1、市政道路玄武岩纤维沥青混凝土低温环境施工工法 关键技术鉴定资料,目录,提出问题的背景.工法特点 适用范围 工艺原理及关键技术 施工工艺流程及操作要点 材料、机具及劳动力组织 质量控制 安全措施 环保措施 效益分析 应用实例,Part 1 提出问题的背景,1、提出问题的背景,随着我国经济发展，城市规模不断扩大，道路规划不完善、设施投入滞后、市区路网结构不合理等问题引起的交通拥堵，给社会经济发展造成很大损失，给居民工作生活造成极大不便，为解决日益加剧的人、车、路矛盾，城市交通设施和道路改造投入不断加大，根据工程的紧迫性，公路施工不同程度地与不符合规范要求的恶劣气候环境相抵触，因此，如何在低温多风的2、秋冬季节气候下保证工程质量顺利施工，保障建好的公路沥青路面能够适应现代交通高速、重载、大流量的特点，在通车后不出现早期破损严重、使用寿命不足、表面性能低下、车辙和开裂严重等质量问题，是摆在广大市政建设者面前一个难题，也是目前公路建设发展和交通状况所需要的。由XX集团XX公司承建的XX路互通立交工程，作为太原市腾飞的重点民生工程，主线高架桥全长3.69公里，沥青路面面积15万m2，道路面层采用SMA-16改性沥青马蹄脂碎石混合料。市政府要求在2013年11月中旬XX主线全线通车，进入11月后，太原市气候寒冷干燥、多大风天气，为了完成市政府的嘱托和全市人民的翘首企盼，施工单位在工期紧、施工组织难、3、质量标准高、气候环境条件差的困难条件下，使用本施工技术进行XX主线SMA-16改性沥青混凝土路面磨耗层施工，经过精心部署，科学施工，保质保量完成了工期目标，经试验检测和一段时间的使用验证，其路面有优良的使用品质和服务性能，从而证明了该技术的安全性和可行性，解决了低温道路工程施工中的又一难题，达到了良好的预期效果。,5,Part 2 工法特点,2、工法特点,运用该施工技术进行SMA沥青混凝土路面磨耗层施工，施工方便，可大幅提高沥青混凝土的使用性能，延长道路使用寿命，保证在低温多风恶劣气候条件下的施工质量要求，满足城市交通枢纽的路面要求。,7,Part 3 适用范围,适用于低温多风环境下进行SMA4、沥青混凝土路面磨耗层施工，室外环境温度在-5以上。,3、适用范围,9,Part 4 工艺原理及关键技术,10,通过工程与试验研究相结合的方法，在SMA沥青混凝土中添加纤维、优化配合比改善沥青混凝土特性，采用对原材料预加热、加强拌合、运输保温、对路面磨耗层下卧层表面热风预热提高环境温度，改进碾压方法等措施，充分保证SMA纤维沥青混凝土路面磨耗层在低温多风环境下优良的施工质量。,4、工艺原理及关键技术,11,Part 5 施工工艺流程及操作要点,5.1 施工工艺流程,5、施工工艺流程及操作要点,施工准备,工艺研究试验,配合比确定,基层处理,粘层施工,目标配合比确定,施工配合比确定,纤维沥青混凝土拌5、合,改善环境温度，保证施工温度和破乳速度,温度控制,进行拌合料预热,在施工全过程有效控制施工温度,一围二热三计划,根据气候计划施工,粘度小，低温性能好,摊铺,碾压,加强围护蓄热,大面积施工,热风机热风加热,建立全面质量管理体系，动态跟踪控制，制定切实可行的技术措施，加强后勤保障和材料控制，保障关键设备投入,优化原有施工方案，确定关键施工控制点,运输,试验段分析总结,选拌和方式、纤维类型和用量、沥青用量、成型温度、矿料级配五个因素按照试验规程分别进行多指标正交车辙试验和低温小梁三分点加载试验确定最佳纤维掺合量。,5.2.1 施工准备,5.2 施工要点,（1）建立全面质量管理体系，根据工程实际情况6、编写质量目标和保证措施，从施工准备、配合比设计、试验段施工、大面积施工全过程进行动态跟踪控制，用质量控制系统方法在施工中不断评价、验证、纠偏，不断修正和优化施工方案，使其能很好满足在低温多风的环境下进行SMA路面磨耗层施工，确保优良的施工质量。