一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺 |
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| 申请号 | CN202311304740.X | 申请日 | 2023-10-10 | 公开(公告)号 | CN117431796A | 公开(公告)日 | 2024-01-23 |
| 申请人 | 同济大学; | 发明人 | 孙立军; 宋心怡; 张宏超; 杜晓博; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种即热式 沥青 混凝土 薄层铺装施工工艺，通过在 摊铺机 上加挂即热器，对薄层铺装沥青混合料进行二次加热，同时对新旧铺装层 接触 区域进行即时加热，一方面延缓薄层铺装沥青混合料的降温速度，争取到更多的 压实 作业窗口时间；另一方面，新旧铺装层间形成热接触，生成更加牢固的热熔粘接，取代了传统的层间较差的冷热接触粘接方式。与 现有技术 相比，本发明具有降低工程造价、加 热能 耗低、施工 质量 好和使用方便的优点，可进一步促进热拌沥青混合料薄层铺装技术在道路建设中的推广应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺技术领域背景技术[0002] 当今资源短缺和环境恶化的压力不断增大，可持续发展面临严峻挑战。为积极建设资源节约型、环境友好型社会，交通运输部在全国范围内大力推进“绿色公路”建设，呼吁从控制资源占用、减少能源消耗以及降低排放污染等方面全面提升公路建设水平，并要求着眼于全寿命周期成本，强化建养并重的思想。我国公路新建和养护里程基数大，并且仍在逐年攀升，降低工程成本和对天然石料、石油沥青等资源的消耗已然成为道路工程领域长期亟待解决的问题，降低沥青面层厚度将成为未来道路行业发展趋势。 [0003] 相对于传统的4cm厚度沥青抗滑磨耗层，薄层铺装厚度仅1～2.5cm，材料成本节约40％～70％，明显节省造价。此外，由于薄层铺装可以部分替代传统沥青抗滑磨耗层的作用，能够恢复旧路面的平整度和行车舒适性，延长路面的使用寿命，因而薄层铺装技术越来越多地得到应用，既可用于新建道路的表面层施工，又可用于各类道路预防性养护中修复路表微小裂纹养护工程，特别适用于沥青路面大中修工程，是恢复路面外观和平整度的廉价高效手段。 [0004] 但受沥青材料的耐热性限制，沥青混凝土仅能拌和加热到160～180℃，其热容量约837～921J/(kg·℃)，薄层铺装的厚度仅1～2.5cm。因此，相对于自然环境温度，薄层铺2 装层施工作业的热量储备仅20～50kJ/m，而薄层铺装的厚度小、保温能力弱，在施工作业现场受到环境温度、风、下卧层热传导等因素影响，向空气和旧路面两个方向迅速散失，其自身温度下降速度相较于传统厚度较快。此外，由于沥青混凝土薄层的温度下降快，沥青的粘度随温度下降而迅速增加，沥青混凝土更快地丧失流动性，压实作业窗口时间被缩短，对施工组织和压实速度的要求增加。实践中，目前的薄层铺装仅能在盛夏季节和精密组织的条件下进行，否则难以碾压密实、保证施工质量。另外，热铺的新层次与温度较低的旧下卧层存在100℃以上的温差，即便新铺层次向下卧层不断发生热传递，下卧层的升温幅度仍然有限，不足以达到接触面热熔的程度，因此新旧铺装层之间的“冷”粘接问题由来已久，导致其强度较低。热拌沥青混合料薄层相较于普通沥青层厚度降低，总体热量储备少、降温快，新旧铺装层之间的“冷”粘接问题更加突出，层间接触面无法形成良好的粘结而容易发生结构层分离，实践中表现为掉粒、脱皮等路面病害。 [0005] 综上所述，沥青混凝土薄层铺装技术具有造价低的优势，逐渐成为未来道路建设与养护技术发展趋势，会越来越多地使用。但同时存在温度下降快、压实作业窗口时间短、层间粘接差的技术困难，实践中出现了掉粒、脱皮等严重病害，限制了薄层铺装的广泛应用。 [0006] 对于上述青混凝土薄层铺装过程中存在的问题，现有技术已提出相应的解决方案： [0007] (1)加强层间粘接——防止脱皮 [0008] 为了解决沥青混凝土薄层铺装与旧路面的粘结问题，国内外普遍采用喷洒沥青粘结层的方式以防止上层罩面材料脱皮。在目前相对成熟的技术和规范中，对粘结层材料的种类和用量给出了相应的推荐值，例如AASHTO规定采用慢裂型乳化沥青作为粘结层；法国则通常采用快裂型阳离子乳化沥青；日本采用橡胶改性乳化沥青作为大孔隙排水路面的粘结层；以及目前应用最为广泛的薄层罩面技术NovaChip采用高粘改性乳化沥青NovaBond，2 起到封层和粘层的双重作用，撒布量通常在0.6～1.4L/m。此外，我国对于该方面的研究与已授权公开的专利更多聚焦在研发粘性更强的沥青粘层油以及针对不同的工况和新旧面层材料给出最佳撒布量，但尚未形成普适、科学有效的粘结层设计方法，在各类实体工程中通常采取现场铺设试验段与相关室内外试验相结合的方法确定具体用量，且普遍将粘结层材料的选择限定在不同种类的改性乳化沥青。 [0009] 乳化沥青在实际使用中需要一定时间进行破乳，过长的等待时间大幅降低施工效率，对此现有大量工程为满足施工速度与进度的要求，应用同步摊铺设备(如Novapaver型)，将热拌沥青混合料立即摊铺在刚撒布的粘结层上并进行碾压，导致乳化沥青破乳后产生的水分积聚在层间不能及时排出或存在蒸发不充分的问题，为层间粘结失效埋下隐患，因而在竣工后的通车使用中仍然出现早期脱皮的问题。 [0010] (2)使用高粘沥青结合料——防止掉粒 [0011] 沥青混凝土薄层铺装作为路面表面磨耗层，受气候环境与车辆荷载等因素影响最为显著。在太阳辐射、雨水冲刷、轮胎磨损等多种外力作用下，表面层应当具有抗滑、抗车辙、抗磨耗、降噪等长期优良性能。为此，当前各类罩面层材料更多采用间断级配(如SMA型)或开级配大孔隙沥青混合料(如OGFC型)，粗集料所占比重高，可同时满足路面构造深度大、路表排水能力强、便于乳化沥青粘结层水分蒸发的要求。同时由于铺装厚度的限制，为防止结构分离松散，各类工程广泛采用高粘改性沥青作为结合料以增强粗集料骨架的粘结性。例如NovaChip超薄磨耗层技术搭配使用NovaBinder改性沥青，具有特强的粘结力和抗老化性能，要求满足AASHTO MP1、ASTM D6084和SUPERPAVE的粘结料性能要求，减少粗骨料在多种因素作用下发生早期掉粒的问题。我国的多数工程则采用在道路石油沥青、普通橡胶改性沥青或SBS改性沥青中加入多种聚合物添加剂或抗剥落剂，以制备出高粘沥青结合料。 [0012] 高粘沥青的使用在一定程度上缓解了薄层铺装掉粒的问题，但显著提升了工程成本，并且由于薄层混合料温度下降快，进一步加剧了高粘沥青混合料难以压实的问题。 [0013] (3)其他手段 [0014] 对路面进行预热可在一定程度上延长薄层的摊铺与压实时间，现有技术已将路面加热应用至沥青薄层罩面施工中，对旧路面的加热温度与新拌合的混合料仍有一定温差，且加热过程与摊铺过程异步进行，即根据目标加热温度，先利用路面加热设备对原路面进行一级或多级加热，而后摊铺机进行粘结层沥青撒布与热拌混合料摊铺。 [0015] 目前采用的沥青路面加热方式主要有热风循环加热、红外线辐射加热与微波加热，考虑到设备加热效率与长时间加热可能导致的沥青老化，需要利用多台设备实现多级加热从而达到目标温度，工作效率远低于摊铺机，在实际施工作业时加热设备还需要与摊铺机保持一定距离，为运料车上料预留足够空间，这将导致大量的热量损失而造成资源浪费，并且对现有设备的改造难度较大。 [0016] 因此，亟需提供一种能提高效率，且能对沥青路面即时加热的施工工艺。 发明内容[0017] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺，通过对薄层铺装沥青混合料和路面进行加热，延缓薄层铺装沥青混合料的降温速度，争取到更多的压实作业窗口时间。