一种超大粒径沥青混合料的施工工艺及其应用制造技术

本发明专利技术属于路面施工领域，具体涉及一种超大粒径沥青混合料的施工工艺。本发明专利技术针对公称最大粒径为37～53mm的集料，特别优化了粗集料级配，控制31.5mm筛孔的累计通过率为80～100％，并创造性地提出采用级配拆分与分层摊铺的方式，通过将粗集料级配拆分为A部分与B部分，并经过大量的试验确定A部分包括细料a1与粗料a2，细料a1为粒径在≤9.5mm且≥ATB

【技术实现步骤摘要】
一种超大粒径沥青混合料的施工工艺及其应用


[0001]本专利技术属于路面结构施工领域，具体涉及一种超大粒径沥青混合料的施工工艺。

技术介绍

[0002]通常所说已应用过的大粒径混合料是最大公称粒径在26.5～31.5mm的混合料，包括沥青混合料与水泥稳定类混合料。而在国外通常是指公称最大粒径为25～63mm的热拌沥青混合料，而早在1903年美国有公司申请过公称最大粒径为76mm的沥青混合料专利。增大骨料的最大公称粒径不仅可以提高骨架抵抗变形的性能、耐久性等，相比于常用的最大公称粒径在较小的混合料更为经济，更大的骨料使得集料整体的比表面积更小，所需沥青与水泥用量均较小。
[0003]大粒径混合料有着诸多优良的路用性能，但是实际应用较少。即使室内试验研究出可供施工使用的级配，仍未推广使用，究其原因是受限于施工工艺。依据常规混合料的传统施工工艺，在拌和混合料与摊铺过程中会出现粗细骨料的分离，即产生离析现象。即使采取措施在摊铺机出料口增设挡板防止离析，在螺旋布料机的工作之下，摊铺机两侧的混合料依然会粗细骨料分离，并且难以压实或结构布料不均、产生较大空隙，为路面结构早期破坏埋下隐患。
[0004]鉴于此，为了使具有良好路用性能的大粒径混合料能在生产实践中应用，提出能适用于大粒径混合料施工、依靠传统机械设备的工艺是有必要的。