（2）根据总体施工计划，制定切实可行的技术措施，以网络技术组织控制各工序作业关系和时间。切实提高对低温下施工质量的重视程度，全面落实各级质量管理责任制。（3）加强后勤保障及材料供应，施工前，应考察了解运输线路，确定合理运输方案，并报送建设单位协调交警等部门，取得其支持，避免停工待料。在施工现场和拌合站设置联络组，做到专人指挥，统一调度，做到定量、定时、定7、车组织供应，及时供料。（4）保证施工工期的关键设备投入，加大设备的投入，采用分区、分段布置摊铺机，减少干扰，发挥机械效率。提高人员和设备的工作效率，做到紧凑有序，用之即进，工完即出。,5.2.2 工艺研究,5.2 施工要点,添加纤维，可提高沥青混凝土的物理特性 选用和集料属于同一种材料的玄武岩纤维，它具有天性的与沥青混凝土的亲和力和耐碱性，耐低温性能强，耐久抗老化，更有效地参与矿料和沥青混合料之间的结合。,5.2.2 目标配合比设计,5.2 施工要点,选拌和方式、纤维类型和用量、沥青用量、成型温度、矿料级配五个因素按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程分别进行多指标正交车辙试验和低温小梁三分点加8、载试验。,按照拌合站提供的生产拌合时间结合实验室提供的资料，选择纤维沥青混合料的拌和方式与成型温度,选用不同纤维及拌合用量,初选油石比，间隔差异试验,以4.75mm通过率为关键性筛孔，设置三种级配,根据五大因素进行多指标正交试验,初选纤维沥青混凝土油石比进行沥青各指标试验,综合纤维、油石比、矿料级配对沥青混合料高低温性能的影响、易拌和性，宜采用油石比为5.7%,掺量为0.4%、13m/4.5mm、膨化处理的GBF101玄武岩纤维，对应参数为毛体积密度为2.486，VV=3.7，VMA(%)=17.2，VFA(%)=78.4%。,16,5.2.3 施工配合比设计,对目标配合比验证,根据目标配合比9、设计的各种矿料掺配比例确定各冷料仓的供料比例、进料速度。取4个热料仓混合料进行筛分，制作试件进行试验，最终确定生产配合比的最佳沥青用量5.7%。供拌和机控制室使用。经过试验，与目标配合比混合料参数有很好的一致性，可用于指导试验段的施工。,5.2 施工要点,车辙试验,小梁三分点加载试验,5.2.4 基层处理,5.2 施工要点,（1）验收下面层(本工程所用为厚6cm 的AC-20 SBS粗粒式沥青混合料)平整度应符合设计要求,超过时应采用措施进行铣刨磨的加工,对超出较多的地段或面积较大时,可采用原结构AC-20所用沥青混合料找补,碾压成型。（2）封锁交通，使下面层免受污染，平整度达到要求后,施工前10、提前2-3天清扫、吹风，使下面层保证干净、清洁、无污染，当有沾粘的土块时用水刷净，待表面干燥后浇洒。（3）摊铺前对下面层进行覆盖保温、防潮，做到其表面干燥、无结冻。,5.2.5 粘层施工,5.2 施工要点,粘层采用粘度较小的SBS改性乳化沥青，使用前按T0656进行5低温贮存稳定性试验，要求没有粗颗粒、不结块，根据现场情况适量提高乳化沥青温度（宜为70），施工前对下卧层和环境温度采用热风加热，保证其正常的施工温度和破乳速度，当环境气温低于10、路面潮湿或有大风时，不安排浇洒粘层沥青。粘层油采用沥青智能洒布车，在摊铺面 层当天洒布，按0.3-0.5L/m2的用油量均匀 地洒布改性乳化沥青，路缘石11、侧用人工补洒。对浇洒过量处进行刮除，在沥青碎石表面局 部离析处再人工补刷一层。浇洒粘层沥青后，严禁除沥青混合料运输车外的其他车辆、行 人通过，待粘层完全破乳后，方可施工SMA 改性沥青混合料。,5.2.5 试拌试铺验证（1）拌合,5.2 施工要点,1）通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和产量、拌和温度等操作工艺，为确保混合料的拌和质量，必须对搅拌设备的参数进行适当的调整，严格控制搅拌时间，同时加强试验检测工作。