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随后介绍了纤维沥青混凝土的工程应用,仅供参考关键词:纤维;沥青混凝土;性能;工程应用
abstract: this paper briefly describes the performance of the fiber in asphalt concrete, followed by fiber asphalt concrete engineering applications, for reference only.key words: fiber; asphalt concrete; performance; engineering applications tu377.9+3 1、前言 改革开放以来,随着经济的不断发展,我国的基础设施迎来了建设的高潮,道路桥梁工程作为基础设施的重要组成部分,也得到了很大的发展
然而由于种种原因,道路路面的破坏却十分普遍,不仅造成了巨大的浪费,也严重影响到了人们的安全出行,应引起足够的重视
人们在实践的过程中遇到了问题,也在不断总结经验处理问题,特别是近年来各种新技术新材料不断出现,给工程技术人员解决此类问题提供了更多的选择,特别是纤维和沥青混凝土的结合,极大的提高了道路路面的质量,提高了道路路面的寿命,方便了人们的安全出行
本文首现对纤维在沥青混凝土中的性能进行简要的分析,随后介绍了其工程施工应用,仅供参考
2、纤维沥青混凝土的性能 根据作者多年的实践经验,并参考了其它资料,总结出了纤维沥青混凝土主要有如下几个方面的性能:第一,防止沥青混凝土开裂,有效抵抗反射裂缝
当混合料在外力作用下产生裂缝时, 均匀分散的纤维在裂尖处起到了桥接作用, 从而有效阻止了裂纹的产生和发展
同时在外力作用下颗粒性材料间会产生位错与滑移, 大的滑移受阻后, 使纤维可将单轴应力转移到其它基体上, 从而使应力分布扩散更均匀
第二,提高沥青混凝土的高温稳定性
混合料高温变形能力差, 同沥青粘结强度下降迅速有很大关系, 而传统混合料高温下沥青会在结构内产生流动与集中, 更进一步加大了其高温变形性能
而纤维加入后,由于纤维的吸附作用,在高温状况下,有提高沥青粘稠度和粘聚力的作用
同时由于纵横交错的加筋和桥接作用,降低了沥青的流动性,限制了集料的侧向位移和流动,提高了沥青混凝土的稳定性和抗车辙能力
第三,提高沥青混凝土的低温抗裂性
沥青路面在遇气温骤降或天气严寒时,会因路面急剧收缩来不及应力松弛而产生开裂
纤维混凝土所形成的路面,因其内部有数量众多纵横交错、均匀分布的纤维单丝,且在低温下仍具有很好的延伸率,使路面混合料在低温下仍保持柔韧性和很强的抗拉强度,从而有效分散了急剧变化的应力,抑制了温缩裂缝的产生并防止反射裂缝的发展
第四,使得界面作用显著增强
纤维材料由于其大的比表面积, 使得沥青中的油分被吸附, 相当于沥青质相对增多,从而使沥青的粘度增大, 粘附力更强
同时, 沥青与纤维间产生的物理和化学吸附、扩散与键合作用下, 使得结构沥青膜厚度增大,这样使得纤维沥青相与矿料相之间的界面效应增强, 从而有效降低了结构的破坏危险
第五,纤维沥青混凝土的水稳性能
加入纤维对沥青混合料的水稳性有改善作用, 且纤维对普通沥青混合料的改善作用相对较大
这主要是因为纤维可以吸附部分沥青,从而增大沥青用量,提高沥青饱和度; 并且使粘附在矿料上的结构沥青膜变厚, 降低了水对沥青胶浆的侵蚀破坏作用, 增强了沥青胶浆抵抗自然环境破坏的能力, 使混合料抗水损害能力增强
第六,纤维沥青混凝土的力学性能
当沥青混合料中掺加增强纤维后, 沥青混合料的破坏劲度模量也有所增大
但破坏劲度模量增大速率较缓慢,说明纤维增强沥青混合料具有更大变形能力(柔韧性) , 更能适应桥面板的变形
另外, 纤维对普通沥青混合料的增强作用较之改性沥青混合料更为明显
这主要是由于改性沥青本身就具有较强的粘结性,纤维的作用无法充分体现
沥青混合料中掺加纤维后, 无论是普通沥青混合料还是改性沥青混合料, 抗压性能都有所改善,但对普通沥青混合料抗压性能的改善作用更明显
