环保型改性hma面层的施工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保型改性HMA面层的施工工艺，包括以下步骤：1）拌合站及设备安装调试；2）目标配合比设计；3）生产配合比；4）生产配合比验证；5）运输、摊铺及压实。本发明具有以下有益效果：实现对沥青混合料HMA的改性效果；稳定度高，提高路面的抗车辙能力；工艺十分简单，非常易于施工和推广；对环境无任何危害，是一种绿色沥青改性剂；节约生产成本；适用于高温地区的沥青路面中、表面层，尤其适用于表面层，但也适用于冬温区和冬冷区。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种道路面层施工工艺，具体涉及一种环保型改性ΗΜΑ面层的施工工 艺。 环保型改性HMA面层的施工工艺
【背景技术】
[0002] 在道路工程领域，改性浙青一直是技术人员持续研究的热门方向，改性浙青在我 国公路浙青路面工程中得到了广泛应用，其中最普遍的是SBS改性浙青，而对于布敦岩天 然浙青BRA这样的天然浙青却缺乏相应的技术规定。常用的布敦岩改性浙青混合料面层干 法施工工艺，既需要延长混合料的拌合时间，又需要提高拌合料的温度且易出现花料情况， 因而降低拌合机产量，且增加能源消耗，还难以保证拌合料质量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种环保型改性ΗΜΑ面层的施 工工艺。
[0004] 其技术方案是：环保型改性ΗΜΑ面层的施工工艺，包括以下步骤： 1) 拌合站及设备安装调试； 2) 目标配合比设计； 3) 生产配合比； 4) 生产配合比验证； 5) 运输、摊铺及压实； 所述拌合站及设备安装调试步骤：选择与被施工路段较近的地域为建设拌合站，安装 设备并保养调试，拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求，集料场地及场内道路 硬化，集料分隔储存，细集料采取覆盖措施；所述目标配合比设计步骤：确定改性浙青混合 料及矿料为布敦岩天然浙青BRA、基质浙青、粗集料和细集料，并对材质进行检验与试验，根 据规范要求选择粗细集料及矿粉，并对其性能指标加以检验，选择合格的原材料，按马歇尔 试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等，各指标应符合规范的要 求，确定布敦岩天然浙青BRA与基质浙青的质量为1:4 ;所述生产配合比步骤：生产配合比 设计用原材料应与目标配比设计的一致，根据目标配合比设计的冷料用量比例，调整冷集 料斗的上料速度给拌合机组供料，从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分，得到 筛分曲线，进行生产级配设计，应反复调整冷料仓供料比例，达到供料平衡后，确定热料仓 各种矿料配合比例，根据热料仓矿料级配，以目标配比确定的最佳浙青含量为中值；所述生 产配合比验证步骤：生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇 尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比，试验段铺 筑包括浙青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节，混合料拌和集料加热温度控制在 180?190°C，浙青混合料的拌和温度为165?175°C，浙青混合料应随拌随用，拌合时间不 少于35s，确保混合料拌合均勻，无花白料、结团或离析现象，试验室应从拌和机拌和的布敦 岩天然浙青BRA改性浙青混合料中取样，进行混合料性能检验，检验的内容包括马歇尔试 验和抽提筛分试验，并将试验的结果进行记录、分析，与规范和标准进行对比，及时发现问 题，纠正偏差；所述运输、摊铺及压实步骤：根据步骤3)及步骤4)试验后生成出的混合料， 应采用较大吨位的自卸汽车，其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调，确保摊铺 时混合料的供应不间断，混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施，防止 混合料冷却或受到污染，摊铺前，应对下承层的施工质量进行全面的检查验收，达到标准后 方可进行混合料的摊铺，在混合料铺筑之前，需在混合料下承层表面洒布粘层油，待布粘层 油破乳、水分蒸发完成，或基本挥发完成后，及时铺筑混合料，确保粘层不受污染，施工前应 对机械设备进行全面检查，确保摊铺过程中不致摊铺中断，然后进行混合料的碾压，碾压应 分初压、复压和终压三个阶段进行，碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压实度、空隙率及 平整度等检测，检测质量须符合要求，检测合格后开放交通。
