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南方路机泡沫沥青温拌技术在河南三淅高速的应用

2018-01-19 15:12:36
中国路面机械网-工程机械新闻中心 南方路机路面机械
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温拌技术

传统的热拌沥青混合料施工温度在150-180℃之间,近年来在欧洲产生的温拌沥青技术可以使沥青混合料施工温度显著降低,通常在90-130℃之间。温拌技术是通过一定的措施降低沥青的黏度,从而使沥青混合料能在相对较低的温度下进行拌和及施工,同时保持不低于热拌沥青混合料的使用性能。温拌沥青混合料的应用目标是可使用已有沥青混合料的拌和站、标准和规范,且具备与普通沥青混合料相似的性能。温拌沥青混合料具有许多益处,特别是在环保和节能方面。已有研究表明,使用温拌技术后,节能十分显著。

南方路机泡沫沥青温拌技术在河南三淅高速的应用

与普通沥青混合料相比,温拌沥青混合料的拌和温度可降低15~30℃,则其CO2排放量可以减少20%左右,而其它的烟尘等的排放也可以减少40%左右,可以减少约30%的能耗,可以延长设备的使用寿命,修改热拌沥青混合料设备的费用也不大。其它潜在益处包括寒冷天气施工,减少材料温度离析,延长施工时间,改善和易性、施工后更早开放交通、改善工人作业环境(减少沥青烟的排放)、降低沥青胶结料的老化等方面。

机械发泡温拌技术的特点

机械发泡设备通常是将室温下的水与加热后沥青进行反应得到泡沫沥青。泡沫沥青没有物质化学成分的改变,主要是物理性质的改变。机械发泡温拌技术除具有目前温拌技术所具有的特点外,该技术操作简单,发泡过程由计算机系统精准全自动控制,具有以下特点:

1、生产过程与现有工艺无差别发泡沥青的生产过程对热拌沥青混合料生产无任何影响,无需像掺加温拌剂的沥青混合料需要重新设计配合比,因此可方便快捷应用于生产实践和应用。

2、几乎不需增加成本,经济效益明显发泡装置的发泡机理是在热沥青中加入微量水,因此生产中只增加发泡设备的成本。与掺加温拌剂相比,机械发泡温拌技术一次性投入,产量越大,经济效益越明显。

3、水分在成品料中无残留

一方面,发泡时只加入微量水,生产过程中,通过搅拌,运输和碾压,发泡所加的水分几乎消失。

通过机械发泡制得的泡沫沥青可以方便地与各种粗集料拌和均匀,且粗集料不必同热拌沥青混合料那样加热至高温而耗费许多能源,沥青不必同乳化沥青那样经过复杂的乳化工艺,也不必掺加温拌剂,使用方便且效益较高。


 

机械发泡温拌沥青的应用

项目概况

三淅高速是国家规划的国家高速公路网中侯马至十堰高速公路的重要组成部分,也是我省高速公路规划中的西部重要大通道和伏牛山旅游高速公路。路线总长188.105km,呈南北走向。路基宽度24.5m,采用双向4车道高速公路标准,设计行车速度为80km/h。

实体工程应用在三淅高速公路毛公山隧道左幅K50+420~K51+860沥青混凝土上面层AC-13。试验路路面结构为20cm水泥混凝土+6cmAC-20中面层+4cmAC-13上面层。沥青为现场加工的SBS改性沥青,集料为附近碎石场机扎玄武岩,发泡机为福建南方路面机械有限公司生产的机械发泡设备。

发泡装置在间歇式沥青搅拌设备上的应用

沥青发泡装置主要由控制系统和沥青发泡管组成。沥青发泡管安装在原有间歇式生产设备的沥青喷射管上,控制系统采集沥青喷射的起止信号,将一定比例的水与沥青同步加入到沥青发泡管内。在沥青发泡管内,冷水遇热沥青急剧汽化,体积迅速膨胀,生成泡沫沥青。沥青以泡沫沥青的形态喷入拌缸与集料拌和成沥青混合料。

泡沫沥青温拌技术

运用南方路机泡沫沥青温拌技术,能够使沥青充分发泡,沥青以泡沫沥青的形式喷入拌缸与集料拌和成沥青混合料,泡沫沥青比沥青粘度降低,和易性增加,可以在较低的温度下充分裹覆集料,降低沥青混合料的拌和温度20~30℃,温度降低可以节省燃料能耗15%~30%,在降低生产成本的同时,减少有害气体烟尘的排放,环保节能。

机械发泡沥青混合料的降温效果

机械发泡温拌技术与普通的热拌沥青混合料技术的最主要不同表现为出料温度的差异。温拌技术可降低沥青混合料出料温度约10~20℃,依托工程拌和时间设置为干拌5s,湿拌28s,热拌沥青混合料出料温度为175℃,温拌沥青混合料出料温度为160℃,拌和后混合料均匀,无花白料。

试验路检测结果

发泡沥青抽样检测

经室内试验确定,发泡设备加水量设置为1.6%,生产稳定后由发泡管取样口抽检发泡沥青的膨胀率和半衰期。

室内试验得到泡沫沥青的最佳加水量为1.6%,膨胀率10.5倍,半衰期16s。现场测得的结果膨胀率约为8.4倍,半衰期约为21s。室内试验和现场试验有差距,主要是取样方式和检测方法的差异。现场检测泡沫沥青由取样口取出,泡沫沥青已经过一定的衰减,而且取样的时间应尽量控制在沥青连续喷入拌锅时;另外现场检测的设备比较粗糙,使用自制的钢制标尺进行测试,误差较大。

室内试验

课题组对拌和站生产出的泡沫温拌沥青混合料进行了马歇尔、车辙、冻融劈裂、低温弯曲破坏应变等试验检测。

沥青混合料试验表明:拌和站生产的泡沫沥青温拌混和料级配、沥青用量、马歇尔稳定度、高低温性能、水稳定性等指标均满足设计要求。

试验段路面检测结果

在试验段铺筑完成后的第二天对路面进行了钻芯、渗水试验检测。检测结果表明机械发泡温拌沥青试验路的各项指标均能够满足技术要求。

结语

沥青温拌技术是指通过一定的技术措施,使沥青能在相对较低的温度下进行拌合及施工,同时保持其不低于热拌沥青混合料的使用性能的沥青混合料技术。其拌和温度介于热拌沥青混合料(150℃-180℃)和冷拌(常温)沥青混合料之间,性能达到(或接近)热拌沥青混合料。 沥青温拌技术适用于各等级公路沥青路面及各层位的铺筑,对空气质量要求高的地区(如隧道)有重要的推广价值。

泡沫沥青温拌技术是指通过添加水的方式,使沥青发泡,体积膨胀,粘度大幅度下降,可以在较低温度下完成与骨料的裹覆,从而实现较低温度的拌和与施工,减少污染排放。(本文来自南方路机)

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