适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法与流程

1.本发明属于路面施工技术领域，具体涉及一种适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法。


背景技术：

2.对于高海拔、高寒恶劣环境地区，存在气候多变、气温低、风速大、温差大、空气稀薄，气候干燥和太阳辐射异常强烈等不利因素，造成沥青路面沥青老化速度快，容易产生低温收缩裂缝、胀缩疲劳裂缝；因此对该区域修建沥青混凝土路面的质量提出了更高要求，特别在极端恶劣环境下，路面受冰冻产生冻胀等病害影响对沥青老化的影响非常明显。因此针对以上的不利环境因素，以及高海拔复杂环境条件下，环境保护及生态恢复要求高，一些地区已经不允许开采石料，原材料开采受限，采用破碎卵石进行路面中、上面层施工存在一定的技术难度；采用当地河道内储藏着丰富的卵石，采用特殊加工技术，因地制宜的选择合适的施工方法。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法。
4.本发明为完成上述目的采用如下技术方案：一种适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法，保温方法的具体步骤如下：步骤一：粗集料的加工：粗集料粒径为2.36～16.5mm；粗集料分为三种规格，第一种规格的粗集料粒径为10～16.5mm，第二种规格的粗集料粒径为5～10mm，第三种规格的粗集料粒径为2.36～5mm；步骤二：细集料的加工：细集料由破碎的卵石颗粒采用双螺旋洗砂设备进行水洗制成，其中细集料粒径为0.1～3mm；步骤三：卵石沥青混合料的加工：所述卵石沥青混合料包括有粗集料、细集料、沥青、矿粉和抗剥落剂；其中卵石沥青混合料内矿粉的粒径为0～0.6mm；步骤四：卵石沥青混合料采用保温箱运输；步骤五：采用半幅全宽摊铺机摊铺；步骤六：采用组合碾压法进行碾压。
5.所述的粗集料由粒径大于10cm的洁净卵石破碎而成。
6.所述粗集料、细集料、沥青、矿粉和抗剥落剂采用混合拌制，其中剥落剂为石蜡油、硅酮粉、xt-1沥青抗剥落剂或者xt-2沥青抗剥落剂。
7.第一种规格的粗集料、第二种规格的粗集料、第三种规格的粗集料、细集料和矿粉的重量百分含量比为：20～30%、22～28%、8～15%、28～38%、2～8%、第一种规格的粗集料、第二种规格的粗集料、第三种规格的粗集料、细集料和矿粉
的重量百分含量比为：27：26：11：31：5。
8.沥青的含量为粗集料、细集料和矿粉总重量的4%～6%，其中抗剥落剂的含量为沥青重量的0.1%～0.5%。
9.沥青的含量为粗集料、细集料和矿粉总重量的4.6%～5.3%，其中抗剥落剂的含量为沥青重量的0.3%，矿粉与沥青的重量比为0.8～1.6：1。矿粉的相对密度≥2.5g/cm
³
，亲水系数＜1，塑性指数＜4；沥青的针入度为80～100mm，软化点≥44℃，15℃延度≥100cm；沥青混合料的温度为170～185℃。
10.所述保温箱顶铺设密封保温篷布，保温箱采用双层设计，夹层由导热油循环系统构成，保证破碎卵石沥青混合料从出料至卸料温度稳定。运料前车厢清理干净，并涂抹防粘液，其中防粘液为食用油和水的混合液，其中食用油与水的重量比为1：3。
11.沥青路面宽度较窄半幅全宽为9.76m，摊铺时采用半幅全宽一次摊铺，每次摊铺前对摊铺机熨平板进行预热，约20～40min，使熨平板的温度上升至100℃左右，尤其注意保证在冷接缝处熨平板的预热温度，以减少拖痕和拉槽。
12.所述组合碾压法采用双钢轮压路机、胶轮压路机、1.6t双钢轮压路机对路面进行组合碾压，对胶轮压路机进行配重，其中胶轮压路机轮胎外围加设围裙进行保温，防止温度的散失。
13.本发明提出的一种适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法，采用上述技术方案，具有如下有益效果：其一、本发明公开了卵石的三级组合破碎，使路面所用原材棱角性增强，保证碎石有良好的颗粒形状，具有正立方形状的破碎面，保证了材料质量，且提高了产量，通过破碎设备组合，确保了加工出来的碎石破碎面及其他指标达到技术标准要求，破碎面要求达到95％以上；其二、本发明破碎的卵石颗粒采用双螺旋设备进行水洗制成细集料，其中细集料粒径为0.1～3mm，并且剔除了0.0075mm以下的细集料；其三、本发明沥青混合料中加入了矿粉，沥青吸附在矿粉的表面形成薄膜才能对粗集料产生黏附作用，提高了沥青混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂性和水稳定性；矿粉对沥青混合料性能有显著影响，随着矿粉的增大，沥青混合料的高温性能上升，混合料的低温性能、抗疲劳性能、抗车辙性能都有所下降，本技术中矿粉与沥青的重量比为0.8～1.6：1，其高温性能、低温性能、疲劳性最佳；本发明沥青混合料中加入了抗剥落剂，其中抗剥落剂的含量为沥青重量的0.1%～0.5%，可以保证石料粘附性能达到5级以上；其四、本发明采取保温运输措施，运用特殊保温箱自卸车进行运输。