彩色沥青路面施工工艺研究

§6-1  彩色沥青路面施工工艺研究

彩色沥青混合料的生产工艺与一般沥青混合料的生产工艺基本相同，不同之处是各工艺路线上所加入的材料发生了变化，填料中掺入颜料，骨料变为彩色碎石，结合料变为浅色结合料。

6.1.1  施工前准备

1．原材料准备

根据建设单位意见，采购原材料，并进行配合比设计。

2．调试施工设备，使之处于完好状态。

3．拌合、运料、摊铺、碾压机械的清洗。

在用沥青混合料搅拌站拌合彩色沥青混合料时，需要用柴油彻底清洗沥青供给泵，沥青计量泵到沥青进入搅拌器之间的管道，对于搅拌器可以先用干燥石料拌合，然后用柴油加干料搅拌，直至清洗干净；对于运料的车辆也要对其车厢内能够接触到彩色沥青混合料的所有部位进行彻底清洗；摊铺机可采用热干集料加柴油反复摊铺的方法进行清洗，直至热骨料无黑色痕迹为止；压路机应采用柴油清洗，并在厚纸或麻袋上反复行走，直至没有黑色压痕为止。

6.1.2  施工环节控制

1．彩色混合料的拌合

彩色混合料的生产，首先应确定配合比例，设定拌和温度和拌和时间。由于彩色结合料是通过化工原理合成的粘结剂，它具有类似沥青的流变特性，但是该种结合料的加热温度一般要低于普通沥青10℃左右。矿料加热温度150℃左右，拌和温度一般比普通沥青混合料低10℃左右，可在120-140℃完成，拌和时先将浅色混合料拌好后，再加入颜料，为使色彩均匀拌和时间可适当延长。

2．彩色混合料的摊铺

调整好熨平板宽度及横坡传感器；加热熨平板到130℃左右，摊铺机行驶速度按2~6m/min控制，并尽量保证施工连续性；边角缺陷处用人工修补。

3．彩色混合料的碾压

碾压同样分初压、复压和终压三个阶段进行，与一般沥青路面施工相同。图6-1-2为彩色沥青路面的施工图。

图6-1-1  彩色沥青路面施工图

6.1.3  彩色混合料摊铺新工艺

为了适应彩色沥青路面的施工，在日本出现了新型的复式沥青摊铺机，它可以同时进行上下层沥青混合料的摊铺，以及不同车道上进行不同沥青混合料摊铺，这对于改善彩色路面铺筑具有重大意义。

1．复式沥青摊铺机的原理

复式沥青摊铺机是一种可以同时摊铺两种不同种类沥青混合料的摊铺设备，见下图6-1-2。

图6-1-2  复式沥青摊铺机

用复式沥青摊铺机摊铺时的原理如下：

a．沥青混合料通过自卸卡车装入受料斗。

b．摊铺机通过加料器将摊铺在下层的混合料装入下层的装料斗，摊铺在上层的混合料装入上层装料斗。上下层料斗的转换是通过加料器中间的调节板完成的。

c．下层料斗的混合料通过摊铺机上的供料器运送到下层刮料板前面进行摊铺。

d．上层料斗的混合料通过摊铺机上供料器运送到上层刮料板前面进行摊铺。

2．复式沥青摊铺机的主要技术参数

复式沥青摊铺机的主要技术参数见下表6-1-1所示。

表6-1-1 复式沥青摊铺机的主要技术参数

下图6-1-4为采用复式沥青摊铺机铺设全彩色路面带状彩色路面的示意图。

图6-1-4  采用复式沥青摊铺机铺设的全彩色路面和带状彩色路面

§6-2  彩色水泥灌浆沥青路面施工工艺研究

6.2.1  灌浆用水泥浆数量的确定

彩色水泥灌浆沥青路面的水泥胶浆为沥青路面成型后才灌入，为使施工连续并且不造成太大浪费，施工前需估算水泥胶浆的用量。由路面基体沥青混合料的总体积乘以其空隙率即可求得所需水泥浆的数量。例如路面厚度为5cm，面积为1平米，基体沥青混合料连通空隙率为24.3％，则水泥胶浆用量为：0.05×1×0.243＝0.01215（立方/m2），再按刚拌好的水泥浆的体积和重量，算出密度为1.959g/cm3，从而得出水泥胶浆的用量；根据各种材料用量比例和各组成材料质量之和等于水泥浆质量，即可算出各种组成材料的用量，见表6-2-1。

