一种高粘沥青改性剂透水沥青路面施工方法与流程

本发明属于道路工程施工技术领域，特别涉及一种高粘沥青改性剂透水沥青路面施工方法。

背景技术：

目前，成品高粘改性沥青在储存时受到保温、加温、改造或增加沥青罐的条件限制，给生产和施工带来了诸多不便。成品高粘改性沥青储存时需设专用沥青罐，并不断搅拌，防止发生温度离析和不同相的分离，生产时需提前加热，一次使用不完还要占用储存罐及加热保温。另外，对于反复储存使用过的高粘改性沥青罐，残渣不易清理，再加热沥青时升温较慢，延长了生产时间，耽误现场摊铺施工。

技术实现要素：

本发明为了解决以上所提问题，弥补传统技术的不足，提供了一种高粘沥青改性剂透水沥青路面施工方法，该方法采用直投式高粘沥青改性剂生产混合料时，不用考虑提前加热改性沥青，在满足渗透性、耐久性等性能均满足工程需求的同时，无需专用沥青罐储存，减少了资金占有，节省了储存成本，省时省力，经济效益和实用性得到很大提高。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高粘沥青改性剂透水沥青路面施工方法，其特征在于：包括步骤依次为：施工设备准备工作；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料配合比设计；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的生产；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的运输；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料摊铺前准备工作；摊铺机使用参数的选择与调整；摊铺作业；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的碾压成型；接缝处理。

进一步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料配合比设计包括步骤：（1）目标配合比设计阶段；（2）生产配合比设计阶段；（3）生产配合比验证阶段：

其中，所述目标配合比设计阶段：①采用粗细集料及矿粉，粗细集料选用玄武岩，矿粉由石灰岩磨制而成，其中掺加沥青混合料总量1.3%~1.7%的生石灰；②采用水筛法对原材料进行筛分，选定三条级配曲线按照预估沥青含量进行马歇尔试验，双面击实50次，绘制关键筛孔2.36mm与空隙率的关系曲线，确定最终采用的级配曲线，然后进行混合料的析漏、飞散试验、渗透性试验与性能检验；③试验中体积指标采用计算法与corelock法，计算得到最大理论密度，沥青用量综合采用空隙率、沥青膜厚度、析漏试验和飞散试验确定；④高粘改性沥青混合料设计，设计时在保证混合料整体性和施工性同时，满足沥青膜厚度大于12μm而析漏小于0.3%。

其中，所述生产配合比设计阶段：①根据目标配合比设计比例及冷料仓流量标定曲线设置冷料仓转速，生产初期调节燃烧器进油量及引风机参数，通过干燥筒加热烘干、筛分后各热料仓依次抛料，待集料稳定后取代表性样品；②将代表性热料仓样品进行筛分、相对密度检测，反复调整热料仓比例，选定透水沥青混合料矿料级配范围要求的级配曲线；③根据选定的热料仓合成级配曲线，以目标配比确定的油石比oac及oac±0.3%成型3组不同油石比的马歇尔试件，检测马歇尔试件相关体积指标，并检验混合料的沥青膜厚度、析漏损失、飞散试验、渗透性能试验及性能，综合所有指标确定生产配合比的油石比；④根据确定的目标配合比、生产配合比、油石比在搅拌设备上试拌，取样进行室内油石比、矿料级配、析漏、飞散、渗透性、动稳定度、水稳定性试验，最终确定试验段配合比。

其中，所述生产配合比验证阶段：选取工程一段作为高粘沥青改性剂透水沥青混合料试验段，通过搅拌站的试拌、施工现场的试铺、试验室取样检验、质检过程检测等环节，来确定搅拌设备生产过程、摊铺现场机具组合、施工工艺、人员配合、碾压遍数、松铺系数参数。

进一步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的生产：1.透水沥青混合料宜随拌随用，干拌时间较ac类沥青混合料延长5～7s，湿拌时间较ac类沥青混合料延长5～10s，总拌合时间不小于60s；2.透水沥青混合料生产初期调节燃烧器进油量及引风机参数，各热料仓依次抛料测温，待集料温度达到要求后方可加沥青搅拌，生产过程中严格控制0～3mm除尘，小于0.075mm粉尘含量不大于10%。

进一步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的运输：运输车车厢内涂刷防粘油，装料分前后中三次装料，运输车侧板设有保温设施，运输过程中顶端采用棉被加篷布双层覆盖，车到达施工现场应逐车进行外观检查和测温，并记录。

进一步：摊铺作业：摊铺机就位后，对熨平板进行预热和保温，温度保持在110-150℃，摊辅机的受料斗涂刷薄层隔离剂或防粘结剂；透水沥青混合料的最低摊铺温度不低于170℃。

