您好!欢迎来到路桥技术网
关注我们
扫码关注官方微信
手机版
手机扫描直接访问
统计信息
  • 全站会员:139841
  • 发帖总数:254353
  • 今日发帖:1
  • 昨日发帖:1
  • 在线会员:582
  • 发布动态:0
开启左侧

开普封层技术在美国的应用

[复制链接]
455 0
龙行天下 发表于 2019-4-29 16:58:00 | 只看该作者 |只看大图 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

您来了朋友,3秒注册,或者用QQ登录,让您畅游路桥技术网!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册(仅限中文名字)

x
                                                                                                   






开普封层(CAPE SEAL)
CAPE SEAL一词来源于南非的CAPE省,他们首先在1957年和1969年正式使用这种封层的技术。
开普封层被定义为:在一层碎石封层之后,再进行一层稀浆封层/微表处。
碎石封层应用在稀浆封层/微表处前,可使其更快固化。
在美国的应用历史
在美国,使用碎石封层和微表处的历史可以追溯至30、40年代。19世纪50年代,在北加利福尼亚州只是偶尔使用稀浆封层覆盖碎石封层,来解决碎石封层的石屑脱落,高噪音,外表美观等问题。但是当时人们还没有意识到这是一种新型路面系统。当然也没有把它称之为“CAPESEAL”;
直到1973年美国开始正式使用“CAPESEAL(开普封层)”一词。
现在被大量的应用。
开普封层的优点
经济性好:开普封层的价格介于碎石封层、微表处和热沥青摊铺之间。
铺层比较美观。
防水性好。
摩擦系数较高,防滑性能好。
寿命较长:在美国开普封层结构可达8-10年。

改性乳化沥青、橡胶沥青、改性沥青等都可以作为碎石封层的粘结料。它们可以在很大程度上降低微表处的开裂。起到很好的封水作用。
特别是采用橡胶沥青作为碎石封层的粘结料,可以很好地抑制裂缝的反射。
为什么要做开普封层?
碎石封层可以提高路面的防滑系数,延缓沥青的老化,提高路面的防水性能。
但用于高速公路的面层时:集料容易脱落,噪声比较大等等,使得碎石封层不被允许直接作为高速公路的面层。
碎石封层之后再进行一层微表处,就可以解决碎石封层的石屑脱落,高噪音,外表美观等问题。
裂缝很深的路面

有坑槽的路面

大面积裂缝的路面

脱皮的路面


采用什么施工工艺?
像这种坑槽的出现、裂缝比较深、大面积裂缝、脱皮等路面已经不能够单纯地使用微表处或者碎石封层就能够解决问题了。
建议:AR碎石封层+微表处=开普封层
开普封层(CAPE SEAL)
第一层:碎石封层(橡胶沥青)



AR碎石封层 :
◆ 原材料选择 ◆ 配合比设计 ◆ 施工 ◆ 特点与应用
碎石封层原材料选择—集料
—在碎石封层,集料的颗粒是镶嵌在沥青中的,它只有70%左右的高度与沥青接触,因此在碎石封层技术中对原材料有着严格的要求。
—颗粒形状:理想的集料颗粒形状应是立方体或四棱形的,扁平细长形的颗粒应尽量避免(不超过8%)。
—颗粒尺寸与级配:碎石封层一般采用单粒径的集料,尺寸范围在6~16mm之间。
—清洁度和有害物质:集料的清洁性是十分重要的,粉尘、泥土会阻碍沥青与集料颗粒表面的粘附。
—破碎的集料 :有两个或 更多的破碎面的多面体。
—单一粒径;
—耐用 ;
—干净:
— 具有良好的耐磨性能和良好的承载能力。






原材料的选择——粘结剂
—改性乳化沥青:使用的最多;
—橡胶沥青:正在被大量应用;
—热沥青(改性热沥青)。


橡胶沥青

改性乳化沥青


改性沥青

材料选择:橡胶沥青粘结剂
—ASTMD8-88 的定义为:“沥青-橡胶是由沥青黏结料,回收的废轮胎橡胶和某种添加剂组成,其中至少有总重量15%的橡胶成分并在热沥青黏结料中充分反应从而使橡胶颗粒膨胀。”
橡胶沥青制备工艺
—2mm以下级配的废橡胶屑,通常加入量达到20±2%;
—在专用的橡胶沥青设备中,温度在190-220℃反应45分钟。形成一种高粘性的粘结剂。
—反应后应在取样口取样测试Haake粘度。



