DB13 T 1014-2009 温拌沥青混合料施工技术指南.pdf

1、ICS 03.220.20R 04DB13河 北 省 地 方 标准DB13/T 1014-2009温拌沥青混合料施工技术指南Guideline of warm mix asphalt for pavement construction2009-03-26发布2009-04-10实施河J匕省质量技术l 1/c.am.督局 发布DB13/T 1014-2009目次前言111范围.12规范性引用文件13术语和定义.14分类.25材料.26温拌沥青混合料设计57温拌沥青混合料生产和施工88试验方法:.109检验规则.。n附录A(规范性附录)表面活性型温拌技术温拌剂技术要求. 13附录B(规范性附录)表

2、面活性型温拌沥青混合料设计方法 14附录C(规范性附录)表面活性型温拌技术沥青混合料拌和技术要求 15附录D(规范性附录)表面活性温拌添加剂的检测方法. 16附录E(资料性附录)条文说明 18DB13/T 1014-2009前 压 曰近年来，温拌沥青混合料技术在国外许多国家取得成功应用，应用范围逐渐增长。我省从2006年引进该技术，并且在多条公路上进行了试验与应用，取得了良好的社会和经济效益。为了更好的规范和指导温拌沥青混合料的设计及施工，保证采用温拌技术施工的沥青路面质量，编制组在总结现有应用及研究成果的基础上，参考国内外有关成果，编制了本指南。本指南是根据近几年的研究成果及国内外的有关资料

3、及工程实践经验编制的，但是，由于本技术在我国的应用时间较短，许多问题还需要进一步的研究和总结经验，希望各单位在使用过程中发现问题或提出修改意见及建议，请及时与编写单位联系(地址:河北省石家庄振岗路120号，邮编:050091，电话:0311-83992580, E-mail: )以便修订时研用。本标准由河北省交通厅提出并归口。本标准附录A、附录B、附录C、附录D为规范性附录，附录E为资料性附录。本标准起草单位:河北省道路结构与材料工程技术研究中心。本标准主要起草人:王庆凯、杜群乐、李彦伟、黄文元、赵永祯、焦永顺、白军华、刘桂君、赵宝平、邹卫红、陶卓辉。本标准首次发布。DB13/T 1014-2

4、009温拌沥青混合料施工技术指南，范围本规范规定了温拌沥青混合料的分类、技术要求、试验方法、贮存、运输、摊铺、碾压和施工质量验收标准。除本规范已有规定外，应遵照公路沥青路面施工技术规范(JTG F40)的规定执行。本规范适用于采用温拌沥青混合料施工的新改建公路沥青路面，因其有害气体低排放和改善压实的技术特点，特别适用于如下情况:低温条件下沥青路面施工、长大隧道沥青路面施工、超薄沥青路面施工、穿过人口密集城镇沥青路面施工、废轮胎橡胶沥青路面施工。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范

5、，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。JTGF 40公路沥青路面施工技术规范JTJ 052公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE 42公路工程集料试验规程JTGF 80/1公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。沥青混合料操作温度working temperature of asphalt mixture指沥青混合料的拌和温度、摊铺温度和碾压温度。J.233温拌添加荆warm mix additive通过物理或化学作用，对实现沥青混合料温拌产生实质性作用的添加剂。3.3温

6、拌沥青混合料warm mix asphalt (WMA)通过添加剂和工艺作用，能够在明显较低温度条件下(通常比同类型热拌沥青混合料施工操作温度下降30-60T)实现沥青路面施工的沥青混合料。3.4正常施2 normal construction在气温高于10条件下进行的温拌混合料施工称为正常施工。3.5低温施工cold season construction在气温低于10条件下进行的温拌混合料施工称为低温施工。3.6温拌界定温度warm mix threshold temperature温拌界定温度是判断热拌沥青混合料和温拌沥青混合料的主要依据。出料温度低于“温拌界定温DB13/T 1014-

