑色沥青混凝土拌与时,矿料加热进入拌缸后,即刻进行喷油拌与,但彩色沥青混合料的拌与时,在矿料加热进入拌缸后,人工加入颜料,此时为了确保颜料及矿料充分拌与,须先干拌10T5秒后才开始喷油,以防颜料结团、分散不均匀,导致混合料色泽不一致的现象发生。彩色沥青混合料的总体拌与时间比改性沥青拌与时间延长IOT5秒。3、拌
17、与温度控制由于脱色沥青的性能接近改性沥青,所以在拌与温度按改性沥青拌与温度下线控制,即应控制在170CT80C左右。(五)碾压质量控制由于脱色沥青的性能接近改性沥青,沥青的粘度较大,拌与温度较高,但摊铺厚度仅为3cm,温度损失较大,因此要坚持“紧跟慢压”的原则,尤其对局部麻面处理要在压路机初压后处理,否则温度降低后处理部位会产生颜色差异,而且容易出现压碎石料,形成“白点”或“白线”,影响外观质量。(六)彩色沥青混凝土路面施工前必须铺筑试验段。通过试铺确定摊铺速度、碾压温度、碾压速度等关键技术指标。4、彩色沥青混凝土生产、路面铺筑照片彩色沥青混凝土生产彩色沥青混凝土碾压备(一)经过试验段铺筑确定
18、彩色沥青混凝土的生产工艺如下图:彩色沥青混凝土生产工艺图(二)温度参数:冷料配料上料工序标准温博(0C)测量部位沥青加热温度集料加热沥青罐集料加热温度175-135热料提升斗混合料出厂温度P1.1.1弓八运料车二次筛分混合料废弃温度运料车mJJ1U2摊铺温度不侪干、aEn摊铺机开始碾压的混合料矿料配料拌和摊铺层内部内部温度IkqJ*dtu碾压终了的表面温-r1摊铺层内部度矿粉计量加入拌和开放交通温度不高于50路表面(三)施工工艺流程及颜料计量加入拌和1、工艺流程J脱色沥青加热一二莅在昌加.人多和验收路面基层浇洒冲层油试军段铺筑确定施工工艺1号力时()验证施工组织的合理性原材料验收合格混合料运输
19、混合料摊铺碾压接缝处理2、工艺参数之嬴一(1)矿料进入拌缸后依取罚皿).羽g颜料,干拌IOs,然后打入沥青后拌与,并延,嬴佥收I以能保证拌与的均匀性。(2)经多次试验,颜料町添加量为沥青混合料重量的2%,采用人工辅助添加。I成七维护一(3)其它参数:摊铺采用机械摊铺,摊铺宽度根据轻车道幅宽2.37m一次摊铺;压实机械采用双钢轮振动压路机,碾压速度不超过5kmh(四)设备:1、拌与设备:采用德国产“泰尔托”2000型沥青碎拌与站、全自动电脑控制,具有可视画面监控系统,产量为200Th0生产彩色沥青混凝土时产量为160Tho2、压实设备:B0MAG123ADHDT3两台振动压路机。3、运输设备:8
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