进一步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的碾压成型：碾压分初压、复压和终压三个阶段进行：（1）初压：初压采用双钢轮压路机，紧跟摊铺机进行碾压，碾压速度2.5～3.5km/h，碾压1～2遍，沥青混合料初压温度不低于160℃，初压的顺序由低侧向高侧碾压，压路机碾压时相邻碾压带重叠不超过20cm；碾压时驱动轮在前静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并开弱振；（2）复压：沥青混合料温度不低于150℃，并在初压完成后紧跟着进行，压路机碾压段的总长度缩短至40m以内，两端的折返位置呈斜45度角，横向停顿不得在相同的断面上；碾压速度控制在3～5km/h，碾压3～4遍；（3）终压时沥青混合料温度在120℃以上，采用静压，终压速度可采用3～5km/h。

进一步：接缝处理：（1）纵缝：采用热接缝，由结构参数与运行参数调成相同的两台摊铺机前后呈梯形平行作业，前后相距5～10m，接缝两侧摊铺层的横坡和厚度协调一致，摊铺搭接重叠5～10cm，上下层的纵缝错开30cm以上；（2）横缝：中面层采用平接缝或斜接缝，表面层采用垂直平接缝，相邻两幅及上下两层的横向接缝错开2m以上，隔天摊铺前对接缝处进行清扫，并用热料对接缝预热10min以上，或使用汽油喷灯对横缝里面进行加热，新铺面与冷面重叠搭接长度，平缝为5～10cm，斜缝为40～80cm，碾压时剔除粒径较大的粒料，整平后趁热碾压，并用3m直尺检查平整度。

本发明的有益效果是：

（1）工法优势：一般的改性沥青生产是采用一套完整的生产设备，由高分子聚合物改性剂作为分散相，用物理的方法以一定的粒径均匀地分散到粒径连续相重新构成的体系。聚合物之间存在部分的吸附，极易发生两相之间的离析。所以，改性沥青的生产问题就是沥青与改性剂的相溶性问题，如果两者的相溶性差，则沥青易发生沉淀离析，不宜长时间存储，其技术指标也将受到很大的影响。而本申请高粘沥青改性剂可直接投入搅拌锅内与矿料、基质沥青混合搅拌生产改性沥青混合料，其生产工艺简单、灵活，仅需增加一套简单投料设备即可，高粘改性剂可根据工程量大小随用随进，无需考虑储存问题，不易造成浪费。

（2）经济效益：材料成本低，施工质量好，避免返工，降低工程的建设成本；改善路面渗透性、耐久性方面效果显著，可降低道路后期养护成本，减少因道路维修时交通封闭而对社会造成的经济损失。

（3）社会效益：采用高粘沥青改性剂直投式生产透水沥青混合料降低了生产时烟气对大气的污染；增加城市可透水、透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有益于缓解城市“热岛效应”。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的施工工艺流程图。

图2为目标配合比设计流程。

图3为直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料技术要求参数。

图4为生产配合比设计流程图。

图5为生产配合比验证流程图。

图6为直投式高粘改性沥青混合料施工温度。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的一种高粘沥青改性剂透水沥青路面施工方法，其特征在于：包括步骤依次为：施工设备准备工作；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料配合比设计；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的生产；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的运输；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料摊铺前准备工作；摊铺机使用参数的选择与调整；摊铺作业；直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的碾压成型；接缝处理。

第一步：施工设备准备工作：生产前应对搅拌设备进行全面检维修，安装调试高粘沥青改性剂投料机，称量系统、测温系统校准合格，冷料仓流量已进行标定，配套生产设备设施运转正常。

第二步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料配合比设计包括步骤：1.目标配合比设计阶段；2.生产配合比设计阶段；3.生产配合比验证阶段。

更进一步：1.目标配合比设计阶段：（1）根据工程设计、当地气候及交通条件选择符合《公路沥青路面施工技术规范》jtgf40-2004要求的粗细集料及矿粉，粗细集料选用玄武岩，矿粉由石灰岩磨制而成，其中掺加沥青混合料总量1.5%的生石灰，用于改善混合料的抗水损害能力。（2）采用水筛法对原材料进行筛分，选定三条级配曲线按照预估沥青含量进行马歇尔试验，双面击实50次，绘制关键筛孔2.36mm与空隙率的关系曲线，确定最终采用的级配曲线，然后进行混合料的析漏、飞散试验、渗透性试验与性能检验。（3）试验中体积指标采用计算法与corelock法,最大理论密度根据《公路沥青路面施工技术规范》jtgf40-2004中的要求由计算得到，最佳沥青用量综合采用空隙率、沥青膜厚度、析漏试验和飞散试验确定。（4）高粘改性沥青混合料设计按照《透水沥青路面技术规程》cjjt190-2012，并借鉴有关透水沥青路面的其他相关规定进行，设计时在保证混合料整体性和施工性同时，又要满足沥青膜厚度大于12μm而析漏小于0.3%的要求。（5）目标配合比设计流程。（6）直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料应满足表中技术要求。