橡胶屑级配要求



橡胶沥青生产过程示意图









生产和施工现场黏度测试



橡胶粘结剂技术要求



AR粘结料:反应时间与性能



AR有着极高的弹性恢复力



橡胶沥青碎石封层施工
施工前对路面进行清扫
—最好采用滚刷清扫机来进行清扫。
—如果路面严重污染,可用水冲洗。但冲洗后的路面必须等待24小时,等路面完全干燥后方可喷洒橡胶沥青。
清扫




气候与天气
—碎石封层最好在温暖、干燥的气候下进行(例如,北方的初夏天气);
—原路面温度应不低于13℃.u环境温度不低于16℃或高于43℃;
—不得在雨天施工,下雨将损害已做好的碎石封层。
施工设备
—带有标定装置与自动控制的沥青洒布车;—带有电脑速度控制的自行式石屑撒布机;—胶轮压路机;—滚刷式清扫机;—真空吸扫车;—装运石屑的自卸卡车。
施工工序:
已标定好的洒布量和规定的温度在原路面洒布一层橡胶沥青粘结料;按已标定好的石屑撒布量,紧跟着沥青洒布机撒布一层均匀的石屑。马上用胶轮压路机碾压。碾压二次。用滚刷式清扫机清扫。
橡胶沥青的洒布 :
—采用专用的电脑速度控制的橡胶沥青洒布车,无论行驶速度快慢,都能确保单位面积的洒布量是恒定的。
—调整好喷嘴的角度和喷洒排的高度,以保证形成正确的扇形喷洒面和良好的重叠度,并经过试喷来验证和修正调节量。
—洒布量一般为2.5-3.0L/m2;
—橡胶沥青的撒布温度一般:195℃左右。国产的洒布车通常要高于这个温度,好的进口洒布车可以在180 ℃以下喷洒。







石屑撒布
—通常对石屑进行预加热或预裹覆的预处理。使石屑的温度在撒布到路面时能保持不低于160℃;
—预裹覆通常采用0.7-1.0%的乳化沥青;
—石屑的撒布应采用自行式碎石撒布机撒布。
—撒布机必须是电脑速度控制,以确保撒布量恒定,料帘均匀。
自行式碎石撒布机进行碎石撒布




美国百开石屑撒布机
—自行式碎石撒布机—每天标定,电脑控制速度—撒布精度要求较高—料帘均匀,没有中断情况





—碎石撒布机应与橡胶沥青洒布车保持的距离不超过20-30米。—以确保石屑在粘结剂中有50-70%嵌入量。
碎石封层施工现场


石屑的撒布量
—石屑覆盖粘结剂的面积不宜过少,通常在85%左右,但也不宜过多,它会干扰石屑颗粒的正确嵌入和粘结。
—如果是做开普封层的话,建议该层碎石封层石屑的撒布量还要酌减。以免影响上面微表处集料的嵌合。
碾压
—石屑撒布后立即碾压(在90秒内)。—胶轮压路机与碎石撒布机的距离不应超过60米。—至少应碾压2次。碾压应充分压实骨料。—压路机应采用6km/h左右的较慢的速度碾压。—通常2-3台以上胶轮压路机。




碾压完成的路面


清扫


—用滚刷式清扫机将多余的10%的集料清扫到一起。—切记:不能使用带有钢丝的滚刷!以免将没有固定的石屑带起来!!!



回收多余的集料



—用真空清扫机将多余的集料清扫并回收起来。— 或者用其他方式收集多余的石料。


刚铺设完的AR碎石封层
橡胶沥青碎石封层(ARCS)
—应力吸收层 (SAM)—应力吸收夹层 (SAMI)—橡胶沥青SAMI替代了昂贵的道路维护维护方案。像再生、重建等—对于抑制裂缝的反射效果极佳



