[省级工法]沥青路面SEAM硫磺沥青混合料施工工法19页.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流省级工法沥青路面SEAM硫磺沥青混合料施工工法19页.精品文档.SEAM硫磺沥青混合料施工工法路桥工程有限公司目 录1 前言12 工法特点13 适用范围24 工艺原理25 施工工艺流程及操作要点25.1 施工工艺流程图25.2 工法操作要点36 材料与设备76.1沥青76.2 矿料86.3硫磺强化沥青改性剂(SEAM)86.4 机械设备97 质量控制108 安全措施139 环保措施1310 资源节约1411 效益分析1411.1 工法优势1411.2 经济效益1412 应用实例15SEAM硫磺沥青混合料施工工法1 前言SEAM是Sulphur
2、-Extended Asphalt Modifierde 的缩写,意为“硫磺强化沥青改性剂”,一种由壳牌公司专门研制的用于沥青路面的混合料添加剂,既是一种胶结料添加物,又是一种沥青混合料改性剂。SEAM是在硫磺里面添加了烟雾抑制剂和增塑剂成分制成的颗粒,用这种颗粒和沥青共同拌和出来的混合料称为“硫磺改性沥青混合料”。研究表明,SEAM沥青混合料具有诸多优点,能有效改善沥青混合料的各种性能,尤其能显著提高沥青混合料的高温稳定性。与其他改性技术相比,具有很好的经济性。XX市机场高速与XX路均采用了SEAM改性技术进行路面结构和材料的综合设计,施工过程中,相关单位对SEAM沥青混合料的施工工艺进行了
3、深入研究与总结,不断提高,形成了一套完整的施工技术。为保证新材料的正确使用,确保工程质量,特制定此施工工法,以利工程实施。2 工法特点2.1 SEAM与沥青采用什么样的质量比例, 要根据修建道路的功能需要和路面设计的强度、刚度等要求来选择确定。本工法采取等体积代换的原则,计算SEAM用量。2.2 SEAM沥青混合料与普通沥青混合料的施工工艺略有不同,其主要特点为SEAM沥青混合料的出料温度不要超过145,并且拌和时间也要适当延长(干拌时间10s)。2.3 SEAM混合料的贮存时间尽量缩短,以便在铺设现场最大限度地减少有害气体和烟雾的排放。一般建议热料储存时间控制在60分钟以内,最长不得超过90
4、分钟。2.4 SEAM沥青混合料的运输方式与普通沥青混合料运输方式相同。在运输过程中要注意不要在半道停放,必须及时运到现场,从拌和楼运输至现场的时间最好控制在1小时内。2.5由于硫磺的加入降低了沥青的粘度,SEAM沥青混合料比普通沥青混合料更容易摊铺碾压成型,摊铺后应立即碾压,为达到最大密实度,碾压温度越高越好,最好在110以前完成。2.6 SEAM沥青混合料中的SEAM含量不能使用常规的抽提方法。本工法采用NaOH溶液过滤抽提试验检测确定SEAM沥青混合料中的SEAM与沥青用量。生产中按设计用量的0.3%进行控制。通过总量复核的方法得到SEAM用量,在已知总的胶结料含量后,即可得到沥青用量。
5、3 适用范围本工法适用于公路和城市道路等沥青路面中下面层的铺筑施工。4 工艺原理4.1 SEAM在常温下是黑褐色固体小颗粒,成分包括单质硫磺以及降低硫蒸发的抑制剂和增塑剂等。溶解在沥青混凝土中的分散的硫磺最终凝聚形成结晶和网格状,对沥青混合料起到加筋作用。 4.2硫磺使沥青粘度降低。硫磺在70C左右开始软化变为胶状体,至115左右完全液化,所以与沥青相容后使沥青的粘度降低,使混合料变得容易拌和、摊铺和碾压,因此可以降低混合料的拌和温度。4.3硫磺使沥青混凝土结构强度增加。在70C以下硫磺是固体,随着时间的增长将与沥青部分化学结合形成结晶,从而使结构增强,稳定度提高。尤其改善高温稳定性比较明显,
6、是普通沥青混合料的5倍以上,而且不会产生泛油现象。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程图(见图5.1-1)配合比设计混合料的拌合混合料的运输原材料试验SEAM用量确定生产配合比开放交通混合料摊铺碾压成型现场指标检测混合料检测施工缝处理出场温度目标配合比图5.1-1 SEAM路面施工工艺流程图5.2 工法操作要点5.2.1 认真进行材料调查,准确掌握各种材料的性能、价格运距等方面的信息,确定料源,对材料的各项技术指标进行检测,检测合格,且经选择的材料在施工过程中应保持稳定。5.2.2 做好施工机械与质量检测仪器的准备工作施工前对各种施工机具进行全面检查,并经调试证明处于性能良好状态,机械
