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文檔簡介
1、影響瀝青混合料質(zhì)量的因素及其掌握措施劉洪海徐中富在影響路面平整度的眾多因素中, 瀝青混合料的質(zhì)量是至關(guān)重要的;從多年的工程實(shí)踐中可以得出,無論多么先進(jìn)的施工設(shè)備和多么完善的 施工工藝都不能用劣等的材料鋪筑出合格的路面,因此修筑高標(biāo)準(zhǔn)的路 面必需使用優(yōu)質(zhì)的路面材料;目前困擾混合料質(zhì)量的緣由主要表現(xiàn)在:(1) 混合料的礦料級配組成;(2) 瀝青用量;(3) 混合料的離析問題;(4) 混合料的溫度;在施工過程中混合料質(zhì)量應(yīng)從以下四個方面進(jìn)行掌握;1 原材料治理鋪筑高等級路面的瀝青混合料是由級配良好的集料和瀝青經(jīng)加熱按肯定配比混合攪拌,集料被勻稱裹覆而成,因此混合料的質(zhì)量直接取決于材料的好壞;由于目前
2、我國工程施工中材料的來源很復(fù)雜,多家料場同時供料的現(xiàn)象非常普遍,因此對材料的檢驗(yàn)和治理就很重要;瀝青結(jié)合料是一種粘稠膠結(jié)材料,具有耐久性、粘聚性、感溫性和 抗老化性,由于這些性能與瀝青的來源和提煉方法有關(guān),因此每批瀝青 均應(yīng)按 jtj032 94大路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范表c.1 進(jìn)行檢驗(yàn);除此之外最重要的是瀝青的治理,不同來源的瀝青要分別存放, 不能混雜,其貯存溫度在施工期不高于170,不低于 150;長期存放時應(yīng)在低溫下進(jìn)行;應(yīng)實(shí)行措施防止瀝青污染,例如瀝青中如混入0.1%的柴油,會使閃點(diǎn)降低 27,而針入度提高10°;集料隨來源和加工方法的不同差別很大,包括顆粒尺寸、級配、清 潔
3、度、強(qiáng)度、顆粒外形、表面結(jié)構(gòu)、吸水才能和集料與瀝青的親合力等;不同來源或每批次的集料均應(yīng)按jtj03294大路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范表 c.8c.12 進(jìn)行檢驗(yàn);其次是要留意集料的堆放、鏟運(yùn)和取樣;對不同來源、不同規(guī)格的集料應(yīng)分隔堆放,防止不同規(guī)格料混雜,堆放時應(yīng)防止發(fā)生離析;離析現(xiàn)象是造成路面潛在損壞最嚴(yán)峻的問題, 混合料一旦發(fā)生離析,使鋪出的路面不同區(qū)域的級配比、路面的結(jié)構(gòu)和組織發(fā)生變化,嚴(yán)峻影響了路面壓實(shí)度、平整度與使用壽命,是路面早期破壞的主要緣由;要減小離析的影響就要從材料治理、施工設(shè)備選型和施工治理上嚴(yán)格掌握;為了減小集料離析現(xiàn)象,各種規(guī)格料應(yīng)分層堆放,每層厚度不應(yīng)超過 1m,這樣可
4、以減小由于粒徑的差別造成的離析現(xiàn)象,如圖1 所示;圖 1分層堆料示意圖在進(jìn)行集料檢驗(yàn)時,取樣方法非常重要,我們不行能對整堆材料進(jìn)行分析檢驗(yàn),因此要求取樣具有代表性;取樣應(yīng)分別從料堆的上、中、下進(jìn)行,且不要在同一條線上取樣,取樣點(diǎn)上方應(yīng)使用擋板,以防止上面的料滾入取樣斗內(nèi);集料的堆放場地應(yīng)清潔堅實(shí),以利于排水;對細(xì)集料要求有防雨措 施,由于細(xì)集料的含水率變化很大,最高可達(dá)10%以上;集料含水率高會帶來許多問題,第一是影響攪拌設(shè)備干燥筒的烘干才能,使混合料殘 余含水率增加,影響混合料中瀝青與礦料的粘結(jié)力;其次是使攪拌設(shè)備溫度自動掌握失靈, 造成成品料溫度大幅波動; 三是使燃油消耗率增加,這可由公式
