城市道路改性沥青混凝土路面施工中的温度控制

'城市道路改性沥青混凝土路面施工中的温度控制王丽,王敏(黑龙江省交通科学研究所)摘要:在施工中探讨改性沥青混凝土施工全过程的温度控制对路面质量及使用性能的影响关键词:沥青混凝土;改性沥青;温度控制中图分类号:U416.217文献标识码:C文章编号:1008-3383(2007)09-0043-011前言随着城市交通量的不断增大,,车辆大型化及超载运输情况越来截越严重,对城市路面的使用性能要求越来越高,所以城市道路推广改性沥青混凝土路亦是城市道路发展的必然,特别是城市交通岗众多,车辆停行,对交通岗前行车道路路面的推挤,形成行车车辙,推广与应用改性沥青混凝土路面是解决这一问题的途径之一。同时也是解决我国重交通沥青需求矛盾的有效途径。现使用的改性沥青路面是热塑性橡胶改性沥青路面,它的特点是温度敏感性,施工时温度控制要求非常严格,降温速度快,成型温度高,虽然初期投入比较大,但改性沥青路面具有可改善路面使用性能,降低营运费用,延长大、中修周期,减少二次投入等优点,具有总体上的经济性,如何更好地控制施工温度,直接影响路面的内在质量、外在质量和使用效果,现以哈尔滨市二环快速干道和尚志大街海城道路工程为例,说明各环节的温度控制标准及经验。2改性沥青的温度控制2.1生产加工中的温度控制使用的改性沥青基质沥青为AH-90,改性剂为SBS,是热塑性橡胶,加工时,用高速剪切机将SBS剪切并研磨成小于5的微粒,均匀分布在基质沥青中,经拌合站实际生产,加工时温度控制在165～170℃效果最理想,大于195℃时出现性能改变,不能出厂使用。2.2运输时的温度控制改性沥青的生产是在混合料同一场地进行,要注意保温输送,如果不是在混合料同一场地,运输过程将使改性沥青降温,对此必须对运输车辆加强保温措施,使温度降价不超过20～30℃。2.3储存时的温度控制改性沥青到站后要测量温度,一般为150℃左右,此温度可直接注入储存罐中,当温度低于140℃时,要进行二次加温,使之达到150℃以上再注入储存罐中,当发现温度低于120℃时,改性沥青应严格重新试验,达不到技术要求的要清除出场,储存罐要求具有加热设备,搅拌设备和泵送循环设备。并且不间断地搅拌或泵送循环使之之达到并保持160～170℃,而且储存改性沥青不超过3d,否则会降低使用效果。2.4混合料拌和前改性沥青的温度控制改性沥青喷入拌和机仓以前要加热,将温度控制在170～175℃之间,由于其粘度大,低于155℃时,喷不到拌和仓中。3改性沥青混合料的温度控制3.1配合比设计时的温度控制配合比度试验时,改性沥青送到试验室的温度不能低于150℃,且不能超过72h以保持改性沥青的性质,改性沥青混合料进行马歇尔试验时,温度要比普通沥青混合料提高10～20℃,流值放宽到2～5mm,这样才可以准确确定矿料及最佳改性沥青用量。3.2拌和及出料时的温度控制矿料加热至180～190℃,使矿料和沥青及填料拌和后,出料温度控制在165～175℃之间。此时混合料各种性质量佳,在控制室内,根据每斗料的温度显示及时调整温度高低,使之控制在合理范围内,当个别斗出料温度超过200℃时,混合料必须废弃。3.3储存仓中的温度控制如果有储存仓起到二次拌和作用,混合料倒入储存仓中,使混合料重新混合使温度均匀,一般情况下,混合料在储料仓中保存0.5h,温度不会降低,当因生产或其他原因需短时间储存时,时间不宜超过24h,储存期间温度降低不应超过10℃,必要时可以二次加温,防止混合料老化、滴漏、及粗细集料颗粒离析等影响产品质量的情况。3.4抽提试验的温度控制对混合料进行取样试验时,要在拌和机出口取样,做好详细记录并立即成型,避免因改性沥青混合料二次加热,造成试验结果不准确的问题。