[0005] 所述布敦岩天然浙青BRA的颗粒直径< 3mm，浙青含量> 30%，密度1. 8g/ cm3,闪点> 240°C，矿物质（以灰分计）< 70%。所述基质浙青的技术指标，应符合现行规范 《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的技术要求。所述粗集料的技术指标，应 符合现行技术规范《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的要求；细集料符合现 行技术规范的要求，对于高速公路和一级公路，细集料应采用机制砂，且其中亚甲蓝值的技 术标准为< 1.5kg/g。所述混合料拌和集料加热温度为160°C，浙青混合料的拌和温度为 150°C。所述粘层油宜采用浙青洒布车喷洒，并选择适宜的喷嘴，洒布速度和喷洒量保持稳 定。喷洒的粘层油必须呈均匀雾状，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，不得有洒花漏空或 成条状，也不得有聚积。喷洒不足的要补洒，喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车 外的其它车辆和行人通过。所述碾压阶段中，初压是为了稳定混合料，从而建立较强的承载 能力，使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移。初压采用振动压路机静压，碾压 速度小于4km/h ;复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序，采用振动压路机振动碾压，碾 压速度小于4km/h，每次碾压时钢轮应重叠10?20cm ;终压，是为了消除轮迹，最后形成平 整的表面，采用双钢轮压路机静碾压，碾压速度小于5km/h，在温度下降至不稳定区之前完 成；碾压段的长度，应根据摊铺速度、混合料温度确定，一般可控制在50m左右。所述混合料 进行铺筑，应在气温高于l〇°C时进行。
[0006] 本发明充分研究了布敦岩浙青的组成结构、材料性能以及布敦岩浙青改性浙青的 路用性能，在布敦岩浙青改性浙青的合理用量方面提出了合理比例等量替代法（BRA:基质 浙青=1:4)的创新性的湿法工艺BRA改性HMA面层施工工艺。其与现有技术相比较，具有 以下有益效果：1、通过与基质浙青的相互作用，实现对浙青混合料HMA的改性效果。2、布敦 岩浙青改性浙青混合料动稳定度高，提高路面的抗车辙能力。3、布敦岩浙青改性浙青是通 过向改性机内定量的150°C基质浙青中加入1/4质量的BRA搅拌10?20min，然后泵入储 备罐备用，不发生任何化学反应，改性工艺十分简单，非常易于施工和推广。4、布敦岩天然 浙青BRA是一种天然岩浙青，经环保部门检测，该材料对环境无任何危害，是一种绿色浙青 改性剂。5、布敦岩浙青改性混合料拌制过程中，无需延长拌合时间和提高拌合温度，拌制的 混合料无花白料。即使在较寒冷季节，只要下卧层温度不低于l〇°C，风力小于7级情况下， 保证迅速压实，均无需要提高拌合及施工温度。6、布敦岩浙青价格比基质浙青和其它改性 剂低廉，因而改性后的浙青比较其它改性浙青价格大幅下降，节约生产成本。7、布敦岩浙青 适用于高温地区的浙青路面中、表面层，尤其适用于表面层，但也适用于冬温区和冬冷区。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本发明一种实施例的施工工艺流程图； 图2是本发明一种实施例的目标配合比设计工艺流程图； 图3是本发明一种实施例的生产配合比设计流程； 图4是本发明一种实施例的生产配合比验证的流程。
【具体实施方式】
[0008] 参照图1 一图4, 一种环保型改性HMA面层的施工工艺，包括以下步骤： 1) 拌合站及设备安装调试； 2) 目标配合比设计； 3) 生产配合比； 4) 生产配合比验证； 5) 运输、摊铺及压实； 所述拌合站及设备安装调试步骤：选择与被施工路段较近的地域为建设拌合站，安装 设备并保养调试，拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求，集料场地及场内道路 硬化，集料分隔储存，细集料采取覆盖措施；所述目标配合比设计步骤：确定改性浙青混合 料及矿料为布敦岩天然浙青BRA、基质浙青、粗集料和细集料，并对材质进行检验与试验，根 据规范要求选择粗细集料及矿粉，并对其性能指标加以检验，选择合格的原材料，按马歇尔 试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等，各指标应符合规范的要 求，确定布敦岩天然浙青BRA与基质浙青的质量为1:4 ;所述生产配合比步骤：生产配合比 设计用原材料应与目标配比设计的一致，根据目标配合比设计的冷料用量比例，调整冷集 料斗的上料速度给拌合机组供料，从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进行筛分，得到 筛分曲线，进行生产级配设计，应反复调整冷料仓供料比例，达到供料平衡后，确定热料仓 各种矿料配合比例，根据热料仓矿料级配，以目标配比确定的最佳浙青含量为中值；所述生 产配合比验证步骤：生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇 尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比，试验段铺 筑包括浙青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节，混合料拌和集料加热温度控制在 