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1、高寒地区温拌沥青混凝土路面施工工法1.前言传统的公路路面施工为热拌沥青混凝土施工法，要求最低施工温度部不低于10,在新疆等高寒地区，施工季节为6月9月。采用温拌沥青后,最低施工温度可以降低至0,施工季节可延长至4月10月。因此可以加快公路施工进度，并降低机械油耗,节约施工成本，减少环境污染。2.工法特点2.1高寒地区低温施工，可延长施工期两个月或更长。2。2确保施工质量。温拌的压实受温度降低的影响小,延长了有效碾压时间，确保了压实度达标。2。3拌合楼的服务半径增加一倍以上,温拌沥青混合料长距离运输后，仍能确保压实度。拌合楼数量可相应减少。2。4节省机械燃油.2。5很大程度上减少了温度离析。2。
2、6延长路面使用寿命.2.7温拌添加剂具有很好的抗剥落效果.2.8保护生态环境。3。适用范围适用于严寒地区高速公路、普通公路、市政道路及隧道内沥青混凝土路面施工.4工艺原理温拌添加剂可直接添加至沥青中，拌和过程中在机械拌和力的作用下，温拌剂的亲水基团俘获大量毛细孔隙水，在沥青内部形成大量结构性水膜润滑结构。该水膜结构在拌和过程中将避免沥青胶结料的团聚效应,能够显著增加沥青混合料在较低温度时的拌和工作性。在压实过程中，在钢轮压路机的振动碾压和胶轮压路机的揉搓碾压作用下，水膜润滑作用得到最大程度的发挥,集料位置调整和骨架结构形成更加容易，促进沥青混合料压实。图1给出的是温拌沥青混合料和热拌混合料相同
3、情况下的温度下降曲线对比情况.从图中可以看出，温拌沥青混合料在较低温度下就可以实现充分压实,如果根据现场孔隙率3-5的控制要求，温拌沥青混合料在100以上均可以满足要求，而热拌沥青混合料在140以下就很难满足空隙率控制要求,也就是说从可压实的温度范围来看，温拌沥青混合料要比热拌沥青混合料宽得多，这就意味着温拌沥青混合料可压实时间的延长,更利于现场施工组织，减少施工压力，实现沥青混合料的有效压实。另一方面，由于温拌沥青混合料本身温度降低，其与环境温度的差异减小，这就使得其温度下降速率要比热拌沥青混合料低得多，从而更进一步赢得了有效施工时间。图1 热拌及温拌沥青混合料的碾压温度曲线高寒地区往往较为
4、偏远，其交通条件较差，单位时间内的有效运达里程较小,为了保证施工质量，需要设置更为密集的拌和楼布局。高海拔高寒地区拌和楼的布设存在困难，设置成本偏高.采用温拌技术，允许沥青混合料在出料后经历更长的运输时间，这样就可以减少拌和楼站场布置，集中资金建设大型站场，集中供料,保证施工质量.温拌沥青混合料生产时其沥青温度只需要确保其流动性，而石料加热温度降低明显，出料温度显著下降，低于沥青胶结料中轻组分燃烧的临界温度,其污染物排放大幅度减少,这样有利于保护当地自然环境。因此从上述分析可以看出，温拌技术以其独特的技术特点，与高海拔高寒地区特殊的气候条件和施工条件有着很好的契合点，具有良好的适用性。5.施工
5、工艺流程及操作要点5.1温拌配合比设计流程测定粗集料的VCADRC材料选择材料试验选择初试级配纤维稳定剂粗集料、细集料、矿粉沥青、温拌剂设计粗集料骨架，例如SMA16，以4.75mm通过率为关键性筛孔，选用高、中、低3个档次，设计3组配比选择初试沥青用量、温拌剂掺量，制作马歇尔试件分析VMA、VCA，确定设计级配对设计级配变化沥青用量制作马歇尔试件分析VV、VFA等，确定最佳沥青用量进行马歇尔试验，检验稳定度、流值进行各种配合比设计检验，确定配合比图5。1温拌SMA混合料配合比设计流程5。2温拌沥青配合比设计要点5。2。1混合料配合比设计改性沥青SMA-16配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法
6、，混合料的体积组成结构如图5.2。1-1所示。VAVVVMAVCAmix沥 青、温拌剂空 隙细集料、填料、纤维集料（4.75mm）温拌沥青混合料图5。2。11温拌改性沥青SMA16混合料的各项体积指标5.2。2温拌SMA混合料技术要求温拌改性沥青SMA16的矿料级配采用间断级配,其级配范围应符合JTGF402004中表5.3.2-2要求；改性沥青SMA-16的配合比设计应符合表5.2。21的技术要求;改性沥青SMA16设计配合比检验应符合表5。2.2-2各项指标的要求。表5。2.21 改性沥青SMA-13S型马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单 位技术要求马歇尔试件击实次数/两面各击75次空