7、数量足够,施工能力配套,重要机械宜有备用设备。5.2.3 进行完善的沥青混凝土配合比设计1 SEAM用量确定从SEAM 的改性机理来看, 沥青混合料中掺加不同量的SEAM , 则SEAM改性沥青混合料析出的晶体形成的网状结构也会不同, 导致沥青混合料的强度等性能也会大不相同。使用SEAM 改性沥青混合料时, 采用什么样的m(SEAM) m(Asphalt) 比例, 要根据修建道路的功能需要和路面设计的强度、刚度等要求来选择确定。SEAM用量的计算采取等体积代换的原则,通过如下公式进行:式中:A=常规沥青混合料设计中沥青含量(重量百分比); R=SEAM替代系数,半刚性、柔性面层一般取R=1.9
8、; PS=最终粘结料中SEAM重量比;Gb 为沥青相对密度。 计算出SEAM+沥青总结合料的用量,然后分别计算SEAM和沥青的用量如下: SEAM%=(SEAM+沥青)PS 沥青用量(SEAM+沥青)(1PS)2 沥青混合料的配合比设计1)目标配合比设计阶段:从施工现场分别取各类矿料进行筛分,计算各矿料的用量,使合成的矿质混合料级配符合规定的范围。宜在工程设计级配范围内计算13组粗细不同的配合比,绘制设计级配曲线。反复进行,使矿质混合料级配曲线应接近一条顺滑的曲线。当反复调整不能满意时,宜更换材料设计。根据经验初选满足设计要求的级配做为设计级配。通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。按选定的m(SE
9、AM) m(Asphalt) 比例进行SEAM替换,掺加(沥青SEAM)质量的0.6%抗剥离剂,对马歇尔体积指标和水稳定性能进行试验验证。2)生产配合比设计阶段:对各热料仓矿料进行二次筛分,使矿质混合料的级配符合目标设计级配的要求,以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例,供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡。取目标配合比设计的最佳沥青用量和SEAM用量进行马歇尔试验验证,各项体积指标应满足目标设计要求。3)生产配合比验证阶段:用生产配合比进行试拌,沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段。取试铺用的沥青混合料进行马歇尔试验检验和抽提试验,由此确定正常生产用的标准配合比。标准配
10、合比的矿料级配,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的设计级配,并避免在0.30.6mm处出现“驼峰”。对确定的标准配合比不得在施工过程中随意变更。5.2.4 SEAM沥青混合料的拌合1 SEAM沥青混合料的拌和温度控制在135145范围,气温高时选低限,气温低时选高限,比普通沥青混合料低10度左右。SEAM沥青混合料的拌和温度任何时候都不能超过145,如超过最高温度,硫磺挥发的成分会增加,H2S的产生会加倍,同时会降低沥青混凝土的路用性能。SEAM沥青混合料的拌和时间比普通沥青混合料延长约15S。2 推荐使用自动添加SEAM的上料系统,例如,
11、类似于矿粉添加系统或输送带到拌和仓组成的输送系统。如条件不具备,也可采用人工投料方式。3 SEAM沥青混合料的热料仓的仓位应尽量控制在2/3满仓的位置。由于SEAM熔点低,所以很容易被热沥青熔化,能够在正常的搅拌中分散,控制的关键是投料准确,拌和均匀。建议安装红外温度传感器以测定SEAM混合料的出料温度,拌和楼中安装了红外温度传感器。4 为了保证掺加SEAM沥青混合料能够充分压实,同时保证人身健康,建议任何一批SEAM沥青混合料的温度不超过150。因为超过了150后,掺加SEAM的沥青混合料可能会有H2S和SO2等有毒气体产生。图5.2.4-1 人工投放SEAM 图5.2.4-2 在拌和楼安装