技术实现思路

[0005]技术问题：
[0006]提出一种具有良好路用性能的超大粒径沥青混合料的施工工艺，以克服超大粒径沥青混合料在拌和混合料与摊铺过程中容易产生离析现象，且难以压实或结构布料不均、产生较大空隙，为路面结构早期破坏埋下隐患的技术难题。
[0007]技术方案：
[0008]本专利技术的第一目的在于提供一种超大粒径沥青混合料的施工工艺，所述超大粒径沥青混合料的粗集料采用公称最大粒径为37～53mm的矿料和/或再生混凝土集料，包括如下步骤：
[0009](1)确定粗集料级配：31.5mm筛孔的累计通过率为80～100％；
[0010](2)马歇尔试验确定体积参数；
[0011](3)级配拆分与拌和：将粗集料级配拆分为A部分与B部分；其中，A部分包括细料a1与粗料a2，细料a1为粒径在≤9.5mm且≥ATB
‑
30规范级配上限范围内的集料，粗料a2为粒径在31.5mm～63mm范围内的集料和二分之一的粒径在9.5～31.5mm范围内的集料；B部分为剩余的二分之一的粒径在9.5～31.5mm范围内的集料；级配拆分后，将A部分和B部分分别与沥青拌和，得到A部分混合料和B部分混合料；
[0012](4)分层摊铺：首先，摊铺A部分混合料，静压；然后，立刻在A部分混合料上摊铺B部
分混合料，静压，碾压直至无明显轮迹印即可。
[0013]为了满足耐久抗裂的要求，作为本专利技术的一种优选实施方式，在步骤(1)确定粗集料级配中，0.075mm筛孔的累计通过率为6～9％，2.36mm筛孔的累计通过率为24～28％，4.75mm筛孔的累计通过率为30～35％，19mm筛孔的累计通过率为52～62％。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(1)确定粗集料级配采用骨架密实级配或悬浮密实级配。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述矿料为石灰岩和/或玄武岩。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述矿料的压碎值不大于18％，磨耗值不大于19％，对沥青的粘附性至少为5级。
[0017]为了使骨料间更好地形成嵌挤骨架、防止离析，作为本专利技术的一种优选实施方式，粗集料中粒径＞31.5mm的矿料针片状颗粒含量小于3％、吸水率小于1％；粒径≤31.5mm的矿料针片状颗粒含量小于5％、吸水率小于2％。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述粗集料采用再生混凝土集料或铣刨料，粒径范围为4.75～26.5mm。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(3)中沥青为70号道路石油沥青。优选地，所述沥青包括但不限于新制沥青和/或经再生后的抽提沥青。
[0020]为了满足混合料拌和的要求，作为本专利技术的一种优选实施方式，所述沥青在旋转薄膜烘箱190℃环境下老化1小时后满足以下指标：
[0021]采用新制沥青：25℃针入度为6.7～7.3mm，10℃延度不小于35cm，软化点不低于48℃，135℃动力粘度不超过0.5Pa
·
s；
[0022]采用经再生后的抽提沥青：25℃针入度应为6.2～7.0mm，10℃延度不小于30cm，软化点为48～62℃，135℃动力粘度不超过1.6Pa
·
s。
[0023]作为本专利技术的一种优选实施方式，在步骤(3)拌和中，为了充分与大料结合，沥青加热温度为170～180℃，集料加热温度为175～180℃，出厂温度不得低于165℃。
[0024]为了避免尺寸效应对填充造成影响，作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(1)确定粗集料级配中，填充容器采用圆柱形刚性容器，圆柱形刚性容器的直径不小于集料公称最大粒径的6倍，填充高度不小于集料公称最大粒径的5倍，将填充的集料连同容器置于混凝土振动台上，每振动30s，人工(如采用刚性圆棍)进行插捣，以确保细料填充密实，累计振动时间不少于600s，以孔隙率最小的比例确定为最终级配。
[0025]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(2)马歇尔试验确定体积参数：将确定的粗集料级配进行马歇尔试验确定沥青用量，根据马歇尔标准尺寸推算，试件直径为集料公称最大粒径的4～5倍，试件高度为试件直径的0.635倍。
[0026]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(2)马歇尔试验确定体积参数中油石比为3.0～4.0％。
[0027]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(2)马歇尔试验确定体积参数中：室内试验试件制作时，受限于拌和锅的拌和量与沥青用量的限制，首先将＞31.5mm的集料单独与沥青拌和，沥青量以覆盖表面不滴落为准；操作人员应有意识地将＞31.5mm的集料置于试件中层，并将细料散落在间隙周围，保证不出现空洞、不密实的部位，并采用刚性圆棍(如直径为12mm的钢筋)进行插捣密实；通过体积参数测试控制孔隙率在4～6％，饱和度在50～
65％，矿料间隙率不小于12％；若无法满足体积参数，则通过调整关键筛孔通过率控制体积参数。
[0028]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(4)分层摊铺具体为：
[0029]①
摊铺A部分混合料，采用12t钢轮压路机静压2遍；
[0030]②
静压完毕后，立刻在A部分混合料上摊铺B部分混合料，此时初压采用钢轮压路机静压2遍，振动压路机轻振碾压2遍，复压采用25t胶轮压路机碾压3遍，终压采用双钢轮压路机碾压3遍，直至无明显轮迹印得到超大粒径沥青柔性基层；所述超大粒径沥青柔性基层的总厚度为集料公称最大粒径的4～4.5倍，其中A部分混合料不少于集料公称最大粒径的2.5倍，B部混合料不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大粒径沥青混合料的施工工艺，所述超大粒径沥青混合料的粗集料采用公称最大粒径为37～53mm的矿料和/或再生混凝土集料，其特征在于，包括如下步骤：(1)确定粗集料级配：31.5mm筛孔的累计通过率为80～100％；(2)马歇尔试验确定体积参数；(3)级配拆分与拌和：将粗集料级配拆分为A部分与B部分；其中，A部分包括细料a1与粗料a2，细料a1为粒径在≤9.5mm且≥ATB
‑
30规范级配上限范围内的集料，粗料a2为粒径在31.5mm～63mm范围内的集料和二分之一的粒径在9.5～31.5mm范围内的集料；B部分为剩余的二分之一的粒径在9.5～31.5mm范围内的集料；级配拆分后，将A部分和B部分分别与沥青拌和，得到A部分混合料和B部分混合料；(4)分层摊铺：首先，摊铺A部分混合料，静压；然后，立刻在A部分混合料上摊铺B部分混合料，静压，碾压直至无明显轮迹印即可。2.根据权利要求1所述的施工工艺，其特征在于，在步骤(1)确定粗集料级配中，0.075mm筛孔的累计通过率为6～9％，2.36mm筛孔的累计通过率为24～28％，4.75mm筛孔的累计通过率为30～35％，19mm筛孔的累计通过率为52～62％。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的施工工艺，其特征在于，粗集料中粒径＞31.5mm的矿料针片状颗粒含量小于3％、吸水率小于1％；粒径≤31.5mm的矿料针片状颗粒含量小于5％、吸水率小于2％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的施工工艺，其特征在于，步骤(1)确定粗集料级配中，填充容器采用圆柱形刚性容器，圆柱形刚性容器的直径不小于集料公称最大粒径的6倍，填充高度不小于集料公称最大粒径的5倍，将填充的集料连同容器置于混凝土振动台上，每振动30s，插捣以确保细料填充密实，累计振动时间不少于600s，以孔隙率最小的比例确定为最终级配。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭云鹏，黄雪峰，李晓明，吴晨悦，杨光，
申请(专利权)人：无锡市政设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：