180?190°C，浙青混合料的拌和温度为165?175°C，浙青混合料应随拌随用，拌合时间不 少于35s，确保混合料拌合均勻，无花白料、结团或离析现象，试验室应从拌和机拌和的布敦 岩天然浙青BRA改性浙青混合料中取样，进行混合料性能检验，检验的内容包括马歇尔试 验和抽提筛分试验，并将试验的结果进行记录、分析，与规范和标准进行对比，及时发现问 题，纠正偏差；所述运输、摊铺及压实步骤：根据步骤3)及步骤4)试验后生成出的混合料， 应采用较大吨位的自卸汽车，其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相协调，确保摊铺 时混合料的供应不间断，混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、防尘措施，防止 混合料冷却或受到污染，摊铺前，应对下承层的施工质量进行全面的检查验收，达到标准后 方可进行混合料的摊铺，在混合料铺筑之前，需在混合料下承层表面洒布粘层油，待布粘层 油破乳、水分蒸发完成，或基本挥发完成后，及时铺筑混合料，确保粘层不受污染，施工前应 对机械设备进行全面检查，确保摊铺过程中不致摊铺中断，然后进行混合料的碾压，碾压应 分初压、复压和终压三个阶段进行，碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压实度、空隙率及 平整度等检测，检测质量须符合要求，检测合格后开放交通。
[0009] 所述布敦岩天然浙青BRA的颗粒直径< 3mm，浙青含量> 30%，密度1. 8g/ cm3,闪点> 240°C，矿物质（以灰分计）< 70%。所述基质浙青的技术指标，应符合现行规范 《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的技术要求。所述粗集料的技术指标，应 符合现行技术规范《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的要求；细集料符合现 行技术规范的要求，对于高速公路和一级公路，细集料应采用机制砂，且其中亚甲蓝值的技 术标准为< 1.5kg/g。所述混合料拌和集料加热温度为160°C，浙青混合料的拌和温度为 150°C。所述粘层油宜采用浙青洒布车喷洒，并选择适宜的喷嘴，洒布速度和喷洒量保持稳 定。喷洒的粘层油必须呈均匀雾状，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，不得有洒花漏空或 成条状，也不得有聚积。喷洒不足的要补洒，喷洒过量应予铲除。喷洒粘层油后严禁运料车 外的其它车辆和行人通过。所述碾压阶段中，初压是为了稳定混合料，从而建立较强的承载 能力，使振动压路机进行振动碾压时不致产生隆起和推移。初压采用振动压路机静压，碾压 速度小于4km/h ;复压是混合料密实、稳定、成型的关键工序，采用振动压路机振动碾压，碾 压速度小于4km/h，每次碾压时钢轮应重叠10?20cm ;终压，是为了消除轮迹，最后形成平 整的表面，采用双钢轮压路机静碾压，碾压速度小于5km/h，在温度下降至不稳定区之前完 成；碾压段的长度，应根据摊铺速度、混合料温度确定，一般可控制在50m左右。所述混合料 进行铺筑，应在气温高于l〇°C时进行。
[0010] 工艺原理： 1、通过在改性机内布敦岩天然浙青BRA与基质浙青相互作用实现对基质浙青的改性 效果，通过改性浙青与集料一起拌和，只需和普通浙青相同的拌和条件即可得到高温性能 优异的布敦岩天然浙青BRA改性浙青混合料。
[0011] 2、布敦岩天然浙青BRA的用量以基质浙青质量的1/4 (BRA:基质浙青=1:4)为最 佳，动稳定度最高，且低温性能最好。
[0012] 3、BRA等量替代基质浙青。
[0013] 施工工艺流程及操作要点： 1、 施工工艺流程(见图1) 2、 施工操作要点 2. 1、拌和站的选址与建设 1拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求。
[0014] 2集料场地及场内道路硬化，集料分隔储存，细集料采取覆盖措施。
[0015] 3拌和机料斗设防雨顶棚。
[0016] 2. 2、设备安装、保养与调试 1施工前应对各种施工机具做全面检查并进行调试，确保机械完好。
[0017] 2施工设备的数量与施工能力相适应，压路机械应有备用设备。
[0018] 3设备停用期间专人予以保养。
[0019] 2. 3、目标配合比设计(见图2) 1、BRA原材料要求：布敦岩天然浙青BRA产品按表1要求控制质量 表1布敦岩浙青BRA产品质量标准
【权利要求】