尽管纤维沥青混凝土具有十分优越的性能,但是在应用过程中还应注意纤维强度与界面粘结强度比应适中, 否则会产生增而不强现象
纤维沥青混合料中若纤维强度过高, 与基体的粘结强度不协调, 往往纤维会被拔出;纤维强度过低, 起不到增强作用
由于矿质级配不同, 使得纤维增强基体的性能差异也较大, 矿料的选择应同纤维类型选择相结合
一般在较细的矿质级配中纤维的作用效果较明显, 但级配过细, 基体的整体强度又偏低, 如何协调这一矛盾, 在设计和纤维选择时至关重要,应充分考虑
3、纤维沥青混凝土在工程中的应用 纤维沥青混凝土在工程中主要被应用于道路的路面,以提高道路路面的质量,本文以下内容将根据作者多年的实践经验,对纤维沥青混凝土在道路路面中的应用分几个方面进行介绍:第一,沥青混凝土中添加纤维
纤维混合料施工中,一般需要2 人以上在沥青混合料拌和站热仓口人工添加纤维
首先,按拌和混合料的数量,从大包纤维中准确称量出每次拌和混合料实际掺加纤维的份量并分成小包
拌和站开盘后,在集料干拌开始,沥青还未加入及湿拌未开始时,将称量好的小包纤维从热仓观察口投入拌和锅中,且应在湿拌开始前投入完毕并关闭热仓观察口的仓门,以保证随集料干拌将纤维充分搅拌、分散,以防止沥青及纤维从热仓观察口溢出损失及因纤维未搅拌均匀而与沥青结团,影响沥青混合料的均匀性
目前,有些厂商已研制出自动添加设备,将其与拌和楼连接后能自动精确称量后添加
第二,掺纤维沥青混凝土的拌合
拌合主要分为干拌过程和湿拌过程,其中干拌过程是至在集料充分拌和后,应加入纤维,加入纤维后与集料干拌时间为10~15 s 左右
湿伴过程是纤维加入集料经干拌后,即加入沥青进行湿拌,拌和时间以拌匀为度,但也不宜太长
为了使纤维与混合料充分拌和,混合料总的拌和时间应不少于60s
第三,沥青混合料的摊铺
连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施
摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度,按2~6m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺
不应随意增加摊铺速度,随意停机待料
机械操作手应采用换班制,避免施工中因人员休息与就餐而停机
下面层摊铺时厚度控制应采用钢丝引导的高程控制方式
钢丝为扭绕式,直径于6mm
钢丝拉力大于800n,每5m设一钢丝支架
根据施工场合具体情况,可以在靠中央分隔带侧右侧架设钢丝,左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”
中面层和上面层则可采用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度
摊铺层纵向接缝上应设置抹平靴,由后面摊铺机牵引向前移动
两台摊铺机距离建议不超过30 m
第四,沥青混合料的压实成型
沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节,应根据施工场合及混合料类型等因素选择合理的机械组合方式及碾压步骤
为保证压实度和平整度,碾压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行
严格压实作业的等距离操作,要求压实过程分为初压、复压和终压三道工序,初压的目的是整平和稳定混合料,这是压实的基础,因此要注意压实的平整性
复压的目的是使混合料密实、稳定、成型,混合料的密实程度将取决于该道工序
终压的目的是消除轮迹,最后形成平整的压实面
所有这些都必须严格作业程序和操作要求
压实应注意的问题:①为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊傅机.碾压路线及方向不应突然改变.压路机起动、停止必须减速缓行
对压路机无法压实的死角、边缘、接头等,应采用小型振动压路机或手扶振动夯趁热压实
压路机折回不应处在同一横断面上