另一方面，新旧铺装层间形成热接触，生成更加牢固的热熔粘接，取代了传统的层间较差的冷热接触粘接方式。 [0018] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： [0019] 本发明提供一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺，包括以下步骤： [0020] S1：施工准备： [0021] S1‑1准备适合薄层铺装施工的沥青混合料； [0022] S1‑2分析评价原路面或下卧层的路表状况； [0023] S1‑3准备施工设备，并对沥青摊铺机加挂即热器； [0024] S1‑4基于S1‑2中的分析评价结果，结合工程需求、现场气候和环境条件，初拟施工方案，按照初拟施工方案进行试验段铺筑，并进行质量检测，根据试验结果对初拟施工方案进行调整，确定最终施工方案； [0025] S2：现场施工： [0026] S2‑1依据S1中最终施工方案设计的薄层铺装厚度，调整混合料中集料、填料和改性沥青的比例，标定和调整拌和机，控制改性沥青和集料的加热温度，以及沥青混合料出厂温度； [0027] S2‑2采用自卸车运输混合料，并对沥青混合料的出厂温度和到场温度进行检测； [0028] S2‑3采用加挂即热器的摊铺机进行摊铺作业，同步进行原路面或下卧层加热和薄层铺装沥青混合料的二次加热和摊铺； [0029] S2‑4在摊铺后的作业面采用压路机碾压； [0030] S2‑5根据薄层铺装的特点和路面使用性能，结合沥青混凝土路面的验收标准对施工路段进行检测验收； [0031] S2‑6终压完成后，待路面冷却至50℃以下即可开放交通。 [0032] 进一步地，S1‑1中，所述沥青混合料为热拌沥青混合料，所述沥青混合料的原材料包括粗集料、细集料、填料、沥青或改性沥青以及木质或矿物或聚酯纤维；所述沥青混合料的拌合温度为160～180℃；所述薄层铺装的厚度为1.0～2.5cm。 [0033] 进一步地，S1‑2中，具体为：对原路面或下卧层路表状况的分析评价包括病害分析、状况评价和路表沥青残留状况评价； [0034] 所述路表沥青残留状况评价包括以下步骤： [0036] S1‑2‑2采样：对原路面进行简单清洁，去除表面明显的杂物并吹净灰尘后，对洁净干燥的原路面拍照； [0037] S1‑2‑3评估：借助图像分析软件，对原路面的表面状况进行评估，以集料裸露面积百分率为指标，并对原路面各点位的评估值进行简单平均，获得原路面集料裸露面积百分率评估值，并根据评估结果，提出对应的原路面撒布粘层处理方式；更进一步地，具体处理方式为：集料裸露面积百分率高，则标明残余沥青少，应多撒布粘层沥青；集料裸露面积百分率低，则表明残余沥青多，应少撒或不撒布粘层沥青，相对传统的施工，明显节约材料用量。 [0038] 进一步地，S1‑3中，所述即热器为可拼接的条状即热器；更进一步地，单个即热器长度为1m或2m，采用可伸长的拼接设计，根据实际摊铺作业宽度，在即热器安装加挂时，安装相应数量的即热器，满足对应宽度的路面加热需求； [0040] 进一步地，S2‑1中，所述改性沥青加热温度为160～170℃，集料加热温度为180～190℃，混合料出厂温度为165～175℃。 [0042] 采用温度计进行温度检测，使得混合料出场温度满足165～175℃，到场温度不低于150℃。 [0043] 进一步地，S2‑3中，摊铺前需预热熨平板与即热器，对受料斗和螺旋送料器涂防粘剂，摊铺温度为160℃～170℃； [0044] S2‑3中，所述对原路面或下卧层加热具体为：所述原路面或下卧层与薄层铺装热拌沥青混合料即将接触区域的即热加热温度达到120～180℃，以实现对路表残存或撒布粘层沥青的熔融，提高层间结合强度；确保达到层间的“焊接”结合，防止脱皮等薄层铺装典型病害；更进一步地，即将接触区域为：由于即热器的安装位置位于螺旋横向布料器前方，摊铺机前进作业时，即热器首先对当前经过的原路面(或下卧层)进行即时加热，紧接着薄层铺装热拌沥青混合料经螺旋横向布料器沿着即热器坡面下滑，撒布在刚加热过的原路面区域(或下卧层)上；将摊铺作业任意时刻下，即热器下方的原路面加热区域称为即将接触区域；即热加热温度为：即热器对即将接触区域的加热温度称为即热加热温度； [0045] S2‑3中，薄层铺装沥青混合料的二次加热具体为：所述混合料沿即热器坡面向下滑动过程中再次升温至160～180℃，延长薄层铺装碾压作业窗口时间，在春秋季的低温条件下，有效确保了薄层铺装的碾压密实度。 [0046] 进一步地，S2‑4中，在碾压时，压路机先压新铺层15cm，逐渐斜向移位错过新铺层再与新铺的混合料一起碾压，再改为纵向碾压使之平顺紧密； [0047] 纵向接缝处采用垂直接缝处理，采用铣刨去边的方式清除接缝处未压实的混合料；横向接缝采用垂直的平接缝，垂直用路中线切除端部。 [0048] 进一步地，S2‑5中，所述验收过程需要满足以下条件： [0049] S2‑5‑1路表面平整均匀，无出现泛油、松散、裂缝和明显离析现象； [0050] S2‑5‑2纵向接缝应紧密、平顺，若设置乳化沥青粘结层，则粘层乳化沥青不可搭接喷洒； [0051] S2‑5‑3薄层铺装与路缘石及其它构筑物密贴接顺，不得有积水或漏水现象； [0052] S2‑5‑4实测质量控制标准包括：厚度、压实度、平整度、渗水系数、摩擦系数与构造深度； [0054] 进一步地，所述加热控制系统的工作控制模式分为手动控制模式和自动控制模式，以适应不同的施工状况，具体为： [0055] 手动控制模式下，操作人员在控制面板上手动设置即热器现时功率P，并随时进行手动调整；所述手动控制模式中，即热器按设定功率产生热量； [0056] 自动控制模式提供了适用于多种作业类型的模式选项，操作人员可根据施工需要设置自动运行模式，也可以具体设置各种运行参数，包括系统参考摊铺速度V、加热功率P和各温度反馈参数，以便进行实时计算和调整，实现即热器与薄层摊铺作业的同步联动。 [0057] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： [0058] 1、本发明通过对薄层铺装沥青混合料进行施工现场二次加热，延缓薄层铺装沥青混合料的降温速度，争取到更多的压实作业窗口时间。 [0059] 2、本发明通过对新旧铺装层接触区域进行即时加热，使新旧铺装层间形成热接触，生成更加牢固的热熔粘接，取代了传统的层间较差的冷热接触粘接方式。 [0061] 图1为实施例1中薄层铺装沥青混合料的运动方向示意图； [0062] 图2为实施例1中薄层铺装沥青混合料的运动方向(即热器局部)示意图； [0063] 图3为实施例1中薄层铺装与下卧层接触尖端温度分布示意图； [0064] 图4为实施例1中弧面光滑式即热器外观示意图； [0065] 图5为实施例1中弧面褶皱式即热器外观示意图； [0066] 图6为实施例1中斜面光滑式即热器外观示意图； [0067] 图7为实施例1中斜面褶皱式即热器外观示意图； [0068] 图8为实施例1中即热器控制逻辑与控制面板示意图； [0069] 图9一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺的流程框图； [0070] 图10为实施例1中原路面集料裸露面积评估值为50％的示意图； [0071] 图11为实施例1中原路面集料裸露面积评估值为0％的示意图。 [0072] 图1中标记说明： [0074] 图2中标记说明： [0075] 9‑薄层铺装沥青混合料二次加热面，11‑旧铺装层或下卧层加热面； [0076] 图3中标记说明： [0077] 6薄层铺装沥青混合料，7‑旧铺装层或下卧层； [0078] 图4中标记说明： [0080] 图5中标记说明： [0081] 17‑弧面褶皱式侧壁； [0082] 图6中标记说明： [0083] 18‑斜面光滑式侧壁； [0084] 图7中标记说明： [0085] 19‑斜面褶皱式侧壁。 