7、隙率VV34矿料间隙率VMA1l%不小于17。0粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCADRC沥青饱和度VFA%7585稳定度2lKN不小于6。0流值mm25注：（1）VMA建议达到17以上，经过各项验证后可酌情放宽到16。5；（2)稳定度可放宽到5.5kN。表5.2.22 改性沥青SMA-13S配合比设计检验指标技术要求检验项目单位技术要求试验方法谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失1不大于0。1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失（20)不大于15T0733车辙试验动稳定度2次mm不小于3000T9719水稳定性:残留马歇尔稳定度 冻融劈裂试验残留强度比85以上80以上T0709T0729注：（
8、1)谢伦堡沥青析漏试验温度为185;（2)车辙试验试件不得采用经二次加热重塑成型的试件，试验必须检验其密度是否符合试验规程的要求。5。2.3目标配合比设计目标配合比设计流程按照图5。1进行；按JTG F40附录B的方法计算初试级配矿料的合成毛体积相对密度、合成表观相对密度、合成有效相对密度。其中各矿料的毛体积相对密度、表观相对密度试验方法遵照该规范附录B的规定进行。设计初试级配。调整各种矿料比例，设计3个不同粗细的初试级配，3个级配的4.75mm通过率应分别为23%、27%、31%左右，3个级配矿粉数量宜相同，使0.075mm通过率为10左右。按式1-1计算大于4。75mm粗集料的混合毛体相对
9、密度。 式1-1式中：P1、P2分别为1号料和2号料配比; 1、2分别为1号料和2号料的毛体积相对密度。用捣实法测定大于4。75mm的粗集料捣实密度s按（T0309）试验，由式1-2计算各组初试级配捣实状态下粗集料间隙率VCADRC。式12式中:w-水的密度（gcm3,常温下可取0.999)。选择制作马歇尔试件的初试油石比。初试油石比应根据矿料级配的平均毛体积相对密度选择。按照选择的初试油石比和矿料级配制作SMA马歇尔试件,一组马歇尔试件数目不少于6个，试件毛体积相对密度mb，必须由表干法测定。供计算SMA混合料体积指标的最大相对理论密度t ，按式13计算得到。式13式中:Pa混合料油石比，%
10、； Px纤维用量，以矿料质量百分率计,由占沥青混合料百分率换算得到，%; 矿料合成有效相对密度； a-沥青的相对密度;x-纤维相对密度，由厂方提供或实测。按式14、5、6、7计算SMA马歇尔试件的矿料间隙率VMA、粗集料骨架间隙率VCAmix、空隙率VV和沥青饱和度VFA。式14式1-5式16式1-7式中：Ps-沥青混合料中除沥青外全部矿料占沥青混合料的质量百分率，即（100沥青用量）,； PCA沥青混合料中粗集料的比例,即大于4。75mm的颗粒占沥青混合料的质量百分率，%;从3组初试级配试验结果中选择设计级配时,必须符合VCAmixVCADRC及VMA17的要求，当有1组以上的级配同时符合要
11、求时,以4.75mm通过率大且VMA较大的级配为设计级配。马歇尔试件的设计空隙率VV应符合表七的要求,根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0。20.4为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件。进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合要求.稳定度和流值并不作为配合比设计可以接受或否决的唯一指标，容许根据同类型改性沥青SMA-16工程的经验予以调整。根据希望的设计空隙率(通常为3.8左右），确定最佳油石比OAC。按规定的项目进行配合比设计检验。5。2。4生产配合比确定各热料仓矿料和矿粉的用量。必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果,通过计算，使矿质混
12、合料的级配符合目标配合比设计级配，并特别注意使0.075mm、4.75mm和9。5mm的筛孔通过量控制接近目标配合比设计级配，以确定各热料仓和矿粉的用料比例，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。确定最佳油石比。取目标配合比设计的最佳油石比OAC和OAC0.3%三个油石比，取以上计算的矿质混合料，用试验室的小型拌和机拌制沥青混合料，制备马歇尔试件，计算试件的VMA、VCAmix、VV和VFA，按目标配合比设计方法，选定适宜的最佳油石比.生产配合比设计检验。用以上生产配合比，进行沥青析漏试验和残留马歇尔稳定度检验。5。2.5生产配合比验证阶段用生产配合比进行试拌,沥青混