4施工现场的温度控制4.1运输时的温度控制改性沥青混合料运输时,必须采用大吨位自卸车,并备用可以覆盖整个料车的防水和保温蓬布,使运输过程中温度降低不超过10℃,外层不低于130℃,禁止出现外层形成硬壳的现象,否则必须将硬壳废弃。4.2摊铺时的温度控制摊铺时采用大型摊铺机,摊铺机开动熨平板的振动装置不间断地振动,使摊铺出来的混合料温度不小于150℃,由于改性沥青层只有4cm,摊铺出来的混合料实际降温速度很快,在30℃的气温中摊铺出15～20m时,就已经降温5℃。所以,必须保证摊铺出的混合料具有较高的温度,才能为碾压成型奠定基础。4.3碾压时的温度控制碾压要在摊铺后紧接着进行并且要用双驱双振钢轮压路机,用高频率、低振幅挡位快速碾压,保证在110℃之前碾压完成,否则温度低于100℃,将使路面出现在微小裂纹,导致路面作废。4.4横接缝的温度控制横接缝的施工采用平接缝,施工前涂粘层油用熨平板预热,在摊铺机摊铺出2m处,就要立即开始横向碾压接缝,完成后洒水,使横缝冷却至50℃以下,不再产生推移变形后,(下转第45页)·43· 第9期大体积混凝土裂缝防治措施的探讨总第163期击或越冬时经受长时间的剧烈降温后产生的。所以在施工时能减少混凝土的暴露面和暴露时间,就可以使这些混凝土表面减少遭遇寒潮冲击,并在越冬时避免直接接触寒冷空气,从而减少产生裂缝的可能性。大体积混凝土浇筑后,加强表面的保湿、保温养护,对防止混凝土产生裂缝具有重大的作用。保湿、保温养护的目的有三个:第一,减少混凝土的内外温差,防止出现表面裂缝;第二,防止混凝土骤然受冷,避免产生贯穿裂缝;第三,延缓混凝土的冷却速度,以减少新老混凝土的上下层约束。总之,在混凝土浇筑后,以适当的材料加以覆盖,采取保湿和保温措施,不仅可以减少升温阶段的内外温差,防止产生表面裂缝,而且可以使水泥顺利水化,提高混凝土的极限拉伸值,防止产生过大的温度应力和温度裂缝。6提高混凝土的极限拉伸值混凝土的收缩值和极限拉伸值,除与水泥用量、集料品种和级配、水灰比、集料含泥量等因素有关外,还与施工工艺有关和施工质量密切相关。因此,通过改善混凝土的配合比和施工工艺,可以在一定程度上减少混凝土的收缩和提高混凝土的极限拉伸值,这对防止产生温度裂缝也起到一定的作用。大量施工现场试验证明,对浇筑后未初凝的混凝土进行二次振捣,能排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋之间的握裹力,防止因混凝土沉落而出现的裂缝,减少混凝土内部微裂,增加混凝土的密实度,使混凝土的抗压强度提高10%～20%,从而可提高混凝土的抗裂性。混凝土的二次振捣有严格的时间标准,二次振捣的恰当时间是指混凝土振捣后尚能恢复到塑性状态的时间,这是二次振捣的关键,掌握二次振捣的恰当时间是:将运转着的振捣棒以其自身的重力逐渐插入混凝土中进行振捣,混凝土在振捣棒漫漫拔除时能自行闭合,不会在混凝土中留下孔穴,则可以认为此时施加二次振捣是适宜的。在传统混凝土搅拌工艺过程中,水分直接润湿石子的表面;在混凝土成型和静止过程中,自由水进一步向石子与水泥砂浆界面集中,形成石子表面的水膜层。在混凝土硬化后,由于水膜层的存在而使界面过渡层疏松多孔,削弱了石子与硬化水泥砂浆之间的粘结,形成混凝土中最薄弱的环节,从而对混凝土的抗压强度和其他物理力学性能产生不良影响。改善混凝土的搅拌工艺,可以提高混凝土的极限拉伸值,减少混凝土的收缩。为了进一步提高混凝土的质量,可以采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石的搅拌新工艺。