具体实施方式[0086] 下面通过实施例对本发明的具体实施方式作详细说明，这些实施例在以本发明所述方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [0087] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。 [0088] 实施例1 [0089] 本发明施工工艺的原理主要在以下几个方面： [0090] (1)二次加热原理。薄层铺装热拌沥青混合料的拌和出厂温度约160～180℃,车辆运输到施工现场的过程中丧失部分热量，经摊铺作业后进一步丧失热量，碾压作业开始时的温度约120～140℃，因为薄层的厚度仅1～2.5cm，蓄热量较少、保温差且降温快，所以松铺层的温度下降更快，容易导致压实不足等施工质量问题。 [0091] 本发明在摊铺机加挂即时加热设备，对薄层铺装热拌沥青混合料进行二次加热，将其温度从120～140℃重新提高到160～180℃,使其恢复到碾压作业所需的适宜的粘度，同时恢复其蓄热量，以尽量降低其失温速率。 [0092] (2)热粘接原理。如图1所示，摊铺机包括驾驶室1、料斗2、履带3、螺旋横向布料器4和熨平板5，料斗2中装入薄层铺装沥青混合料6，本发明在摊铺机上加挂即热器8。即热器8在加热薄层铺装沥青混合料9的同时，其底面罩在旧铺装层或下卧层表面进行同步加热11，使旧铺装层或下卧层7上铺有新的待压实薄层铺装松铺层10，随着摊铺机的前进，被加热的相邻界面在高温状态迅速接触粘合，如图2所示。新旧铺装层形成更为牢固的热熔粘接，从而提升了新旧沥青铺装层的粘结效果，防止路面服役期间出现层间脱开等病害。 [0093] (3)即热原理。即热式加热器设置在沥青摊铺机上特殊位置，处于施工作业过程中两个相邻层次的接触尖端，同时对上下两个层次进行即时加热，即热式加热器可手动或自动控制加热功率和加热温度，以适应摊铺机不同的行进速度，防止摊铺行进速度过慢或停止状态下的过度加热，也能防止摊铺行进速度过快状态下的加热不足。因此，这种加热方式表现为即热特征，随着摊铺机的前进，刚刚被加热快速升温的两个界面迅速接触粘合，实现方便灵活、高效廉价的“即热即铺”作业。 [0094] (4)低能耗绿色原理。即热式加热设备仅对施工作业过程中两个相邻层次的接触尖端进行局部加热，加热范围小、区域窄，相较于传统的大面积路面加热作业，大幅降低了能耗。由于即热式加热器处于上下两个层次包裹之中，对两个层次进行加热时，加热能量最大程度的被两个层次吸收，热量散失极少，因而能够达到更有效的加热效果。 [0095] 本发明提出对传统的沥青摊铺机加挂即热器，以实现对薄层铺装沥青混合料的再加热和旧铺装层或下卧层的即时加热，即热器满足下述技术标准，具有以下特征： [0096] (1)即热器概况。即热器为大功率沥青混合料与路面加热设备，可加挂与沥青摊铺机、压路机、平地机等工程设备，对各类材料、路面或其他结构的现场同步加热，辅助完成低温施工、路面再生、薄层铺装、养护维修等各种施工项目。 [0098] 即热器外形呈条状，可拼接调节，单个即热器长度为1m或2m，采用可伸长的拼接设计，根据实际摊铺作业宽度，在即热器安装加挂时，安装相应数量的即热器，满足对应宽度的路面加热需求。如图4所示，即热器包括悬挂固定点12、腔体13、热源14、弹簧杆15和侧壁，即热器整体截面呈梯形，上窄下宽，底面开放，有利于热量向路面或下卧层的热传导、热对流和热辐射。即热器顶面设有悬挂固定挂点，方便在各类施工机械上的悬挂或固定。 [0100] (2)即热器安装位置和尺寸要求。