橡胶沥青碎石封层的优点



第二层:微表处



准备工作
—在铺设微表处之前,应至少让碎石封层坚固和经交通车辆滚压一周以上的时间,使得碎石封层表面完全稳定。—铺设微表处之前,应清洁碎石封层表面,除去脱落的小颗粒、灰尘、石屑和其它多余的物质。
微表处应用技术
现代微表处技术是一种由材料、工艺、设备三方面结合而成的综合技术。
一个成功的微表处系统取决于
—优质的原材料;—科学的混合料设计与特性评估;—先进的技术规范和实验手段;—性能优良的稀浆封层设备;—严格的施工管理和质量控制;—丰富的施工经验;
优质的原材料
—集料:清洁、坚硬、耐风化、不含有机物、泥土、有害化学品等杂质,100%破碎,棱角性好而扁平、细长颗粒少;对集料的技术要求不低于热沥青混合料磨耗层的要求。—乳化沥青:阳离子;慢裂快凝式;用针入度低的优质重交通沥青制作;蒸发残留物的针入度控制在40~90。—粉料:干燥、松散、无结团现象、不混有粘土杂质。—水——清洁无杂质的饮用水。
注意在选择各种原材料时应根据稀浆封层的应用目的、原路面的情况、交通负荷、气候条件及供应来源,合理地选用最适合的材质,并通过实验室的评估试验,保证达到规定的质量要求。
混合料的设计
混合料设计的主要内容:—选择集料级配—混合料应用特性评估—确定最佳沥青用量
混合料应用特性的实验评估
拌和试验——考核拌和时间。凝固试验——考核初凝和早期固化时间。相容性试验——考核集料与乳化沥青间的相容性。长期性能试验——考核稀浆混合料的长期性能。
施工----施工前的准备:
—清扫路面:将已经稳定的碎石封层面层清洁干净—预湿路面—稀浆封层机进行标定—交通管制
稀浆封层机的三大功能:
—严格地按照实验室的设计将各种材料输送到拌缸;—在5-6秒钟内快速地搅拌均匀;—平整地摊铺到路面上。
稀浆封层机油石比的控制
各种材料的输送比例的控制:将实验室的级配设计数据和标定后的骨料、乳化沥青、水泥等各种参数输入到稀浆封层机的电脑中,由电脑控制各种材料的输送比例;




油石比的控制:——这是最最重要的。——完美地体现实验室的级配设计;——标定精确,确保整个施工过程中油石比的恒定。
搅拌功能:稀浆质量和产量
——要求:在5-6秒钟完成搅拌,并且稀浆均匀。不得有白料现象。不允许过度搅拌!——拌缸结构:① 拌缸要长:≥1400mm.② 轴的转速要快: ≥240转/分;③叶片数量要多:≥60片;④叶片角度要根据功能而变化:拌合区:叶片相对轴垂直,主要起搅拌功能;均化区:叶片相对轴有一定的角度,起均化的作用;输出区:叶片相对轴的角度更倾斜,快速输出。
拌缸


摊铺功能
——调整摊铺箱;——确保整个宽度的各个点达到设计要求的摊铺厚度;——不允许有横向波纹和纵向波纹。











施工-----摊铺作业:
——调节铺层厚度、调节摊铺速度、控制稀浆混合料用量。——摊铺平整、均匀。——控制现场稠度和破乳时间。——注意接缝和边缘的处理。——正确掌握两车程之间交替过程:铲除剩余混合料、清扫地面、冲洗清洁搅拌器、摊铺箱、刮平器、摊铺箱重新正确就位。
摊铺作业:控制稀浆的稠度和摊铺平整度


摊铺现场:注意纵线接缝


注意横向接缝和纵向接缝以及边缘的处理








损坏较严重的路面可做三层系统





AR开普封层3层系统 :
先做一层微表处;橡胶沥青碎石封层 ;微表处磨耗层; 与重建相比,经济有效。
美国橡胶沥青开普封层工程展示
12 年后开普封层比较






橡胶沥青开普封层高速公路工程


橡胶沥青洲际公路工程


橡胶沥青居民小区工程






结  论
对于裂缝比较严重的路面采用橡胶沥青开普封层可以很好地抑制裂缝的反射,同时降低了养护成本。避免了再生与重建。
对于一些裂缝较深且较多的路面可以进行三层系统。
因为AR沥青的特性决定了其对裂缝特有的抑制作用。是其它材料不能替代的。
比起单纯的碎石封层,开普封层避免了集料的流失,又降低了噪音。
既可以用于高速公路也可以用于居民小区,更可以用于国道、省道等大多数路面。
在美国被大量应用。
我国应用展望
碎石封层和微表处单独应用技术已经成熟。

未来会不断增加开普封层的施工量。
大有前景!



文章来源:微信号 REWAY         

dc398ba51417b54e7e4e81469b1ccf20.jpg (416.59 KB, 下载次数: 26)

dc398ba51417b54e7e4e81469b1ccf20.jpg
分享到:  QQ好友和群QQ好友和群
收藏
收藏0
分享
分享
分享
淘帖0
支持
支持0
反对
反对0
回复

使用道具 举报

本版积分规则

关注0

粉丝27

帖子14552

发布主题
  • 资讯·新闻·生活信息
  • 快扫一扫关注我们
  • 关注有好礼,千元礼券任性送
最新发帖
广西快乐十分