更进一步：2.生产配合比设计阶段：（1）根据目标配合比设计比例及冷料仓流量标定曲线设置冷料仓转速，生产初期调节燃烧器进油量及引风机参数至合理状态，保证足够的上料时间，通过干燥筒加热烘干、筛分后各热料仓依次抛料，待集料稳定后取代表性样品。（2）将代表性热料仓样品进行筛分、相对密度检测，反复调整热料仓比例，选定符合《透水沥青路面技术规程》cjjt190-2012中透水沥青混合料矿料级配范围要求的级配曲线。（3）根据选定的热料仓合成级配曲线，以目标配比确定的最佳油石比oac及oac±0.3%成型3组不同油石比的马歇尔试件，检测马歇尔试件相关体积指标，并检验混合料的沥青膜厚度、析漏损失、飞散试验、渗透性能试验及性能，综合所有指标均需满足《透水沥青路面技术规程》cjjt190-2012中的技术要求，确定生产配合比的最佳油石比。（4）根据确定的目标配合比、生产配合比、最佳油石比在搅拌设备上试拌，试验人员取样进行室内油石比、矿料级配、析漏、飞散、渗透性、动稳定度、水稳定性等试验，最终确定试验段配合比。（5）生产配合比设计流程。

更进一步：3.生产配合比验证阶段：（1）生产配合比验证流程；（2）选取工程一段作为高粘沥青改性剂透水沥青混合料试验段，通过搅拌站的试拌、施工现场的试铺、试验室取样检验、质检过程检测等环节，来确定搅拌设备生产过程、摊铺现场机具组合、施工工艺、人员配合、碾压遍数、松铺系数等有关参数。

第三步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的生产：1.直投式高粘改性沥青混合料施工温度应符合表5.2.3-1的规定。2.透水沥青混合料宜随拌随用，干拌时间较ac类沥青混合料延长5～7s，湿拌时间较ac类沥青混合料延长5～10s，总拌合时间不宜小于60s，混合料拌合均匀一致，沥青胶结料完全包裹骨料，无花白料、结团、粗细集料严重离析现象。3.透水沥青混合料生产初期应调节燃烧器进油量及引风机参数至合理状态，各热料仓依次抛料测温，待集料温度达到要求后方可加沥青搅拌，生产过程中严格控制0～3mm除尘，小于0.075mm粉尘含量不大于10%。

第四步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的运输：采用15t以上自卸汽车，其数量与运距、摊铺施工速度协调一致，车体周围密封坚固，车厢内底板、边角等处无堆积结块混合料或杂物，并涂刷防粘油，运输车装料时应分前后中三次装料，防止发生混合料离析，运输车侧板必须设有保温设施，运输过程中顶端采用棉被加篷布双层覆盖，料车到达施工现场应逐车进行外观检查和测温，并做好记录。

第五步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料摊铺前准备工作：1.摊铺现场准备：摊铺前，应对下承层的施工质量进行全面检查验收，合格后彻底清扫并均匀喷洒乳化沥青，待破乳后进行摊铺施工。2设备准备：每天施工前应对机械设备进行全面检查，确保摊铺过程中不发生故障。

第六步：摊铺机使用参数的选择与调整：1.宜使用履带式摊铺机，采用非接触式平衡梁找平方式。按使用说明书的规定和设计要求，对摊铺宽度、拱度、工作角等结构参数进行调整。2.针对实际情况，由专业技术人员对摊铺速度、夯锤振动频率、振幅等运行参数进行合理确定，在保证混合料摊铺速度和平整度的基础上，适当提高沥青混合料的初始压实度，为后续的压实工作创造有利条件。

第七步：摊铺作业：1.摊铺机就位并调整完毕后，应对熨平板进行预热和保温，使其温度保持在130℃左右，摊辅机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。2.摊铺过程中运输车辆应持续不断地供料，使摊铺机受料斗内透水沥青混合料的高度保持在标准状态，尽量缩短前后两运输车辆卸料的时间间隔。3.摊铺应缓慢、匀速、连续不间断进行，摊铺速度根据供料情况确定，并与压实相适应。通常不宜超过3～4m/min，摊铺过程中应尽量减少停顿次数，以提高平整度，减少混合料的离析。当发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。4.摊铺方式应根据摊铺宽度确定，宜采用多台摊铺机成梯队同步摊铺。采用多幅摊铺时，各幅摊铺宽度宜相同，分幅线应避开车道轮迹带，并与下层的搭接位置宜错开20cm以上；采用单机进行不同宽度多次摊铺时，应尽可能先摊铺较窄的一幅；采用双机进行梯形递进作业时，后机与前机距离宜保持在10～20m，两摊铺面宜重叠5cm左右。5.透水沥青混合料的最低摊铺温度应根据摊铺层厚度、气温、风速及下承层表面温度综合确定，一般不低于170℃，每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。6.根据试验段确定透水沥青混合料的松铺系数，摊铺过程中随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，达不到要求时，立刻进行调整。7.摊铺过程中，安排专人对透水沥青混合料的摊铺温度和松铺厚度进行监测和记录。