本发明中，即热器安装在沥青摊铺机螺旋布料器与履带后轮挡板之间的间隙处，该间隙的宽度一般为1m，高度约50～80cm，因此，即热器截面不超过该尺寸范围。 [0101] 由于沥青摊铺作业宽度最大可达12m，因此即热器采用可伸长的拼接设计，以1m或2m作为即热器单元长度，根据实际需要拼接延长或缩短使用。 [0102] (3)加热方式、热源和功率。即热器腔体内部可布设使用或切换多种热源，PTC电热、天然气或汽柴油燃烧器、激光加热器和远红外加热器等，加热功率为变化范围约0.1～100kW每延米，可实现快速升温的即热效果。即热器从移动电源、发电机或燃料储罐获取能源产生热量，向薄层铺装沥青混合料和路面两个方向传递，如图3所示。即热器侧壁直接与薄层铺装沥青混合料接触，主要依赖接触热传导方式进行加热。为了提高加热效率，增大接触面积是最为有效的方法，所以即热器侧面设计斜面或弧面，且设置平行于下滑方向的褶皱进一步增大接触面积，如图4‑图7所示，为即热器的各种外观形式，具体为：图4为弧面光滑式侧壁16即热器，图5为弧面褶皱式侧壁17即热器，图6为斜面光滑式侧壁18即热器，图7为斜面褶皱式侧壁19即热器。 [0103] 为了提高即热器在施工现场使用中的灵活性和应变能力，其两个侧面采用相同形式对称设计，一个侧面出现断裂、变形、过度磨损等紧急情况时，可对调使用另一侧面继续施工。 [0104] (4)加热控制。即热器配备加热控制系统，可手动或自动控制即热器工作。 [0105] ①运行状态监测 [0107] A.摊铺机的前进速度V； [0108] B.即热器现时功率P； [0109] C.即热器温度Theater； [0110] D.薄层铺装沥青混合料温度THMA； [0111] E.即热器侧壁加热温度Twall； [0112] F.路面(下卧层)温度Troad； [0113] ②加热控制模式 [0114] 即热器有手动和自动两种加热控制模式，以适应不同的施工状况： [0115] 手动模式下，操作人员可在控制面板上手动设置即热器现时功率P，并随时进行手动调整。在该模式下，即热器按设定功率产生热量，操作人员必须紧密监视各项运行性参数。 [0116] 自动模式提供了适用于多种作业类型的模式选项，操作人员可根据施工需要设置自动运行模式，也可以具体设置各种运行参数，系统参考摊铺速度V、加热功率P和各温度反馈参数进行实时计算和调整，实现即热器与薄层摊铺作业的同步联动。 [0117] 针对即热器加热控制模式，设计了对应的控制系统，其控制逻辑与控制面板如图8所示。 [0118] 本实施例提供一种即热式沥青混凝土薄层铺装施工工艺，如图9所示，包括以下步骤： [0119] S1：施工准备： [0120] S1‑1制备薄层铺装沥青混合料。薄层铺装材料为热拌沥青混合料，原材料包括粗集料、细集料、填料、沥青或改性沥青以及木质或矿物或聚酯纤维。为了保证薄层铺装在役阶段的整体性，防止掉粒、松散、脱皮等路面病害，采用高粘沥青增加混合料的内聚力。 [0121] 为了适应薄层铺装的施工需要，沥青混合料的级配可做适当调整，薄层铺装层厚度不小于集料最大粒径的2.5～3倍，以避免施工摊铺过程中的离析和压实过程中的压实度不足等问题。 [0122] 为了满足薄层铺装层的抗滑性安全要求，采用连续密集配、半开或开级配、间断级配等类型，以保证铺装层表面构造纹理深度，具体调整方案的确定皆以试验段铺筑后的现场检测结果为准。 [0123] 薄层铺装热拌沥青混合料的拌和温度至少达到160～180℃，在春秋季节温度较低的环境中，可适当提高拌和温度，以保证现场摊铺碾压过程中保持适当温度。 [0124] 其他施工准备内容可参考《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40规范。 [0125] S1‑2原路面或下卧层评价。先对原路面或下卧层进行处理，拣出原路面上较大的杂物，清除路面上的泥块、修补留下的油斑等，将其他垃圾清扫出路缘以外，之后用风力灭火器吹净路表浮尘，得到洁净干燥的原路面或下卧层，在薄层铺装前对原路面或施工下卧层进行如下分析评价： [0126] 原路面加铺薄层养护施工。