这样不仅可以有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中,使硬化后的界面过渡层的结构致密,粘结强度增强,而且可以使混凝土的强度提高10%左右,当混凝土强度不变时,可以减少7%左右的水泥,从而也减少了水化热。7改善边界约束和构造设计防止大体积混凝土产生温度裂缝,除可以采取以上施工技术措施外,在改善边界和构造设计方面可以采取下列技术措施。(1)采用“后浇带”分段施工的方法:“后浇带”间距20～30m,保留时间不少于40d,带宽70～100cm为宜,混凝土强度等级比原结构提高一级的膨胀性混凝土。(2)合理配置钢筋:在一般常温和允许应力状态下,钢的性能是比较稳定的,与混凝土的热膨胀系数相差不大,因而在温度变化时,钢与混凝土之间的内应力很小,而钢的弹性模量比混凝土的弹性模量大6～16倍。当混凝土的强度达到极限强度、变形达到极限拉伸伸值时,应力开始转移到钢筋上,从而可以避免裂缝的开展。(3)设置滑动层;混凝土由于存在边界约束才会产生温度应力,如果在与外约束的接触面上设置滑动层,对减少温度应力将起到显著作用。滑动层的具体做法有:涂刷两道热沥青加铺一层沥青油毡,或铺设10～20mm厚的沥青砂,或铺设50mm厚的砂或石屑层等。(4)避免应力集中:在结构的孔洞周围、变断面转角部位、转角处等,由于温度变化和混凝土收缩,会产生应力集中而导致混凝土裂缝。为此,可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片;在变断面初避免断面突变,可作局部处理使断面逐渐过渡,同时增配一定量的抗裂钢筋,这对防止产生裂缝是有很大作用的。(5)设置缓冲层:在高低板交界处、底板地梁处等部位,用30～50mm厚的苯板作垂直隔离,以缓冲基础收缩时的侧向压力。以上的施工技术措施可以有效的降低大体积混凝土的裂缝问题,但在大体积混凝土凝结硬化过程中还需要加强混凝土内部的测温工作,准确的了解混凝土内部的温升情况,及时采取有效措施,确保使大体积混凝土裂缝得以降低,以满足结构的正常使用功能。收稿日期:2007-06-12(上接第43页)再开始纵向碾压整个摊铺断面,并且在当天施工完成后,就进行铺砂切割成缝,禁止第二天再成缝。4.5低温施工时的温度控制在低温条件下进行施工时,应根据混合料温度和降温速率掌握好碾压时间,应在120℃前结束碾压作业,当气温低于10℃时,不得进行改性沥青混合料路面施工。5施工缺陷修补时的温度控制由于施工时摊铺宽度7～12m,所以免不了再出现个别离析,坑洼横棱等现象,在施工中应及时修补。5.1离析现象离析现象必须及时发现,碾压前用热混合料摊洒在离析处,并将大粒径料用搂耙搂出,或者用小筛筛出小料均匀地洒在离析处,并立即碾压。5.2坑洼现象坑挖现象是由于下面层有较深坑挖,在摊铺改性沥青混凝土料时,由于该处厚度较周围厚,而松方系数一致,所以摊铺完后,碾压时该处沉降量大形成的,处理它时,要求在终压前并不低于120℃时,将热料用锹均匀洒布并扒平,留好松方系数再碾压成型。5.3横棱现象由于下面层有波浪或横棱,或者在摊铺过程中机械停顿时间较长所致,要除去它必须在120℃以上,和终压前垂直路线方向进行振动碾压,并采用低振幅、高振频档位,横棱消除后,再顺路纵向轻压成型。6结束语由于改性沥青技术在黑龙江省刚开始推广使用,我们对它的一些性能还不能完全了解,我国对改性沥青的研究至今也还未形成一个规范化的准则,因此,还必须在施工生产中去认识、实践,从实践中积累经验,把黑龙江省的改性沥青路面建设的更好。收稿日期:2007-05-29·45·'