1. 环保型改性HMA面层的施工工艺，包括以下步骤： 1) 拌合站及设备安装调试； 2) 目标配合比设计； 3) 生产配合比； 4) 生产配合比验证； 5) 运输、摊铺及压实； 其特征在于：所述拌合站及设备安装调试步骤：选择与被施工路段较近的地域为建设 拌合站，安装设备并保养调试，拌和站地址应满足拌合设备对地基承载力的要求，集料场地 及场内道路硬化，集料分隔储存，细集料采取覆盖措施；所述目标配合比设计步骤：确定改 性浙青混合料及矿料为布敦岩天然浙青BRA、基质浙青、粗集料和细集料，并对材质进行检 验与试验，根据规范要求选择粗细集料及矿粉，并对其性能指标加以检验，选择合格的原材 料，按马歇尔试验设计方法测试的指标包括密度、稳定度、流值、以及饱和度等，各指标应符 合规范的要求，确定布敦岩天然浙青BRA与基质浙青的质量为1:4;所述生产配合比步骤 ： 生产配合比设计用原材料应与目标配比设计的一致，根据目标配合比设计的冷料用量比 例，调整冷集料斗的上料速度给拌合机组供料，从加热烘干后的各热料仓中分别取样并进 行筛分，得到筛分曲线，进行生产级配设计，应反复调整冷料仓供料比例，达到供料平衡后， 确定热料仓各种矿料配合比例，根据热料仓矿料级配，以目标配比确定的最佳浙青含量为 中值；所述生产配合比验证步骤：生产拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并 取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配 合比，试验段铺筑包括浙青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等主要环节，混合料拌和集料加 热温度控制在180?190°C，浙青混合料的拌和温度为165?175°C，浙青混合料应随拌随 用，拌合时间不少于35s，确保混合料拌合均匀，无花白料、结团或离析现象，试验室应从拌 和机拌和的布敦岩天然浙青BRA改性浙青混合料中取样，进行混合料性能检验，检验的内 容包括马歇尔试验和抽提筛分试验，并将试验的结果进行记录、分析，与规范和标准进行对 t匕，及时发现问题，纠正偏差；所述运输、摊铺及压实步骤：根据步骤3)及步骤4)试验后生 成出的混合料，应采用较大吨位的自卸汽车，其数量应与运输距离及摊铺机的摊铺速度相 协调，确保摊铺时混合料的供应不间断，混合料运输过程中应对其采取一定的保温、防雨、 防尘措施，防止混合料冷却或受到污染，摊铺前，应对下承层的施工质量进行全面的检查验 收，达到标准后方可进行混合料的摊铺，在混合料铺筑之前，需在混合料下承层表面洒布粘 层油，待布粘层油破乳、水分蒸发完成，或基本挥发完成后，及时铺筑混合料，确保粘层不受 污染，施工前应对机械设备进行全面检查，确保摊铺过程中不致摊铺中断，然后进行混合料 的碾压，碾压应分初压、复压和终压三个阶段进行，碾压完毕后应在面层成型冷却后进行压 实度、空隙率及平整度等检测，检测质量须符合要求，检测合格后开放交通。
2. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述布敦岩 天然浙青BRA的颗粒直径彡3mm，浙青含量彡30%，密度@15°C彡1. 8g/cm3,闪点彡240°C，矿 物质（以灰分计X 70%。
3. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述基质浙 青的技术指标，应符合现行规范《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的技术要 求。
4. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述粗集料 的技术指标，应符合现行技术规范《公路浙青路面施工技术规范》（JTG F40-2004)的要求； 细集料符合现行技术规范的要求，对于高速公路和一级公路，细集料应采用机制砂，且其中 亚甲蓝值的技术标准为< 1.5kg/g。
5. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述混合料 拌和集料加热温度为160°C，浙青混合料的拌和温度为150°C。
6. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述粘层油 宜采用浙青洒布车喷洒，并选择适宜的喷嘴，洒布速度和喷洒量保持稳定，喷洒的粘层油必 须呈均匀雾状，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，不得有洒花漏空或成条状，也不得有聚 积，喷洒不足的要补洒，喷洒过量应予铲除，喷洒粘层油后严禁运料车外的其它车辆和行人 通过。
7. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述碾压阶 段中，初压是为了稳定混合料，从而建立较强的承载能力，使振动压路机进行振动碾压时不 致产生隆起和推移；初压采用振动压路机静压，碾压速度小于4km/h ;复压是混合料密实、 稳定、成型的关键工序，采用振动压路机振动碾压，碾压速度小于4km/h，每次碾压时钢轮应 重叠10?20cm ;终压，是为了消除轮迹，最后形成平整的表面，采用双钢轮压路机静碾压， 碾压速度小于5km/h，在温度下降至不稳定区之前完成；碾压段的长度，应根据摊铺速度、 混合料温度确定，一般可控制在50m左右。
8. 根据权利要求1所述的环保型改性HMA面层的施工工艺，其特征在于：所述混合料 进行铺筑，应在气温高于l〇°C时进行。
【文档编号】E01C7/20GK104099844SQ201410353563
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】苏玉刚, 唐福岗, 张传鑫, 隋建辉, 王利国, 左静, 王艳丽, 刘振源, 项树林 申请人:山东金茂建设集团有限公司