表6-2-1  水泥浆及各种材料用量数量表

6.2.2  施工工序

施工工序分为以下几个部分：基体沥青混合料铺设—水泥胶浆搅拌—水泥胶浆浸透—表面水泥胶浆刮除整平—养生供用。

1．基体沥青混合料的铺筑

沥青混合料使用普通摊铺机进行，与普通沥青混凝土路面施工方法相同，但是要严格控制平整度，尽量选用宽幅摊铺设备，以减少接缝痕迹，保证平整度。沥青混合料在摊铺中要严格控制骨架空隙率，一般使用低吨位的双钢轮压路机静压（轮胎式压路机容易使表面空隙堵塞，影响下一步的灌浆；振动压路机易使级料破碎，改变空隙率）。碾压次数可比普通沥青混凝土少一遍，当材料温度降到80℃左右时要进行整平碾压，以消除轮迹。成型后，非施工车辆严禁在路上行驶，在交通完全封闭的情况下冷却，并严格防止砂石、赃物等附着到路面上堵塞表面空隙。

2．水泥胶浆拌制

水泥胶浆采用移动式拌浆机现场拌和制作，按照“水—矿粉(颜料)—水泥—细砂—外加剂（外加剂投料顺序如有要求应当咨询厂家）”的顺序3min内设放完各种材料，拌和均匀即可。为避免水泥胶浆随时间增长流动度变小，搅拌完毕后要尽快灌浆，各工序之间的衔接要更加迅速、紧凑。

3．灌浆

当确认铺设的多孔基体沥青混合料已冷却至40℃以下后,将设计用量的水泥胶浆反复在铺装层表面铺洒。为让水泥浆顺利、均匀、快速下渗，水泥浆撒铺后应一边用橡胶板来回耙，如图6-2-1。一边同时借助6-8ｔ小型振动压路机辅助碾压振动贯入。直至水泥胶浆不再下渗，空隙灌满为止，如图6-2-2。当路面有纵坡时，要从低处向高处撒铺浆料，以防止水泥胶浆快速流动而造成渗透效果不好。碾压时尽量避免水泥浆黏附在碾压轮上。

图6-2-1  洒铺水泥胶浆

图6-2-2  紧跟振动压路机灌浆

4．多余胶浆刮除表面整平

渗透完毕后，用橡胶刮板将残余在表面的水泥胶浆刮除、清除干净，以暴露出基体沥青表面的凹凸不平，见下图6-2-3，否则会降低路面的摩擦系数，还可能造成表面多余水泥胶浆硬化成层后收缩开裂。

图6-2-3  路面表面图

5．养生供用

因为有水泥胶浆的存在，施工完毕后要对路面进行一定时间的养生。养生时间视浆料的性质不同而不同，待浆料硬化后放可开放交通。这种养生时间大都是根据所使用的水泥种类按经验来确定的。例如，普通型水泥的养生时间一般为3日，早强型的为1日，而超早强型则为3—5小时。但是，也有规定养生时间不能按经验来确定，而是根据该复合混合料耐磨和抗车辙性与水泥抗压强度的关系，以水泥的抗压强度在50kgf/cm (1kgf/cm＝0．098MPa)以上的标准来确定路面养生时间的。本次设计的路面在完工养生24ｈ后即可开放交通。养生期间严格封闭交通，禁止一切人员车辆通行，并注意防止雨水冲刷。

6．施工注意事项

（1）在使用振动压路机帮助水泥胶浆渗透时，要控制机械的行驶速度和碾压次数，使胶浆徐徐下渗的同时避免行驶引起浆料四溅。

（2）因为是彩色路面，在灌浆施工前，要将搅拌、输送、接触彩色水泥胶浆的机具彻底清洗干净，施工人员也要采取一定的措施，使其不要弄污路面。

（3）在养生24小时通车后，最好在此后一段时间内（7天内）也要对路面进行间隔洒水养护，这样有利于路面内部水泥胶浆强度更好形成，同时减小其收缩。

（4）橡胶路耙尺寸：形如长方形，长约50cm，高约5cm，为方便工人施工安装长木棒把手。橡胶路耙要硬度适中，既不能太软要能刮除表面多余浆液，又不能太硬要能容易刮出、看见沥青路面。

