高速公路沥青路面施工中机械发泡温拌技术的应用.pdf
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1、总663期2023年第33期(11月 下)0 引言传统热拌沥青施工技术对温度要求较高,混合料温度通常控制在155165 范围内,生产时能源消耗量较大,且会产生大量CO2、CO等有害气体,对环境造成严重污染。而机械发泡温拌技术作为一项新型施工技术,主要是以水为原料对沥青进行发泡处理,能有效降低沥青黏性,在保证性能满足施工要求的基础上,显著降低CO2、CO等有害气体排放量和能源消耗。为此,本文结合实际工程案例,系统探究了沥青路面施工中机械发泡温拌技术的应用,总结施工技术要点。1 工程概况某高速公路项目,设计长度 303.590 km,整体为南-北走向,路面面积5 201.6 km2。针对本项目服务
2、区匝道 BKO+540BKO+670路段下面层采用机械发泡温拌技术进行施工。沥青路面结构形式为:36 cm厚水稳碎石基层+8 cm厚ATB-25下面层+6 cm厚superpave-20中面层+4 cm厚superpav-13上面层。沥青采用A级70#沥青,集料采用质地优良的级配碎石,发泡装置采用YJMM-LF3000A型发泡沥青温拌设备。2 泡沫沥青温拌技术原理、特点及所用设备2.1 技术原理发泡降黏型温拌技术主要是以水为原料对沥青进行发泡处理,以有效降低沥青黏性。而机械发泡温拌技术则是采用液态水与高温热沥青混合,水温显著升高,瞬间转化为气态,体积膨胀,压力增大。蒸汽受压力作用进入沥青内部,
3、生成沥青泡沫,发泡速度较快,倍数较大。2.2 技术特点泡沫沥青温拌技术具有以下特点:降低生产、施工温度,节省燃料成本;节约能源,减少废物排放量;性能良好,各项性能满足规范要求。2.3 设备泡沫沥青温拌设备主要包括控制系统、水箱、发泡装置三部分。发泡装置主要设置于拌和机械沥青喷射管位置。泡沫沥青拌和时,应根据配比要求在发泡装置内添加水、沥青等材料,通过启动装置实现控制系统与发泡装置联动。YJMM-LF3000A 型发泡沥青温拌设备发泡管采用不锈钢管,根据拌和设备合理选用发泡管型号,确保匹配良好。3 应用效果3.1 沥青混合料配合比及路用性能本工程按照试验段沥青路面下面层 ATB-25 配合比,得
4、出集料配比:2333mm(6#)1723mm(5#)1117mm(4#)711mm(3#)47mm(2#)04mm(1#)矿粉=2523128820.53.5;最佳油石比3.8%。按照以上配比结果,并根据相关规范要求制备标收稿日期:2023-06-08作者简介:范京龙(1983),男,河北石家庄人,工程师,从事公路工程施工工作。高速公路沥青路面施工中机械发泡温拌技术的应用范京龙(石家庄市公路桥梁建设集团有限公司,河北 石家庄 050000)摘要:热拌沥青混合料生产及施工阶段温度较高,容易导致沥青老化,并产生大量有害气体,对环境造成污染。为有效解决沥青路面施工中沥青老化问题,降低环境污染,提高路
5、面施工质量,结合某高速公路施工实践,提出了机械发泡温拌技术,介绍了泡沫沥青温拌技术原理、特点等,根据试验段施工实际情况,确定了发泡温拌沥青混合料配合比,并系统分析了沥青混合料路用性能,总结了机械发泡温拌混合料施工控制要点,最后对比分析了其环保、经济效益。结果显示:机械发泡温拌沥青混合料强度、抗水损、抗车辙性能均符合相关标准要求;试验段沥青路面空隙率、饱和度、矿料间隙率等相关指标全部满足规范及设计标准要求;与传统热拌技术相比,机械发泡温拌技术经济、环保效益显著,能有效降低燃料费用6.8元/t,降耗率达26%。充分证明该技术用于沥青路面施工完全可行。关键词:沥青路面;机械发泡;温拌沥青中图分类号:
6、U414文献标识码:B82交通世界TRANSPOWORLD准试件,对沥青混合料马歇尔残留稳定度、动稳定度进行检测。检测结果见表1。表1 配合比验证结果试验项目实测油石比(%)毛体积相对密度空隙率(%)沥青饱和度(%)马歇尔稳定度kN流值mm最大理论相对密度浸水残留稳定度(%)动稳定度(次/mm)渗水系数(mL/min)矿料间隙率VMA技术指标3.06.060.070.015.080.01200.0120.012.50检测结果3.802.4574.4065.0019.105.402.57384.002 156.016.0012.60从表1可知,3.8%油石比条件下成型的ATB-25机械发泡温拌沥
7、青混合料标准试件,强度、抗水损、抗车辙性能等指标均符合现行规范相关规定。3.2 机械发泡沥青混合料生产根据本项目试验段机械发泡温拌技术施工实际情况,混合料拌制时间为50 s,温度控制在135 左右,混合料制备完成后质地较为均匀,沥青裹覆饱满;热拌沥青混合料拌制时间通常为45 s,温度为163 左右,由此可见,机械发泡温拌技术明显降低了拌和温度。4 试验路段检测结果本公路项目试验段铺设成型后,待强度满足要求后进行钻芯检测,详细结果见表2。表2 试验段钻芯结果取芯位置K0+520(居中2.0 m处)K0+630(居中1.5 m处)K0+640(居中2.2 m处)K0+820(居中2.7 m处)K0
8、+940(居中1.8 m处)芯样厚/mm80.082.081.079.081.0芯样密度2.4142.4302.4102.4322.460相对理论最大密度2.5582.5582.5582.5582.558空隙率(%)5.505.505.904.803.70饱和度(%)61.2064.1060.3064.3070.10矿料间隙率14.3013.8014.5013.7012.70压实度94.3095.1094.1095.2096.10从表2可知:试验段沥青路面空隙率、饱和度、矿料间隙率等相关指标全部满足规范及设计标准要求。5 机械发泡温拌施工控制要点5.1 主要机械设备采用机械发泡温拌技术进行沥青
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