13、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沥青含量、筛分试验，检验标准配合比矿料合成级配中，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目标配合比级配值,并避免在0。3mm0.6mm处出现驼峰。由此确定正常生产用的标准配合比。5.3温拌SMA沥青混合料施工施工工艺流程温拌沥青混合料的施工工艺流程5.4施工工艺要点SMA沥青混合料施工技术与常规沥青混合料基本相同，较常规混合料有较大区别之处在于混合料的拌和、碾压.5.4.1沥青混合料的拌和考虑到掺加较多矿粉、改性沥青后，温拌SMA混合料粘度较高，混合料拌制较为困难。因此在混合料的
14、拌制过程中应适当延长拌和时间.SMA16拌和时间及加料次序见表5.4.1-1，必须使所有集科颗粒全部裹覆沥青结合料,并以沥青混合料拌和均匀为度。表5。4.11 建议的温拌改性沥青SMA16拌和时间及加料采用次序 加集料 加纤维干 拌 约15S 加矿粉 加沥青湿 拌 约45S出 料总生产时间约6580S表5。4。12 改性沥青SMA-16 的施工温度(）工序热拌改性沥青SMA16温拌改性沥青SMA16沥青加热温度165175165175集料温度185195150-160混合料出厂温度175185 超过195废弃150160运到现场温度不低于165不低于155摊铺温度不低于160，低于140废弃不
15、低于150初压开始温度不低于150不低于145复压最低温度不低于130不低于120碾压终了温度不低于110不低于1005.4.2温拌沥青混合料的摊铺 下承层检查,使其质量满足要求，对不符合要求之处,在摊铺前进行处理。 摊铺机进行预热 摊铺机开机前提前1h-2h预热,使熨平板温度不低于100，摊铺过程中熨平板的振捣装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面初始压实度. 摊铺机作业 采用两台摊铺机梯队进行施工作业，摊铺机以均匀的速度行驶，其摊铺速度根据拌和能力、摊铺厚度、宽度而定，摊铺速度控制在1-3mmin,摊铺过程中不随意变换速度，减少中途停顿等料，并且两台摊铺机摊铺作业距离控制在5m以内,保证
16、施工质量。摊铺机螺旋布料器相应于摊铺速度调整到一个稳定的速度均衡的转动,两侧保持有不少于送料器2/3高度的混合料，从而减少在摊铺过程中的离析.温拌SMA沥青混合料正在摊铺作业5.4.3温拌沥青混合料的碾压改性沥青SMA-16的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压，碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行。混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状态下开始碾压,不得等候。不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角、压碎石料,破坏石料嵌挤.碾压温度应符合表5。4.1-2的规定。必须有足够数量的压路机，初压和复压均不宜少于2台。碾压段的长度控制在20m30m为宜，温拌改性沥青SMA16严禁使用轮胎压路机。
17、在初压和复压过程中，宜采用同类压路机并列成梯队压实,不宜采用首尾相接的纵列方式。采用振动压路机压实改性沥青SMA-16路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm,当采用静载压路机时，压路机的轮迹应重叠l/3l/4碾压宽度。不得向压路机轮表面喷涂油类或油水混合液，需要时可喷涂清水或含有隔离剂的水溶液。喷洒应呈雾状,以不粘轮为度。禁止使用柴油和机油的水混合物喷涂.压路机应以均匀速度碾压。压路机适宜的碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，可参照表5。4。21通过试铺确定。表5.4.21 压路机碾压速度（km/h)压路机类型初压复压终压静载钢轮压路机232。552。55钢轮振动压路机2445