对于高原恶劣环境下，存在气候多变、气温低、风速大、温差大等不利于施工的多种影响因素，运输时保温箱采用导热油循环系统可以有效发挥导热油热稳定性更好，加热均匀，调温控制精准等优点，更有利于破碎卵石沥青混合料运输时温度的稳定性，减小运输等因素对其性能、材料性质的影响，在胶轮压路机轮胎外围加设保温围裙，可防止在碾压过程温度的散失；其五、由氨基胺衍生出来的液体抗剥落剂，在沥青混凝土的生产使用中添加，可以增强沥青混凝土的粘度，减少水分对沥青的损害机会，延长路面的使用寿命。具有低气味的特点，比其它同类产品，加热时产生更少的烟雾，属于环保产品。
14.其六、本发明为减少高海拔地区混合料降温快，沥青混合料摊铺易产生裂纹，采用
双钢轮压路机、胶轮压路机组合复压，并对胶轮压路机实施配置，避免沥青混合料路面产生微裂纹，并在温度较高时及时收面。
附图说明
15.图1为本发明破碎卵石沥青混合料保温箱示意图。
16.图中标记：1-保温箱双层钢板；2-卸料口；3-保温箱夹层、导热油；4-车辆；5-轮胎。
具体实施方式
17.为了更清楚地说明本发明，结合附图和具体实施例进行如下详细说明：如图1所示，本发明公开了适用于高原冻土区破碎卵石沥青面层施工保温方法，不仅可以减少高海拔地区破碎卵石沥青运输降温快，沥青混合料摊铺易产生裂纹等病害，而且直接减低后期运营维护费用，提高其经济效益。下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的说明。
18.具体的处理步骤如下：1、粗集料的加工：由于工程所在地处高海拔地区，环境保护及生态恢复要求高，原材料开采受限，路面使用的石料不允许在山上开采加工，原材料的质量对于路面质量及使用寿命具有决定性作用，由于沿线没有石灰岩、玄武岩等碱性石料，只能采用当地河道内储量丰富的卵石破碎加工，为了确保加工的碎石有良好的破碎面，先将河道内的卵石过筛孔尺寸为10cm的筛，采用粒径大于10cm的卵石经三级组合破碎加工生产；采用振动筛选取粒径10cm以上的卵石，其中振动筛上安装水洗装置，对卵石进行水洗，保证石料的洁净度，同时提高石料的破碎面达到95%以上，由于河道内卵石岩性比较复杂，有片麻岩、花岗岩、石英岩等岩石组成，主要以酸性石料为主，与沥青的粘附性不太理想，为了增强碎石与沥青的粘附性，预防沥青路面在水和冰冻的作用下松散剥落，在施工过程中，在沥青中加入0.1%～0.5%的抗剥落剂，其中0.3%抗剥落剂加入量的石料粘附性能达到5级以上。采用三级组合破碎方式：第一道采用鄂破将大粒径的卵石破碎，提高了产量，并保证碎石有良好的颗粒形状；第二道采用圆锥破再次进行破碎；第三道通过反击破破碎和整形，通过调整反击破的挡板间距来控制进料流量和反击破碎时间，加工过程中需适当控制碎石机的产量，避免产量太高造成碎石的颗粒、形状的波动；该综合效果使得卵石经过破碎，破碎面达到95%以上。通过三级组合破碎加工生产粗集料，其中粗集料粒径为2.36～16.5mm；粗集料分为三种规格，第一种规格的粗集料粒径为10～16.5mm，第二种规格的粗集料粒径为5～10mm，第三种规格的粗集料粒径为2.36～5mm。现有技术中，不将粗集料进行细分，由于粗集料的粒径范围为2.36～16.5mm，范围较大，所以得到的粗集料的粒径范围较大，由这种粗集料制成的沥青混合料没有办法控制其均一性，本发明将粗集料分为三种规格，将粗集料区分成连续的粒径范围，这样就可以控制沥青混合料中各种集料的含量，使拌制的沥青混合料更加精确，可以保证沥青混合料的均一性。
19.2、细集料的加工：将步骤一破碎的卵石颗粒采用双螺旋洗砂设备进行水洗制成细集料，其中细集料粒径为0.1～3mm；卵石经河道水流冲刷，其外表风化层已经很少，而卵石成分相对比较复杂，形成的卵石颗粒成份比例相对较多，针片状较为突出，在经过反击式破碎机的冲击时，风化石等软弱颗粒基本上被粉碎成细砂及粉尘，生产出的细集料0.075mm以