5、 1 推得;在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下集料平均含水率每增加1%,燃油消 耗率增加約 10%;一般間歇式攪拌站在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下, 1t 熱骨料耗油約 7kg, 由于集料含水率增加1%,油耗將增加 0.7kg/t;1式中: q實(shí)際燃油消耗率, kg/h ;a排氣溫度系數(shù) 590+0.486t 3,其中 t 3 為排氣溫度,;w集料實(shí)際含水率, %; ws標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下集料含水率,5%; t 1供應(yīng)骨料溫度,;t 4加熱骨料溫度,;t 1s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)供應(yīng)集料溫度,15;t 4s標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下加熱骨料溫度,160; q標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下燃油消耗率,kg/h ;2 混合料的拌制瀝青混合料采納攪拌設(shè)備集中拌制;攪拌設(shè)備是一組集供料、 加熱、
6、計量和拌和于一體,能生產(chǎn)滿意要求混合料的機(jī)械電子設(shè)備,其大致可分為兩種類型,即間歇式和連續(xù)式;由于我國集料來源不穩(wěn)固,級配變化大,因此舉薦使用間歇式攪拌設(shè)備;在進(jìn)行設(shè)備調(diào)整和進(jìn)行混合料拌制過程中,應(yīng)留意如下幾方面;2.1 攪拌器最小拌和時間的確定攪拌器拌和時間的物理概念為:熱骨料從計量斗中開頭卸料為干拌開頭,瀝青開頭噴射為干拌終止、濕拌開頭,攪拌器開門為濕拌終止, 干拌時間與濕拌時間之和稱拌和時間;拌和時間的確定依據(jù)機(jī)型的不同和材料的情形而定;間歇式攪拌設(shè)備的區(qū)分主要在于材料在攪拌器內(nèi)占活動區(qū)的百分比不同;活動區(qū)是指攪拌器拌槳所到達(dá)的區(qū)域減去軸、襯板和槳葉的體積,如圖2 所示;假如材料積累過滿
7、,最上面的材料得不到充分拌和;假如材料太少,攪拌器效率太低;攪拌器充盈率按式2運(yùn)算;2式中:充盈率, %; w熱骨料質(zhì)量, t ;材料平均密度,一般取1.6t/m 3 ;3v活動區(qū)凈體積, m;圖 2攪拌器活動區(qū)示意圖在考察攪拌設(shè)備時,可以看到兩種設(shè)計原就的攪拌器:一種以意大利瑪連尼公司為代表,其攪拌器的充盈率在35% 45之間,拌和時間通常取 2530s,即采納少裝快拌的原就;另一種以英國帕克公司為代表,攪拌器的充盈率60% 70,而拌和時間就為3550s,即多裝慢拌 的原就;由此可見,攪拌器的拌和時間與充盈率之間有內(nèi)在的聯(lián)系,不可隨便確定; 另外針對不同規(guī)格的混合料, 由于拌和難易程度不同
8、 主要是粗細(xì)材料的比例, 瀝青用量的多少以及溫度等因素 ,一般細(xì)集料多就拌和時間長;瀝青含量和溫度高,拌和時間短;不同的充盈率對攪拌效果的影響見圖 3,不同的拌和時間對攪拌勻稱性的影響見圖4;由圖 3可見充盈率 45%時拌和時間 20s 與充盈率 60%的拌和時間 41s 的拌和成效相當(dāng);由圖 4 可知,拌和時間越長,拌和勻稱性越好,但不行過長,時間過長會對混合料質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響;由于混合料在攪拌器中的拌和過 程,就是在高溫下瀝青薄膜與氧氣充分接觸的過程,即老化過程;拌和 時間對瀝青針入度的影響見圖5;通常拌和時間最長不超過90s;圖 3充盈率對攪拌成效的影響圖 4拌和時間對攪拌勻稱性的影響圖