7、2009度”的材料被认可为温拌沥青混合料，出料温度高于“温拌界定温度”，被认定为热拌沥青混合料。“温拌界定温度”区分正常施工和低温施工两种。3.7表面活性型温拌技术surfactant based WMA technology表面活性添加剂水溶液与热沥青在拌和过程中共同作用，借助拌和过程实现均匀分散。表面活性剂富集于残留微量水和沥青的界面，暂时性在胶结料内部形成结构性水膜。由于水膜作用不受温度影响，温度下降时，水膜润滑作用能够很大程度抵消沥青粘度增大的作用，从而实现温拌。在压实完成后，表面活性剂会向石料与沥青界面转移，具有一定的抗剥落效果。4分类4.1温拌沥青混合料分为密级配沥青混合料、半开级

8、配沥青混合料、开级配沥青混合料。4.2按所用集料粒径不同温拌沥青混合料分为粗粒式、中粒式、细粒式三种规格。5材料5.1温拌添加剂温拌添加剂的技术要求，按照温拌技术的种类满足其相关要求。表面活性型温拌添加剂的技术要求见附录A规定。5.2沥宵5.2.1沥青技术指标满足表5.2.1-1、表5.2.1-2的技术要求。表5.2.1-，道路石油沥青技术要求手晰单位等级沥青标号110号90号70号50号针入度(250C, 5s, 100g)0.1mm100-12080-100印8040-60针入度指数PIA一1.5- ,+1.0B一1.8+1.0软化点(摊铺宽度超过6m时，采DB13/T 1014-2009

9、用2-4台钢轮压路机、2台轮胎压路机。针对不同气候特征，推荐碾压机械组合见表7.3.2-1, 7.3.2-2,7.3.2-3。具体的碾压组合根据试验段试铺情况确定。表7.3.2-，正常施工的碾压组合初压(遍数)复压(遍数)终压(遍数)适宜最大适宜最大适宜最大钢轮压路机2-3(振动)3(振动)3-5(振动)52-3(静压)3表7.3.2-2低温施工的碾压组合组合类型初压(遍数)复压(遍数)终压(遍数)适宜最大适宜最大适宜最大钢先型1(钢轮振压)5-6(轮胎)72-3(钢轮静压)3胶先型2-3(轮胎)32-3(钢轮振压)32-3(钢轮静压)3b)气候条件不利因素较多时，胶轮压路机进行初压有助于保证

10、压实效果，但是，为了避免轮迹，需尽早安排钢轮振动压路机压实。-表7.3.2-3橡胶改性沥青混合料及SMA施工的碾压组合组合类型初压(遍数)复压(遍数)终压(遍数)适宜最大适宜最大适宜最大钢轮2-3(钢轮静压)34(钢轮振压)51-2(钢轮静压)3胶轮3-4(轮胎)4c)温拌沥青混合料在碾压作用下，沥青胶浆的挤出效应与热拌时有显著的不同，在复压阶段可以采用轮胎压路机部分替代钢轮振动压路机碾压。7.3.3温拌沥青混合料的施工温度a)在混合料生产过程中，沥青加热温度与热拌沥青混合料控制温度相同。b)宜根据135及175条件下的粘度一温度曲线，先确定热拌沥青混合料的施工温度，在此基础上，温拌沥青混合料

11、施工温度应至少降低3090。在试验路的基础上，降低幅度最大不超过60CC。缺乏粘温曲线数据时，可参照表7.3.3-1, 7.3.3-2, 7.3.3-3规定的范围选择施工温度。表7.3.3-1温拌石油沥青混合料的施工温度范围石油沥青标号50号70号90号110号沥青加热温度()150-170145-165140-160135 155集料加热温度()115 -140110-135105-130100 125出料温度()115-125110 120105-115100-110正常施工11010510095低温施工125115110105正常施工1051009590低温施工120110105100开