2）拌合中将纤维充分搅拌、分散，要注意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。3）将各环节温度提高510，即矿料温度 以2255为宜，沥青加热12、温度175，且 加热不宜超过6h，当天加热宜当天用完，以 免老化，改性沥青混合料出厂温度为190，储料时间不得超过72h。混合料废弃温度为 195。,5.2.5 试拌试铺验证（2）运输,5.2 施工要点,混合料的运输主要注意两个问题：纤维沥青混凝土料温和料的均匀性。选用吨位不小于18T的沥青混合料保温运输车运输混合料，并用三层棉被或蓬布严密包裹，起到保温、防雨、避免污染环境的作用。采用数字显示插入式温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场的温度，沥青到场温度不得低于180。,5.2.5 试拌试铺验证（3）施工环境温度控制,5.2 施工要点,对于施工环境温度控制使用“一围二热三计划”的方法，具体13、措施和步骤如下：1）“一围”-围护 彩钢板围护围护外侧用彩条布把架子一周全部围住，在一定程度上能够对沥青混凝土起到防风及保温作用。2）“二热”-加热 在洒布粘层油和摊铺之前使用手持高温热风器对下面层进行热风加热，以10m为一段，做到加热一段摊铺一段。保证磨耗层下卧层表面温度25以上，周围环境温度10度以上。3）“三计划”-计划施工 作好预测、预报工作，提前作好施工安排和采取防范措施。,5.2.5 试拌试铺验证（3）摊铺,5.2 施工要点,1)卸料过程中运料汽车应挂空档，靠摊铺机推动前进，与摊铺机配合好。2）混合料的摊铺应采用两台同型号性能基本一致的摊铺机进行组合梯形摊铺，摊铺机应在摊铺前要进行14、预热，使熨平机温度不低于150。3)摊铺过程中，用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。4)摊铺机螺旋布料器连续运转，调整布料器的速度使出料连续而缓慢，且使两侧混合料均衡，其高度位于螺旋布料器2/3处。4）摊铺时的温度不得低于170。,5.2.5 试拌试铺验证（4）碾压,5.2 施工要点,从纤维沥青混合料的特性出发，选择立体的压路机选型组合方式及碾压步骤。恰当选择压路机的大小、最佳频率与振幅是关键性前提条件，同时在保证沥青混凝土碾压质量的前提下，选择最少的压路遍数，提高工作效率。初压时，采用振动压路机(关闭振动装置)压两遍，速度控制在1520kmh，温度控制在160左右，终压时，用胶轮压路机压两15、遍，消除轮迹，形成平整的压实面。终压温度应控制在100120，速度控制在2535kmh，碾压终了温度不低于95（规范规定为不低于90）。,5.2.5 试拌试铺验证（4）碾压,5.2 施工要点,1）按照路面摊铺宽度大小，采用两组或多组同类碾压设备并列成梯队进行 2）由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短的时期内达到规定压实度3）要对初压、复压、终压段落设置明显标志，便于驾驶员辨认。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。,5.2.5 试拌试铺验证（4）碾压,5.2 施工要点,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16、热压实。对检查井边缘区域还应采用振动夯板、热烙铁补充压实。,5.2 施工要点,怎样在低温环境下确保SMA纤维沥青混凝土路面磨耗层施工质量,试验段验评合格后，按照其确定的施工工艺和试验参数开始大规模路面纤维沥青混凝土施工。,5.2 施工要点,加强PDCA质量体系循环 试验控制 过程控制 施工完成后的路面,28,Part 6 材料、机具及劳动力组织,6.