12、红外传感器5.2.5 SEAM沥青混合料的运输1 建议将SEAM混合料的贮存时间尽量缩短,以便在铺设现场最大限度地减少有害气体和烟雾的排放。一般建议热料储存时间控制在60分钟以内,最长不得超过90分钟。2 SEAM沥青混合料的运输方式与普通沥青混合料运输方式相同。在运输过程中要注意不要在半道停放,必须及时运到现场,从拌和楼运输至现场的时间最好控制在1小时内。在运输整个过程包括卸料,一直保持覆盖保温。3 若SEAM沥青混合料到达摊铺现场的温度低于115,则混合料应废弃。混合料温度的测定位置应在车载混合料表面以下15厘米深处,SEAM沥青混合料应在拌和后尽快摊铺,摊铺温度最好在130以上。图5.2
13、.5-1 运输时覆盖保温 图5.2.5-2 摊铺时覆盖保温5.2.6 SEAM沥青混合料的摊铺与碾压1 由于硫磺的加入降低了沥青的粘度,SEAM沥青混合料比普通沥青混合料更容易摊铺碾压成型,摊铺后应立即碾压,为达到最大密实度,碾压温度越高越好,最好在110以前完成。2 进行初压和复压的碾压机械应尽量紧跟在摊铺机后追随碾压。经验表明,“柔软型混合料”(即混合料压密后在不断的后续碾压下仍会不断“运动”)应尽可能在120140范围内压实,而非在110115的范围。当混合料可重新支撑压路机重量时,可在100开始继续压实。由于硫磺在温度降低到110度以后逐渐地由胶状体凝结成为固体,终压温度要略高于普通沥
14、青混合料,不要低于80度。图5.2.6-1 沥青混合料摊铺 图5.2.6-2 沥青混合料碾压3 SEAM沥青混合料路面应待摊铺层完全自燃冷却到周围地面温度时(最好两天),才可开放交通。当摊铺时遇雨或下层潮湿,严禁进行摊铺工作,对未经压实即遭雨淋的沥青混合料(已摊铺)应全部清除更换新料。5.2.7 施工质量控制与检测加入SEAM后,检测的沥青结合料为SEAM+沥青。可采用NaOH溶液过滤抽提试验检测确定SEAM沥青混合料中的SEAM与沥青用量。生产中按设计用量的0.3%进行控制。通过总量复核的方法得到SEAM用量,在已知总的胶结料含量后,即可得到沥青用量。图5.2.7 SEAM沥青混合料的过滤6
15、 材料与设备6.1沥青6.1.1 道路石油沥青:采用优质的A级70#道路石油沥青,其主要技术指标如下表6.1.1。道路石油沥青技术要求 表6.1.1检 验 项 目技术要求针入度(25,100g,5S)(0.1mm)6070延度(5cm/mim,15)(cm) 不小于100延度(5cm/mim,10)(cm) 不小于25软化点(环球法)() 不小于46溶解度(三氯乙烯)(%) 不小于99.5针入度指数PI-1.5+1.0薄膜加热试验163,5h质量损失(%) 不大于0.6针入度比(%) 不小于65延度(15)(cm) 不小于100延度(10)(cm) 不小于6闪点(COC)() 不小于260含蜡
16、量(蒸馏法)(%) 不大于2密度(15)(g/cm3) 不小于实测动力粘度(绝对粘度,60)(Pa.s) 不小于1806.2 矿料 6.2.1粗集料 粗集料应洁净、干燥、无分化、无杂质,其质量应符合表6.2.1要求。粗集料技术要求 表 6.2.1 检 验 项 目指 标 要 求压碎值()24洛杉矶磨耗()28毛体积密度(g/cm3)实测表观密度(g/cm3)2.6吸水率()2.0对沥青的粘附性4级坚固性()12细长扁平颗粒含量()15水洗法小于0.075mm颗粒含量()1软石含量()5 6.2.2细集料 细集料采用机制砂,应洁净、干燥、无杂质,其质量应符合表6.2.2要求。细集料主要技术要求 表
17、6.2.2视密度坚固性砂当量毛体积密度水洗法小于0.075mm颗粒含量2.5g/cm31260以上实测156.2.3 矿粉 矿粉宜采用石灰石加工而得,应洁净、干燥、无杂质,不得将拌合机回收的粉尘作为矿粉使用,其质量应符合表6.2.3要求。矿粉主要技术指标 表 6.2.3视密度(g/cm3)含水量()亲水系数粒度范围()0.6mm0.15mm0.075mm2.510.810090100751006.3硫磺强化沥青改性剂(SEAM)SEAM质量应符合表6.3相关要求。SEAM的产品参数 表 6.3 序号参数指标1比重(相对密度)150C时,最小比重1.82含抗紫外线保护剂,呈黑色或灰色 增塑剂最小
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