12、始碾压温度，不低于()正常施工100959085低温施工11010510095混合料贮料仓贮存温度()贮存过程中温度降低不超过lotDB13/T 1014-2009表7.3.3-1(续)施工工序石油沥青标号50号70号90号110号正常施工温拌界定温度()蕊140簇135簇130簇125低温施工温拌界定温度()蕊150毛145簇140簇135表7.3.3-2温拌SBS改性沥青混合料的施工温度范围拌和出料后降低不超过10蕊150(SMA为155)SBS I-C沥青加热温度160 170集料加热温度120.160沥青普通混合料出料温度120- 140SMA出料温度125 145混合料贮料仓贮存温度

13、拌和出料后降低不超处摊铺温度，不低于115初压温度，不低于110碾压终了温度()不低于65正常施工温拌界定温度 80 mm下允许不允许125120115115不允许下卧层表面温度()相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度普通沥青混合料改性沥40-50 mm50-80 mm80 mm40-50 mm502- 6不允许115110不允许61012011210513010-15115110103120改性沥青混合料508试验方法10DB13/T 1014-20098.1集料粗集料、细集料和矿粉各指标的试验方法均按照JTGE 42进行。8.2沥青及沥青混合料沥青及沥青混合料各指标的试验方法均按照JTJ

14、 052进行。9检验规则9.，检验形式产品检验包括原材料检验和产品出厂检验。9.2原材料检验9.2.1沥青参照现行(公路沥青路面施工技术规范(JTGF 40)的规定执行9.2.2集料参照现行公路沥青路面施工技术规范(JTGF 40)的规定执行9.2.3矿粉参照现行公路沥青路面施工技术规范(JTGF 40)的规定执行9.2.4温拌添加剂温拌添加剂以20 t为一批，不足20 t也作为一批，每批检测pH值、胺值和固含量，并查验厂商合格证和质检报告。9.2.5纤维对沥青混合料根据设计要求确定是否掺加纤维。纤维每次为一批，查验合格证、检验报告。9.3沥青混合料检验温拌混合料的现场取样和成型必须连续进行，

15、料温下降到失去工作性后不允许重新加热再成型。一般要求，取样量要至少为试验需要量的3倍，取样时立即测温，温度应在允许出料温度范围内。样品运送途中要注意保温，料温下降超过20的混合料，不允许使用。取回的样品，立即放人恒温箱，样品堆积厚度，不低于8 cm，恒温1 h-2 h后进行成型试验。沥青混合料检验频度和质量要求见表9.3.1。表9.3.1沥膏混合料检验频度和质It要求项目检验频度及单点检验评价方法质量要求或允许偏差高速公路、一级公路、城市快速路、主干路其它等级公路与城市道路混合料外观随时观察集料粗细、均匀性、离析、油石比、色泽、 冒烟、有无花白料、油团等现象拌和温度沥青、集料的加热温度逐车检测

16、评定符合本规范规定混合料出厂温度逐车检测评定符合本规范规定逐盘测量记录，每天取平均值评定符合本规范规定矿料级配(筛孔)0. 075 mm逐盘在线检测士2% (2%)士5% (4%)80 mm允许不允许允许不允许155150改性沥青混合料或SMA沥青混合料不允许不允许下卧层表面温度()相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度普通沥青混合料改性沥青混合料80 mm50 mm50-5不允许不允许140不允许不5-10不允许140135不允许不10-15145138132165E.3.4温拌沥青混合料的操作温度下降以后，由于与环境温度差异缩小，在同等条件下，摊铺面温度下降速度显著低于热拌沥青混合料，有效

17、压实时间相应延长，这一特性使得温拌沥青混合料具有更低温度条件下施工的可能性。在包括河北省在内的全国40个、全球过200个项目的实践经验基础上，普遍认为温拌沥青混合料可以适应比热拌混合料低10的外界温度条件，(相关规定见表7.3.3-4)。有一些在表7.3.3-4允许的条件范围外的应用也取得了成功的应用。温拌混合料用于低温施工，实际可使得沥青路面施工季节适当延长。E.3.7近几年来，全球温拌技术进人快速发展迅速，新技术层出不穷。截止到2007年底，已经进人应用或初步应用阶段的温拌技术已经超过10种。按照工作机理，温拌技术可以归人三大主要技术类型。沥青发泡型:该方法的基本原理是在混合料拌和过程中或