材料、机具及劳动力组织,6.1原材料质量应符合JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规程的相关指标。材料堆放场地按照要求进场硬化，其中储料场地用水泥混凝土硬化，防止泥土对材料污染；各种材料需按规格分隔堆放，堆放整齐，界限清楚；细集料采取钢筋雨棚17、防雨，粗集料篷布覆盖，填料封存。6.2必须配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、调试和试机。SMA纤维改性沥青混合料采用机械化连续摊铺作业。为更好的控制SMA改性沥青混合料在施工各阶段的质量，应配备相应检验测量设备进行质量监控。6.3劳动力必须保证施工各个阶段的使用，保证施工的正常运行。,30,Part 7 质量控制,7质量控制,本工法施工质量标准执行设计要求和国家规范城镇道路工程施工与质量验收规范CJJ1-2008、公路沥青施工工法规范JTGF40-2004的规定。,32,Part 8 安全措施,8.安全措施,本工法遵照安全生产法及中华人民共和国行业标准现行的公路工程施工安全技术规程（18、JTJ076-95）和其他国家颁布的有关安全技术规范和安全操作规程办法的要求执行。,34,Part 9 环保措施,9.环保措施,优先选用噪声排放达标的机械并做好设备保养工作，保证设备正常操作的同时，使机械噪音维持在最低声级水平；沥青混合料拌和设备采用有良好的二级除尘装置并能有效地进行除尘，空气质量标准符合当地环保部门的要求；废弃的粉尘和沥青混合料存放在指定地点，粉尘采用湿排法或经常洒水及覆盖等措施，至指定地点后按规定集中处理，做到工完料净场清，防止粉尘扩散；加强对周围绿化种植物的保护，杜绝环境污染；运输沥青混合料的车辆有良好的封闭性能和覆盖物，防止气体污染空气。,36,Part10 效益分析,19、10、效益分析,由于在低温多风的秋冬季节气候下，传统SMA改性沥青混凝土路面施工技术无法保证在正常施工下的各项质量要求，本工法与传统施工方法的优势在于（1）使用本工法进行SMA改性沥青混凝土施工，既保证了在低温下良好的施工质量，又可长久保持良好的使用性能，大大提高了路面的服务性能和乘客的舒适性。（2）使用本工法铺筑的沥青混凝土路面，使用年限可提高3050，且能防止早期破坏,因此可以减少维修养护，延长路面使用寿命的费用，仅养护费用一项每公里节省约为12万元，大大减轻了养护工人的劳动强度，节省小修保养费用.综上所述，使用SMA改性纤维沥青虽然增加了工程项目的初期投资，但其长远的经济效益还是比较明显20、的。而且使用SMA改性纤维沥青可以大大提高高速公路运营的安全性，社会效益不可估量。,38,Part11 应用实例,11、应用实例,实例1：2013年由XX集团太原铁路建设有限公司承建的太原市XX路互通立交工程，作为太原市腾飞的重点民生工程，在工期紧、施工组织难、质量标准高、气候环境条件差的困难条件下，使用本施工工法进行XX主线SMA-16改性沥青混凝土桥面施工，经过精心部署，科学施工，保质保量完成了工期目标，经试验检测和一段时间的使用，其路面有优良的使用品质，产生了良好的社会效益，获得到了甲方、设计及监理单位的一致好评。实例2：2013年由XX集团太原铁路建设有限公司承建的南中环太榆路互通立交工程，是太原市乃至全省第一条高架快速路，其中太榆路段是在原有道路上进行改扩建，其所处位置属于城市段道路，道路原本已经形成相对规模的交通流量，这就使得施工方施工受到很大程度限制。大型机械转不过身、施工原材料无处堆放、尽可能减少对既有交通造成压力，施工场地及其狭小，在工期紧、施工组织难、质量标准高、气候环境条件差的条件下，采用本施工工法进行SMA-16改性沥青混凝土施工，按期完成了工期目标，路面质量优良，受到了建设单位等各方的高度评价。,40,完,