对于养护施工工程，除了对原路面状况进行病害分析与状况评价之外，应对路表沥青残留状况进行评价，据以确定是否必要撒布粘层沥青，增强即热式施工的层间粘结力。其评价方法简述如下： [0127] S1‑2‑1选择采样点。对施工路段采取多点随机采样，采样频率根据路段面积选定，每公里不少于5个点位，取样点位置包括但不限于行车道中间、轮迹带、路肩、相邻车道交界处。 [0128] S1‑2‑2采样。对原路面进行简单清洁，去除表面明显的杂物并吹净灰尘后，对洁净干燥的原路面拍照或直接目测主观评价。 [0129] S1‑2‑3评估。采用主观评价方法，或借助图像分析软件，对原路面的表面状况进行评估，以集料裸露面积百分率％为单位，如图10、图11所示，具体为： [0130] 对原路面各点位的评估值进行简单平均，如下式所示，即为原路面集料裸露面积百分率评估值。对比表1，可得到原路面是否需要进行粘层撒布的建议。 [0131] [0132] 式中，Savg为原路表集料裸露面积百分率评估值； [0133] Si为各取样点的评估值。 [0134] 表1原路面处理参考表 [0135] [0136] 对于新建路面薄层铺装，其下卧层通常是刚刚铺装好的沥青中面层。由于未全面开放交通，只有少量施工运输车辆通行，其路表集料仍然被沥青完全裹覆，也就是下卧层残存沥青占比约100％；遇有特殊情况，例如工程长期搁置、临时开放交通、自然灾害等，需对路表进行评估，以确定其下卧层集料裸露面积百分率，并按照表1中的参考意见采取措施。 [0137] S1‑3施工设备与即热器加挂。施工设备包括间歇式沥青拌合楼、自卸汽车、沥青摊铺机和压路机，可参考《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40规范。 [0138] 即热式薄层铺装施工要求沥青摊铺机加挂即热器，连接移动电源和控制电路，确保加热控制系统正常运行。 [0139] S1‑4试铺筑与最终施工方案。基于工程需求、现场气候和环境条件和原路表评价结果，初拟施工方案。初拟施工方案包括薄层铺装热拌沥青混凝土的生产、运输组织、摊铺、碾压组合和质量检测。根据《公路沥青路面施工技术规范》JTJ F40规范的要求，按照初拟施工方案在摊铺机上加挂即热器，并进行安装固定，确保相关控制系统正常运行，进行试验段铺筑并进行质量检测。除规范要求的检测项目之外，增加现场拉拔试验，以确定薄层铺装与原路面或下卧层之间的粘结状况。根据现场试验结果确定最优的薄层铺装摊铺施工时的各项参数，包括加热方式、加热控制模式、即热器功率、原路面(或下卧层)加热温度、摊铺机前进速度、乳化沥青种类与撒布量、松铺系数，对初拟施工方案进行调整，确定最终施工方案[0140] S2：现场施工： [0141] 厚度为1.0～2.5cm的即热式薄层铺装施工方法，包括以下步骤： [0142] S2‑1混合料拌和：首先依据薄层铺装的设计厚度，确定混合料的集料、填料和改性沥青的比例，标定和调整拌和机，严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度，改性沥青加热温度为160～170℃，矿料温度为180～190℃，混合料出厂温度为165～175℃，若超过195℃则废弃； [0143] S2‑2混合料运输：采用干净且有金属底板的，车厢四周具有保温层的自卸车运输混合料，车厢顶必须遮盖。采用温度计逐车对混合料出场及到场温度进行检测，温度计插入深度大于150mm，确保混合料出场温度在165～175℃，具体可根据施工日气温、风力等确定，到场温度不低于150℃； [0144] S2‑3即热式沥青混合料摊铺：使用已加挂即热器的摊铺机进行摊铺作业，根据最终施工方案，按照相应的加热温度与功率、加热控制模式，同步进行原路面或下卧层加热、薄层铺装沥青混合料二次加热与摊铺。 [0145] 原路面或下卧层与薄层铺装热拌沥青混合料即将接触区域的即热加热温度应达到120～180℃，以实现对路表残存或撒布粘层沥青的熔融，提高层间结合强度；确保达到层间的“焊接”结合，防止脱皮等薄层铺装典型病害。即将接触区域为：由于即热器的安装位置位于螺旋横向布料器前方，摊铺机前进作业时，即热器首先对当前经过的原路面(或下卧层)进行即时加热，紧接着薄层铺装热拌沥青混合料经螺旋横向布料器沿着即热器坡面下滑，撒布在刚加热过的原路面区域(或下卧层)上。将摊铺作业任意时刻下，即热器下方的原路面加热区域称为即将接触区域；即热加热温度为：即热器对即将接触区域的加热温度称为即热加热温度。 [0146] 摊铺前提前预热熨平板与即热器，受料斗和螺旋送料器涂防粘剂，摊铺温度160℃～170℃，根据温度传感器显示在控制面板中的各项实时温度数据对施工过程进行手动或自动把控，确保摊铺温度大于140℃。 [0147] 在摊铺过程中，运料车在摊铺机前30～50cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中运料车应挂空挡，靠摊铺机推动前进。车辆卸完料后快速离开不得停留，等待卸料车辆迅速退到摊铺机前卸料，确保摊铺机摊铺过程中料斗内一直有料。 [0148] S2‑4碾压：混合料在摊铺后有一定作业面即开始碾压，路表面温度为130～165℃时，采用钢轮压路机静压3～6遍；路表面温度为80～90℃时，采用胶轮压路机压实1～2遍；终压采用钢轮压路机静压1～2面进行收面。碾压轮带搭接宽度为20cm，碾压速度控制在2～ 3km/h；此外，为避免路缘石损坏，采用小型双钢轮振动压路机贴边反复碾压，确保在相应的路面温度范围完成碾压，若遇较冷天气导致温度下降较快，路面温度较低，可将即热器加挂至压路机钢轮前方，同步进行加热碾压。 [0149] 在碾压时，纵缝接缝处采用垂直接缝处理，采用铣刨去边的方式清除接缝处未压实的混合料，确保接茬平整密实牢靠；摊铺时用热料预热接缝，辅以人工整平后用压路机进行纵向碾压，此外，压路机先压新铺层15cm，逐渐斜向移位错过新铺层再与新铺的混合料一起碾压，再改为纵向碾压使之平顺紧密。 [0150] 横向接缝采用垂直的平接缝，垂直用路中线切除端部，摊铺时用即热器预热接缝，人工整平后用小型钢轮压路机进行横向碾压，碾压时压路机先压新铺层15cm，逐渐斜向移位错过新铺层再与新铺的混合料一起碾压，再改为纵向碾压使之平顺紧密。 [0151] S2‑5成型后检测：根据薄层铺装的特点和路面使用性能，结合我国沥青混凝土路面的国家验收标准进行检测，本发明建议验收标准如下： [0152] S2‑5‑1表面应平整均匀，不应出现泛油、松散、裂缝和明显离析等现象，对于高速公路和一级公路，有上述缺陷的面积(凡属单条的裂缝，则按其实际长度乘以0.2m宽度，折算成面积)之和不得超过受检面积的0.03％，其它等级公路不得超过0.05％。半刚性基层的反射裂缝可不计作施工缺陷，但应及时进行灌缝处理； [0153] S2‑5‑2纵向接缝应紧密、平顺，若设置乳化沥青粘结层，则粘层乳化沥青不可搭接喷洒； [0154] S2‑5‑3薄层铺装与路缘石及其它构筑物应密贴接顺，不得有积水或漏水现象； [0155] S2‑5‑4实测质量控制标准包括：厚度、压实度、平整度、渗水系数、摩擦系数与构造深度； [0156] S2‑5‑5新旧面层粘结强度：通过钻芯取样，对芯样进行拉拔试验和剪切试验，拉拔强度应当大于0.7Mpa,抗剪强度大于1.0Mpa。 [0157] S2‑6：开放交通。终压完成后，待路面冷却至50℃以下即可开放交通。 [0158] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。 |
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