下粉尘含量过高。因此，除了在生产时对石料进行水洗，还增加了双螺旋洗砂设备，经洗选后制成水洗砂细集料。
20.3、沥青混合料的加工：将粗集料、细集料、沥青、矿粉和抗剥落剂采用拌和楼混合拌制。采用德基4000型沥青拌和楼，其生产能力约240t/h，沥青混合料生产过程中每盘料的将三种规格的粗集料、细集料、沥青、矿粉和抗剥落剂的用量都记录在电脑中，操作人员随时监控，每台班打印一次，并统计上报试验室，试验室根据各材料用量，计算实际配比并与设计配合比进行对比分析做动态调整。正常施工沥青混合料出厂温度严格控制在170～185℃，超过195℃的沥青混合料需要报废，正常施工过程中每盘沥青混合料的拌合时间以混合料拌合均匀、无花料为准，一般干拌时间控制在12～15s，湿拌时间控制在40～45s，对于较湿的集料拌合时，要提高烘干温度、延长烘干时间，降低产量、确保集料的加热温度；针对高海拔、高低温、冬雨等特殊环境对混合料的配合比需根据材料的集料的变异情况进行必要的调整和优化，使得混合料性能满足规范要求，并具有良好的工作性能。
21.4、将沥青混合料采用具有保温箱自卸汽车装运，运料前车厢清理干净，并涂抹防粘液(食用油：水=1：3)，涂量以车厢底部无积液为度，每次卸料后应及时将粘在车厢板上的余料清理干净。保温箱夹层采用的导热油循环系统有效维持破碎卵石沥青混合料温度的稳定性，采用循环系统保证保温箱整体温度维持在180℃
±
5℃为宜。运料车在放料口装料时，严格按照前、后、中的顺序挪动车位装料，不得堆高，以减少混合料的离析。运输车辆到场后由专人指挥倒料，验收料单，并设专人逐车检测温度，合格后才能使用，否则废弃。设专人指挥运料车进行倒车，要求运料车在摊铺机前30cm处停车，空档轻踩刹车，靠摊铺机缓缓推进。由于该地区温差大、风大，沥青混合料在运输过程中降温快，而且覆盖的棉被容易被风刮起，要做好运输过程中混合料的保温措施。由于该地区温差大、风大，出厂的沥青混合料在运输过程中降温快，而且覆盖的棉被容易被风刮起，针对运输过程中温度损失太快，必须做好运输过程中混合料的保温措施，不覆盖车厢顶部和紧挨车厢侧面的混合料温度损失近16℃，表面的混合料变硬。需要采取了如下措施：对所有的运输车辆的车厢侧面和后门加设了保温层；更换加厚的棉被对车厢顶部进行覆盖，绳子紧固防止运输过程中被风刮起；适当地提高混合料的拌合温度（一般提高5-10度）；要求每辆车在装料前必须先将剩料清理干净，以防将已经凝结成块的冷料带入摊铺机内，影响路面的施工质量，并安排专人监督管理；加强混合料出场和到场温度的检测，特别是不同部位的温度。
22.5、采用半幅全宽摊铺机摊铺；摊铺时要缓慢、匀速、不间断地进行，铺筑时应使沥青混合料在布料槽中的高度始终保持在螺旋送料器中轴以上，并做到布料均匀。摊铺过程中不得随意改变速度或停顿，摊铺速度根据拌和楼生产能力、摊铺宽度、摊铺厚度及试验段确定的正常摊铺速度为准。遇到特殊情况需要改变摊铺速度时，要掌握和保持摊铺机的行驶速度和夯锤振动频率之间的正比例关系，即摊铺速度快，振频要相应提高，缓慢减速时振频要随之缓慢降低。这样有利于提高铺筑厚度的均匀性和平整度。要掌握和保持摊铺仰角和摊铺厚度的相关关系，密切注意仰角的变化，超出正常范围(
±
1.0cm)应及时查明原因，进行调整修正。
23.依次采用双钢轮压路机、胶轮压路机、1.6t双钢轮压路机对路面进行组合碾压；对胶轮压路机进行配重，以增大碾压的揉搓功能，使混合料得以密实，其中对胶轮压路机轮胎外围加设围裙进行保温，防止温度的散失。具体采取如下措施：（1）压路机不得在未压实的
铺筑层上转向、调头或左右摇摆行走；（2）压路机行走速度要均匀，不得太快，停车应平缓，严禁紧急制动；（3）振动压路机必须先行驶后起振，先停振后停驶；（4）不允许在已经压实而未冷却的面层上振动行驶；(5)沥青混合料粘轮时，除边压边刮外，可喷洒（或涂抹）少量的热油与水混合液，但应严格控制喷洒量，避免混合料降温太快，防止水滴渗沥青混合料，严禁洒柴油与水的混合液；(6)碾压过程中如出现“弹簧”推移现象，应查明原因，采取相应措施，若因混合料级配问题，应及时调整，有推移的混合料可改用轮胎压路机压实而避免或减少推移；(7)严格控制钢轮压路机和胶轮压路机的碾压温度；(8)碾压顺序，应由边向中碾压，曲线段应由低到高；(9)严禁压路机停留在未压实的铺筑层上；(10)碾压过程中要跟踪检测平整度、标高，以便及时对标高不相符、平整度差的段落进行修复碾压，即在铺筑层温度不低于120℃之前取纵向、横向静压可振动压实，以提高其平整度。