18、者沥青进人拌和锅/筒之前导人水，诱发沥青发泡，通过发泡形成的沥青膜结构来实现较低温度下对集料的裹覆，同时降低沥青混合料操作温度。代表性的技术有Aspha-Min, WAM-Foam, LEA和Astec绿色双滚筒等。按照发泡方法的不同，又可分为拌和过程细微发泡和拌和前机械发泡两种类型。发泡工艺实现降低施工温度一般都较为成功，DB13/T 1014-2009但单纯的发泡，沥青与石料的粘附力通常不能令人满意。胶结料降粘型:热拌沥青混合料的施工工作性取决于沥青的高温粘度，而其抗变形能力与沥青在夏季路面使用温度条件下的粘度相关。添加有机类添加剂，使得沥青高温粘度下降，但同时夏季温度下粘度不变化，甚至提

19、高，可以说是温拌最朴素的技术思路。该技术路线最具代表性的是SASOBIT和REDISET。降粘技术路线最大的问题是降粘添加剂用量的矛盾。控制用量，则很难达到好的降温效果，但用量增大，虽然能够取得较好好的温拌效果，但对胶结料材料性质改变过大，往往产生意想不到的副作用。表面活性型:这一技术路线的代表性产品是Evothermo Evotherm是目前在国内温拌应用依托的主要技术平台。2005年以来，交通部公路科学研究院、辽宁省交通科学研究所、东南大学、同济大学等先后展开了各类温拌技术对比试验研究。他们最终实施的试验路项目和应用技术的开发，均主要采用了表面活性型技术平台。目前，国内和河北省的绝大多数温

20、拌技术应用，也主要是基于表面活性型技术，我国总的温拌项目数量已经有超过40个，全球项目数量超过200个，其中相当一部分项目规模已经使用了超过I万吨沥青混合料。E.4分类和用途E.4.1.3温拌混合料的应用，已经覆盖了绝大多数沥青混合料的应用领域，各种胶结料类型、级配类型、不同的石料类型均有所涉及。由于温拌沥青混合料在有害物低排放、低温施工、较低操作温度等方面的优势，其特别适合的应用场合和技术结合点如下:超薄磨耗层:正常气候的薄层施工，与低温气候下施工一般路面的降温速度相当，热拌工艺保证压实有一定困难，温拌混合料与环境温度差异减少，降温速度降低，获得更多有效碾压时间，保证了超薄磨耗层的有效实施。

21、(长大)隧道沥青路面:无烟尘操作，将免去或降低施工的通风成本，改善工人施工操作环境;环境改善后，有效的过程质量控制成为可能;温拌沥青技术适应隧道路表温度低的压实工况，适应潮湿施工作业环境，采用表面活性型的添加剂一定程度上还有助于抵抗潮湿路面工况。橡胶沥青混合料:温拌与(废)轮胎橡胶沥青技术结合可实现降温幅度约5090，很大程度上解决了橡胶沥青施工中轮胎气味重，烟气大的问题;较低的操作温度会明显延长橡胶沥青路面施工季节;减轻老化将有利于保持橡胶沥青路面抗裂、耐久的特性;表面活性型添加剂在一定程度上还将改善橡胶沥青与石料粘附性。橡胶沥青应采用现场湿拌法进行加工。E.5材料E.5.2.2通常情况下，

22、采用天然沥青和橡胶沥青等新型材料时，在目前都还没有国家或行业标准的情况下，优先采用本省或国内临近省市出台的地方标准。在尚没有地方标准的情况下，允许参考国外发达国家的相关技术标准。在没有相关类型材料实体工程承包经验的承包商，以及缺少支持相关实体项目技术服务的情况下，宜首先安排试验路或科研项目，循序渐进地推进新材料与温拌技术结合的工作。E.5.3热力学计算结果表明，在温拌石料加热温度下，空隙内部水蒸发速度为热拌石料加热条件下的80%左右。E.5.4.1抗剥落添加剂优先采用熟石灰粉。在采用含水添加剂(表面活性型)或工艺(发泡型)时，由于水的存在会造成水泥水化结硬，堵塞粉料添加口，不应采用水泥代替部分