第八步：直投式高粘沥青改性剂透水沥青混合料的碾压成型：1.压路机在正式开铺之前，全部做好加油、加水、维修、调试等准备工作。碾压过程中专人负责记录碾压遍数，并在开工前对压路机司机进行培训交底，碾压过程中在应急车道相应区域放置初压、复压、终压标识牌，面向操作手以便碾压。2.碾压分初压、复压和终压三个阶段进行：（1）初压：主要提高沥青混合料的初始密度，起稳定作用，初压采用1台双钢轮压路机，紧跟摊铺机进行碾压，碾压速度2.5～3.5km/h，碾压1～2遍，沥青混合料初压温度不低于160℃，初压的顺序由低侧向高侧碾压，压路机碾压时相邻碾压带重叠不超过20cm。碾压时驱动轮在前静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并开弱振，以减少混合料的推移；双钢轮压路机在不粘轮的情况下尽量减少喷水，防止沥青混合料降温过快，增加混合料可碾压时间，保证碾压质量。（2）复压：主要解决密实度问题，保证沥青混合料温度不低于150℃，并应在初压完成后紧跟着进行，且不得随意停顿，压路机碾压段的总长度应尽量缩短至40m以内，两端的折返位置呈斜45度角，横向停顿不得在相同的断面上。复压的顺序与初压相同，一般碾压速度应控制在3～5km/h，碾压3～4遍。（3）终压主要是消除轮迹，改善铺筑层的平整度，碾压时沥青混合料温度在120℃以上，终压采用静压，碾压至无明显轮迹为止，终压速度可采用3～5km/h，终压的顺序与初压相同。由于混合料在冷却到110℃以下用振动方式容易造成集料过度压碎，因此，在110℃以下不应再用振动碾压。整个施工过程中做到“高温、紧跟、慢压、高频、低幅、多压、少洒”，做到及时跟进、全幅压实，高温压实，实现“连续、均匀”地摊铺作业，每个工作面双轮开振；当天碾压完成尚未冷却的沥青混合料面层上不得停放一切施工设备（包括临时停压路机），以免产生变形，振动压路机在已成型的路面上行驶时应关闭振动。3.对路面边缘、加宽及港湾式停车带等大型压路机难于碾压的部位，宜采用小型振动压路机或振动夯作补充碾压。4.碾压轮在碾压过程中应保持清洁，钢轮可涂刷隔离剂或防粘结剂，但严禁刷柴油。当采用向碾压轮喷水(可添加少量表面活性剂)的方式时，必须严格控制喷水量且成雾状，不得漫流，以防混合料降温过快。5.压路机不得在未碾压成型路段上转向、调头、加水或停留。在当天成型的路面上，不得停放各种机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物。

第九步：接缝处理：1.纵缝：（1）纵缝应采用热接缝，尽量避免冷接缝。（2）施工时，应由结构参数与运行参数调成相同的两台摊铺机前后呈梯形平行作业，前后相距5～10m。（3）接缝两侧摊铺层的横坡和厚度应协调一致，摊铺搭接重叠5～10cm。（4）上下层的纵缝不得重合，应错开30cm以上，上面层纵缝应顺直，且尽可能设在路面标线位置。2.横缝：（1）中面层可采用平接缝或斜接缝，表面层必须采用垂直平接缝。（2）相邻两幅及上下两层的横向接缝不能距离太近，应错开2m以上。（3）每天施工结束前，在最后一车混合料即将用空时，应注意观察螺旋输送器内和熨平板前部混合料的堆积量，保持全宽范围内均匀一致，尽可能摊铺出一个垂直于路中线的整齐断面，切忌摊铺出一个长的斜面。对于末端约1m范围内的混合料，应切割后清除，并在接缝处对断面切口涂刷适量的沥青或乳化沥青。（4）第二天摊铺前对接缝处进行清扫，并用热料对接缝预热10min以上，或使用汽油喷灯对横缝里面进行适当加热。新铺面与冷面重叠搭接长度，平缝为5～10cm，斜缝为40～80cm。碾压时用耙子剔除粒径较大的粒料，简单整平后趁热碾压，并用3m直尺检查平整度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。