18、改性沥青SMA13路面摊铺后应抓紧碾压，由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短时间内达到规定压实度，且碾压温度符合表5。4.2-1的规定。压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上. 碾压呈梯形对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。改性沥青SMA13路面应严格控制碾压遍数，在压实度达到马歇尔密度的98以上，或者路面现场空隙率不大于6%后，不再作过度碾压。如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，应停止碾压。路面压实完成24h后，方能允许施工车辆通行。图5.4。21 碾压完成后SMA路面外观效果5。5劳动力组织表5。5
19、 劳动力组织表序号工程项目人数主要职责1生产副经理1组织各种资源调动指挥根据总体的施工计划安排施工2技术负责人1制定方案、进行现场技术指导3技术员2负责测量、现场技术指导4施工员2落实下达的施工任务及要求5安质检1执行安全措施的制定、质量措施的制定、检查7试验5室内、现场检测8普工15辅助施工现场9拌合站6上料、拌合、放料6施工设备表6施工设备序号设备及机具名称单位数量备 注1拌合设备套1混合料的拌合2摊铺设备台套2施工现场摊铺3双钢轮压路机台6施工现场碾压8装载机台4拌合站、施工现场9自卸车辆18沥青混合料运输10水车辆2压路机加水7。质量控制7。1强化施工管理,落实技术责任制，制定温拌沥青
20、混合料拌合、摊铺、碾压的施工工序质量控制措施，严格遵照规范标准、以及设计要求进行施工。7。2据施工中出现的缺点、病害以及确定的关键工序，全面开展QC小组活动,制定全面有效的防范措施，提高工程质量水平。7.3在温拌沥青混合料拌合施工前，制定沥青拌合站、施工现场作业的保护措施,并组织人员进行学习培训。在施工过程中，安排专人对摊铺、碾压进行指挥，不定期进行日常检测和摊铺机、压路机、以及沥青拌合楼的维护保养。7。4严格按规定的检查、检验程序进行，上道工序未经检验认可,不得进行下道工序。8.安全措施8。1上岗前进行安全培训，并进行考核，不合格不准上岗。特殊工种必须持证上岗，并组织不定期考核。8。2施工现
21、场安全是重点，各类机械司机必须持证上岗，服从指挥，经常检查运输车辆的刹车性能，拌合站小跑车钢丝绳的磨损、锈蚀情况，凡不符合使用规定者立即更换。8.3施工现场必须穿反光服装；进入拌合楼场地必须戴安全帽。8。4加强对施工机械的检查、维修、保养，保证各类设备处于良好状态。9.环保措施9。1生活垃圾、生产生活废水按规定排放处理。9.2施工营地、料场、临时租用地、便道等施工场地，完工后及时平整恢复植被等原状。9.3采取适当措施，保护现场内外的环境，防止粉尘、有害气体、噪音对公众财产造成的损害和妨害。9。4在施工过程中采取有效措施,保护饮用水源免受施工活动造成的污染。10. 效益分析在新疆赛果高速公路K5
22、52+314。426K581+035段施工中,采用在热拌改性沥青混合料中加入温拌剂，有效的延长了施工季节，节约了能源,提高了工效，取得了显著的经济效益，共计节约费用210。15万元。具体如下:（1) 减少燃油使用成本。本项目中面层沥青混合料总数量为71513t，传统热拌沥青拌和工艺使用燃料油为7.74kg/t；采用温拌改性沥青混合料拌和工艺使用燃料油为6.22kg/t。节省燃油费用：715137。746.571513*6。22*6。5=70.65万元。(2) 减少了项目管理成本。按照传统工艺施工，一天施工时间为6小时，完成总工程量需要约用54天.加入温拌剂后摊铺时间可延长到每天14小时,完成总
23、工程量需要约用23天，项目每天发生项目管理费用约为4.5万元，共节省项目管理成本：（5423）4.5=139.5万元。以上两项共计节约费用：70.65+139.5=210。15万元。11.应用实例中铁六局集团在G045线赛果K552+314.426K581+035段施工中，进行了大量的研究工作，温拌配合比设计、沥青原材料、温拌剂原材料进行了试验，通过室内、外试验成功验证了施工工艺适用条件，最终确认了以试验段为先导、以不同施工方案和施工温度条件为对象，温拌沥青混合料及施工技术设计出一整套适合新疆特殊的地理环境和气候特性，使得其施工条件不同于其他地区施工方案。施工时间2010年1月至2011年10月，通过10个月的紧张施工，完成了所有的温拌沥青混凝土的摊铺任务，确保了季节施工的节点工期，在质量控制方面精益求精，为新疆的道路建设提供了安全、质量和工期保证。