②在碾压过程中,为了保持正常的碾压温度范围,每完成一遍重叠碾压,压路机就离摊铺机靠近一点,这样做也可避免在整个摊铺层宽度上,在相同横断面换向所造成的压痕
变更碾压道应在碾压区较冷的一端,并在压路机停振的情况下进行
③碾压中,要确保压路机滚轮湿润,以免粘附沥青混合料
可采用间歇喷水,但应防止水量过大,以免混合料表面冷却
压路机不得在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置或突然刹车
碾压后的路面在冷却前,任何机械不得在路面上停放,并防止矿料、杂物、油料等落在新铺路面上,路面冷却后方能开放交通
4、结尾 随着我国社会经济不断发展,科学技术不断进步,工程施工技术一直在不断推陈出新,而沥青混凝土路面施工技术也到了一个日新月异的发展阶段,各种新材料、新工艺在不断研发与应用中
纤维在沥青混凝土中的应用技术正在实践中不断提升,广大工程技术人员应注重借鉴国内外先进的经验,不断地为提高纤维沥青混凝土在实际工程中的应用水平做出应有的贡献
【参考文献】 【1】《沥青混凝土路面施工与维修技术》郝培文等,人民交通出版社 【2】 《沥青路面施工质量控制与保证》张肖宁等,人民交通出版社 【3】 《高等级公路沥青混凝土路面新技术》刘中林等,人民交通出版社 在施工中的配合比设计、施工工艺以及质量控制方法;在高速公路施工现场的应用 【关键词】泡沫沥青冷再生;配合比设计;施工工艺;质量控制、现场应用 abstract: introduced the foam asphalt cool regenerated technology, will semi-rigid base into flexible or half flexible grassroots, in construction of mix design, the construction technology and quality control method; in highway construction site application keywords: foam asphalt cold regeneration; mix design; the construction technology; quality control, the application 中图分类号:u412.36+6文献标识码:a 文章编号: 随着高速公路沥青路面的使用年限的增长,各种病害逐渐出现,在某高速公路沥青路面改造工程中,通过泡沫沥青冷再生技术,将半刚性基层转换为柔性或半柔性基层,介绍了沥青泡沫沥青冷再生技术,配合比设计、施工工艺以及质量控制方法
一、工程概况 某高速公路沥青路面随着营运时间的延长,交通量、重型及超限载车辆明显增大,出现了典型的病害如坑槽,纵裂等
在检测中还发现基层开裂、水害松散等病害病害,影响了行车安全性和舒适性,为保障道路良好的通行能力,及提高路面的行驶质量,对病害路段基层采用泡沫沥青冷再生技术,克服半刚性基层的缺点,增强耐久性,建立柔性或半柔性基层沥青路面结构体系,在较低成本较小社会影响条件下,达到较大经济和社会效益
二、泡沫沥青冷再生混合料配合比设计 1、泡沫沥青再生混凝土级配必须符合招标文件及规范要求
(1)泡沫沥青冷再生混合料配合比设计包括原材料分析、配合比(沥青及水、水泥、新碎石材料用量)设计和设计配合比检验三项内容
(2)采用随机取样的方法,取得具有足够用量的铣刨料,并低温烘干确定原材料含水量
(3)对铣刨料进行抽提,分析得出铣刨料级配及沥青含量
(4)确定最大干密度、最佳含水量 对5个不同含水量的铣刨料(或铣刨料、新碎石材料与水泥混合料)进行土工击实试验,通过土工击实确定试件干密度(如某一试件的干密度与该批试件的平均干密度相差30kg/m3以上,则将该试件剔除),根据试件干密度——流体含量关系曲线,回归分析得出最大干密度及其对应的最佳含水量(最佳流体含量作为后期试验控制外加水量的控制指标)
(5)泡沫沥青设计用量的确定 以最佳流体含量90%作为控制混合料中所有流体含量的控制指标,选取5个不同泡沫沥青用量,通过最佳流体含量计算确定掺水量,拌制不同泡沫沥青用量的再生混合料,进行常规马歇尔击实试验,确定泡沫沥青用量