23、矿粉。采用表面活性型添加剂时，添加剂本身具有增强粘结力作用，一般不需要再添加抗剥落剂。E.5.5.2温拌条件下沥青的流动性显著降低，稳定沥青需要的纤维量相应减少。另一方面，当采用有机纤维时，随着纤维品种的不同，在温拌条件下的热熔变化与热拌条件相比可能会有明显的不同，这也会影响纤维吸附沥青和加劲的作用。总之，温拌沥青混合料添加纤维时，纤维用量宜低于热拌沥青混合料的用量，一般情况下，可能会减半使用，应根据具体试验特别是析漏和动稳定度来确定。DB13/T 1014-2009E.6温拌沥青混合料设计E.6.1 SMA级配范围与热拌相同。与热拌相比，由于油膜自身粘度上升，对纤维等稳定材料的需求降低。开级

24、配、半开级配范围与热拌相同。温拌技术的采用会使油膜稳定性增加、级配纵向分布更均匀。在满足基本性能要求的基础上，可适度降低对沥青的粘度要求。SAC的级配范围与热拌相同。温拌技术的采用将显著提高SAC混合料在施工过程中的级配稳定性。温拌密实型超薄磨耗层，一般采用间断级配，推荐采用表6.1.8的级配。E.7温拌沥育混合料生产和施工E.7.2.2混合料出料温度与环境温度差异减小后，混合料降温的速度会明显减缓。在多个建设拌合楼困难的温拌项目中，实际的混合料运输距离超过了100 km，最长的一个SMA运距达到145 km0温拌技术用于长运距项目混合料工艺，可以提高单个拌合楼的辐射半径，而如果拌合楼辐射半径

25、增加一倍，单位面积的拌合楼数量将减少3/40温拌沥青混合料在长运距的运用，对于养护工程具有重要意义。E.7.3.2揉搓和振动作用对温拌沥青混合料的压实至关重要。在钢轮压路机吨位足够而且能够调整振动频率和幅度的情况下，全钢轮碾压队列可以完成温拌混合料的压实(初压高幅低频，复压低幅高频)。轮胎压路机参与压实对于提高上部密实度有明显好处。由于不用过度担心。提胶浆胶和混合料侧移变形，轮胎压路机参与温拌沥青混合料可以有全新的组合，即采用轮胎压路机先行模式或轮胎压路机紧跟钢轮初压的模式:轮胎压路机直接或钢轮初压仅一遍后行驶上摊铺面，轮胎压路机承担初压和复压的一部分，但复压的后一部分由(低幅高频)振动压路机

26、承担，以便充分消除轮迹。轮胎压路机先行型组合对于低温施工、骨架密实型结构具有突出的意义。E.7.3.3普通沥青混合料的出料温度与水的沸点相差不远，通过引人更多的水，有可能在混合料内部形成更有效的水膜润滑结构，因而达到更大的降低操作温度的结果。在普通沥青混合料的进一步实践经验积累的基础上，表 7.3.3-1所列的最低操作温度的值还有可能被突破。SBS的空间网络结构和SMA所含的纤维加劲作用，都将增加混合料温拌的难度。SBS改性沥青、SMA把这些困难叠加在一起，是本规范涉及的混合料中工作性最困难的一种，操作温度降低幅度在30cC-409C，相关温度设置也较单纯SBS改性沥青混合料有所提高。橡胶沥青

27、尽管粘度比SBS改性沥青大，但胶结料是自由沥青和橡胶颗粒的两相混合物，温拌的难度并不提高。E.9检验规则E.9.3多数温拌工艺是不可逆的。当混合料冷却后，即使再加热到温拌的温度，也不再具有温拌的工作性。为确保在温拌混合料状态完成成型，规定了较大的样本取样，同时，规定了降温超过20废弃的原则。即使如此，运送和分样过程中，不可避免会产生温度离析，需要在成型前先做恒温条件处理。在恒温过程中，需要保证混合料有一定的厚度，避免在恒温过程中润滑结构过度损失。对于无法保证如上条件的样品，应采用热拌温度条件成型标准密度试件。附录A表面活性型温拌技术温拌剂技术要求表面活性添加剂的主要成分是表面活性成分和水，有时