6.2.3  大规模施工

普通的中小规模的水泥灌浆沥青路面的施工顺序是：基体沥青混合料铺设—水泥胶浆搅拌—水泥胶浆浸透—水泥胶浆整平—养生供用。传统的施工方法是，铺设基体沥青混合料后利用移动式拌浆机在现场搅拌水泥乳浆，人工撒布并摊铺，然后利用振捣板和小型振动压路机将水泥乳浆填充于基体沥青混合料的空隙中，估计适宜的时候，利用橡胶耙清除剩余的水泥胶浆并进行表面整平。但是由于这些作业相当繁杂，大部分施工作业需要很多的劳动力和较高的熟练程度。因此开发合理化技术对水泥灌浆沥青路面施工法来说是非常需要的。

作为一般的倾向，中小规模的合理化施工技术有水泥胶浆的预拌化、水泥胶浆搅拌机的高效化、胶浆摊铺机的开发等。大规模施工时应注意以下问题：

1．施工合理化的对策

（1）施工效率的提高。传统的施工方法需要很多劳动力，大规模施工就只得以延长作业时间和增加施工队伍来对应，所以确保作业熟练的优质劳动力很重要。因此，通过作业的机械化、自动化等改善施工效率，以求省力的同时大幅度提高生产效率缩短工期。 

（2）质量的稳定化与提高精度的对策。在要求熟练程度的传统的施工方法方面，大规模施工就会产生个人差别，施工过程中的失败有可能对整平质量和施工质量产生不良影响。因此，为了获得稳定的质量和高精度的施工质量，要确立不产生个人差别的水泥胶浆的搅拌、撤布、浸透、整平技术。

2．改善的原理

（1）水泥胶浆的填充原理。水泥胶浆填充到基体沥青混合料空隙中的机理是沥青混合料空隙内的空气与水泥乳浆的置换。促进与空气的置换的机理是“压入”、“吸引”、“振动”等。其中直接使基体沥青混合料振动的方法具有促进水泥胶浆流动加快的特点，根据实验得出高额率的平板状振动装置效果最好，应以此为填充饥理。

其次，在水泥胶浆的洒铺过程中如果将水泥胶浆一次就全部洒布在大面积的基体沥青混合料上，水泥胶浆就会成为隔离层，这会妨碍与空隙内空气的置换。因此，仅将水泥胶浆洒铺与施工宽度相当的数量就即可。另外，为了防止路面坡度造成填充的水泥乳浆的流动，应在填充用振动平板的后面设置旋转式橡胶刮板，连续反复耙平流动的胶浆。

（2）水泥胶浆的回收与表面整平机理。填充水泥胶浆时，由于有剩余的水泥胶浆，填充后应进行剩余胶浆的回收和表面修整。传统做法是工人用橡胶刮板将剩余胶浆刮掉并擦铺在未填充处，但夏季高温时水泥胶浆的凝固反应加快，妨碍了填充。

因此，剩余水泥浆应该在胶浆填充装置通过后立即收集起来。具体做法上可将回收装置与水泥胶浆填充装置一体化，用泵抽回至旋转搅动罐进行一次回收利用，还可以利用移动式回收装置二次回收剩余不净的水泥浆，作为它用，这就减少了材料损失，并大大地节省了劳力。

另外关于面层多余水泥胶浆的铲除、整平，可以采取在钢轮压路机上安装橡胶刮板作为附件的措施进行面层整平的机械化施工，代替传统的人力施工，这样可以提高施工效率及施工质量。

3．水泥胶浆填充机械

为了适应该种路面的施工，并根据上述施工分析，本研究初步拟订出一种简单的水泥胶浆洒铺填充机械，见图6-2-4示意图。

图6-2-4  水泥胶浆洒铺填充机械

水泥胶浆洒铺填充机械主要部件及功用：

a．水泥胶浆搅拌盛放装置，用来预先盛放并搅拌将要洒铺的水泥胶浆；

b．水泥胶浆喷口，使水泥胶浆从搅拌盛放装置里排出到路面上；

c．高性能胶浆泵，使回收的水泥胶浆泵送到搅拌盛放装置中；

d．可振动的钢轮，产生振动波促进水泥胶浆的下渗，振动频率可以调整；

e．旋转式刮板刮刀，促进水泥胶浆的下渗并且刮平表面胶浆；

f．剩余胶浆回收装置，通过高性能胶浆泵回收多余的水泥胶浆，进行二次利用；

g．操控箱，控制以上各种装置的运转。

§6-3  小结

彩色沥青路面和彩色水泥灌浆沥青路面在我国是近几年才兴起的两种新型路面结构，其在我国的应用才刚刚起步。在使用这些材料时，一定要根据当地的气候、地理、环境、财力等条件，因地制宜地选择合适的材料，同时需积极地研究新型的彩色铺装材料及其施工设备。