设计泡沫沥青用量的确定步骤如下:准备在较低温度条件下烘干的铣刨料样品,按5个不同的泡沫沥青用量,分别称取7500g的铣刨料,在保持最佳流体含量不变的前提下,确定外加水用量,加入铣刨料与新集料的混合物中并拌合均匀
称取足够混合料以获得63.5+1.5mm的击实高度(通常1150g)放入试模中,用插刀周边插捣15次,中间10次,使表面整平成凸圆弧面,按马歇尔试件的成型方法进行试件的成型(双面各75次)
将装有试件的试模在室温条件下养生24小时,然后用脱模器脱模,将试件放在洁净的平盘置于40℃的通风烘箱中养生72小时
养生后的试件分为两组,一组直接浸泡于25℃水浴中24小时进行劈裂试验,另一组放入25℃烘箱中保温1小时进行劈裂试验,确定试件的劈裂强度、劈裂强度比等
根据试验结果综合选择最优泡沫沥青用量作为泡沫沥青设计用量
如各试验结果不能满足相关技术标准要求,则应考虑掺加水泥或增加水泥掺量,重复第4步试验
(6)验证试验 根据所选定的各材料掺量,成型相关试件,进行设计沥青含量的高温抗变形能力(车辙试验)、抗水损害(浸水马歇尔试验)、低温抗裂性(低温小梁弯曲试验)、抗疲劳能力(四点梁疲劳试验)等性能试验,评价再生混合料与路用相关的性能 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程 三、现场施工 1、试验段 冷再生基层施工开工前,需先做铺筑试验路段,试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段,试验段选在主线直线段,长度不小于200m,从施工工艺、工程质量、施工管理、施工安全等各方面验证施工配合比及施工方案的可行性,并为正常施工提供技术依据
具体工作如下 1)、确定拌和方案 2)、确定摊铺方案 3)、确定压实方案 4)、检测试验路施工质量,不符合要求时应找出原因,采用纠正措施,重新铺筑试验段,直到满足要求为止
2、施工 1)、封闭交通 2)、清理原路面 (1)清除原道路表面的石头、垃圾、杂草等杂物
(2)清除积水 3)、旧路面铣刨与铣刨料的堆放 (1)铣刨现有路面 冷再生的第一步是在设计厚度下刨除现有的沥青路面,铣刨速度控制在6~7m/min
采用运输车直接将铣刨料(rap)运输运至拌和厂
(2)rap材料的破碎、筛分和贮存 由于在rap自重和高温的作用下,rap材料可重新粘结起来形成尺寸较大的颗粒,因此rap料堆的高度不能太高,机械设备也不得在料堆上停留或行走
可协调好破碎筛分设备和拌和设备的生产速度,使rap料堆的高度减至最小(堆高不超过2m)
为控制铣刨料的含水量,对铣刨料应加强覆盖
rap材料尽量按照“先到先用”的原则,一是保证rap材料中的含水量稳定,二是防止混合料储存时间过长出现粘结
(3)下基层的准备 为增强下基层和冷再生基层混合料的粘结性能,在摊铺冷再生基层混合料之前应对下基层表面进行处理
处理方式一般是在土基表面喷洒乳化沥青,喷洒量一般为纯沥青用量0.2~0.3 kg/m2,然后碾压密实
4)拌和 泡沫沥青的生产设备要有精确的计量装置,基质沥青的温度要控制在最佳发泡温度±10℃的范围之内
要定时检测泡沫沥青的性能,包括泡沫沥青的膨胀比和半衰期
冷厂拌的拌和楼通常不设置筛分板,因此rap和新鲜集料的用量就由冷料仓进料速度来控制
可在冷料输送带上取样分析混合料级配来控制混合料的级配
拌和楼需有泡沫沥青和水泥的精确计量装置
5)运输 拌和后的成品料直接输送到自卸车上运输到现场进行摊铺
(1)泡沫沥青混合料采用干净、有金属底板的自卸汽车运输,车槽内不得沾有有机物质,车辆底部及两侧均应清扫干净
(2)车辆装料分3次装料,第一次靠车厢前部,第二次靠车厢后部,第三次靠车厢中部 (3)车辆的运输能力应大于拌和能力和摊铺能力,使摊铺机连续均匀不间断的进行铺筑
(4)运料车应靠近离摊铺机30cm左右以空档停车,由摊铺机推动其前进
( 5)运料车应分两次卸料,第一次卸料斗起升高度为总起升高度的一半,第二次将随着摊铺机的不断前进和进行混合料摊铺,配合摊铺机逐渐其升料斗进行卸料