28、，为了激活活性成分，或者适应某些特定石料，需要对添加剂加人少量的盐酸或NaOH进行调酸或调碱。在不恰当的储存条件下，添加剂可能会发生物理和化学的变化。物理的变化是指水分或盐酸散失，会造成pH值和固含量的变化。化学的变化是表面活性成分发生氧化或光化学反应，活性失效，体现为胺值发生显著变化。为了避免添加剂发生物理和化学变化，添加剂储存需密闭避光。胺值/pH值/固含量并不是保证温拌活性的充分条件。混合料施工操作温度是否在温拌范围以及性能是否满足规定要求是特定表面活性类添加剂温拌效力的最终判据。DB13/T 1014-2009表面活性成分和水是实现温拌必不可少的两个条件。表面活性成分需要具有活性，同时

29、还有足够的量，才能够有效实现润滑结构的构成。碾压完毕后，表面活性成分转移到石料表面，形成的化学结合作用，有效弥补温拌时沥青对石料浸润下降造成的粘附力下降。综合效力和成本因素，温拌表面活性成分的用量范围要达到沥青用量的0.450.7%(润滑结构仅在沥青内形成和发挥作用)。为了达到温拌效果，活性成分的量必须保证，实践表明，活性成分用量不能低于沥青用量的0.45%。在经验不足的情况下，选择2-3个用量进行比选。适当提高活性成分用量，可以改善温拌效果和混合料抗水损坏能力。在拌和过程中，添加剂中大部分水会被蒸发，残留在沥青混合料内水的含量会影响温拌效果，在同等条件下，残留水量增加会进一步帮助压实。对于不

30、同的应用场合，表面活性成分残留量一般差别不大，有时会通过引人不同的水量，以满足不同的压实要求。常用的Pa为5:95, 7:93和10:90。拌合楼最常用的是5:95。由于实验室拌合设备拌和功率相对较弱，拌和时间长，室内添加剂Pa一般采用10:90。在添加剂掺加比例和活性成分残留量确定的情况下，按照A.2公式计算添加剂设计固含量。添加剂大部分成分会在拌和过程中挥发，活性成分残留量也较低，故不计人胶结料用量。添加剂单独与石料接触是没有作用的。因此，添加剂注人方式、注入方向和注人时机的选择非常重要。注人方式和方向要适应沥青的注人方式和方向，确保添加剂投放方向与范围与沥青基本重叠。添加剂注人相对于沥青

31、注人时间适当延后，也是为了确保添加剂与沥青共同作用。但延后时间不宜过长，避免沥青与石料接触后温度下降过多，而影响其与温拌添加剂的作用效果。由于表面活性型温拌添加剂本身具有抗剥落效力，通常不需要添加其它抗剥落成分。附录B温拌沥青混合料设计方法日.1.2同热拌沥青混合料相比，温拌工艺温度明显下降后，沥青老化会明显减轻。抽提试验表明，同样配比的情况下，温拌沥青混合料抽提物的针人度分级可能比热拌高1-2个等级。因此，温拌沥青混合料的马氏稳定度一般较热拌的偏低(可达10%)。因此，不宜将马氏稳定度作为控制性指标。但采用温拌工艺后，性能指标特别是动稳定度和水稳定性指标要求不应降低。日.4确定最佳沥青用量的方法，应遵循混合料设计方法相应的程序。温拌工艺的标准之一是在配比和体积参数方面最大限度接近热拌工艺要求。因此，在目标配合比初步确定的阶段，进行相应的热拌沥青混合料校验是必要的。校验的方法是采用目标配比进行热拌试件成型，测试体积参数，空隙率差异以不超过0.5%为宜。