9、 5拌和時間對瀝青針入度的影響由此可見,對現(xiàn)場使用的攪拌設(shè)備和施工材料有一個正確的拌和時間,該拌和時間應(yīng)由試驗(yàn)確定;2.2 混合料骨料級配和瀝青含量的掌握生產(chǎn)級配是依據(jù)目標(biāo)級配的要求,從攪拌設(shè)備的熱料倉卸料口取樣篩分確定;取樣時應(yīng)留意,由于振動篩的結(jié)構(gòu)緣由,熱料倉中細(xì)顆粒落入倉的一邊, 而粗顆粒落入另一邊, 因此要進(jìn)行全寬采樣, 如圖 6 所示;圖 6取樣示意圖為了保持級配的穩(wěn)固,要定期對振動篩進(jìn)行檢查;一般情形下熱料倉混倉率小于 10%,如篩網(wǎng)被堵塞,混倉率就會發(fā)生變化,產(chǎn)生波動, 直接影響混合料骨料級配組成,特殊是對細(xì)集料的變化影響最大,由于細(xì)集料單位體積的表面積很大;討論說明混合料有正確
10、瀝青含量時,骨料表面裹覆一層約1015m的瀝青膜,瀝青膜過薄或過厚對瀝青的質(zhì) 量影響很大;表1 給出了通過不同篩孔材料的表面積系數(shù);表 1通過各篩孔材料的表面積系數(shù)篩孔尺寸 mm>4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075表面積系數(shù) m 2/kg2481430601603 混合料的質(zhì)量檢驗(yàn)對拌和廠瀝青混合料的質(zhì)量檢驗(yàn)是混合料質(zhì)量掌握的重要方面,主要包括三項(xiàng)內(nèi)容:(1) 混合料出廠溫度 對于 ah 瀝青混凝土一般要求最高溫度不超過 165, 由于混合料溫度太高會造成瀝青老化以致失去粘結(jié)力;低溫不低于 140,視運(yùn)輸環(huán)境溫度而定,一般到現(xiàn)場溫度不低于 130;(2
11、) 混合料瀝青含量的抽樣檢驗(yàn)在進(jìn)行混合料取樣時,樣本容量對試驗(yàn)結(jié)果 有很大的影響,由參考資料5可知,樣本平均值的置信區(qū)間按式3運(yùn)算;如樣品瀝青含量為5%,試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為0.05%,就取樣數(shù)與置信區(qū)間的關(guān)系如表2 所示;(3)式中: xn n 個試樣變動范疇;n 個試樣均值; 置信水平;s樣品總體標(biāo)準(zhǔn)差;n取樣數(shù)量;表 2取樣數(shù)與置信區(qū)間的關(guān)系取樣數(shù) n23456置信區(qū)間 % 5±0.63 5±0.13 5±0.08 5±0.06 5±0.05由表 2 可知取樣數(shù)以5 個為宜, 最少不低于3 個;目前進(jìn)行瀝青含量分析的方法有抽提法、核子法、燃燒法,
12、一般工地較為常用的是離心抽提法;在用該方法進(jìn) 行試驗(yàn)時應(yīng)留意以下問題:(1) 離心過程中礦粉的流失討論說明,礦粉的流失量與離心機(jī)轉(zhuǎn)速、濾紙壓 緊程度、混合料中的礦粉含量等因素關(guān)系很大;流失量從2g 到 7g 不等,如取樣1.5kg,礦粉流失3g,設(shè)瀝青含量為5%,就試驗(yàn)結(jié)果為x 1(1500 ×5 3) 15005.2;(2) 混合料中殘余含水率的影響由于集料中的水分在經(jīng)過干燥筒3min 左右的烘烤后,不能完全干燥,會因設(shè)備性能不同,其殘余含水率不同;一般殘留0.05% 0.5% 不等;如殘余含水率為0.3%,就引起的試驗(yàn)結(jié)果為由以上分析可知,在進(jìn)行抽提試驗(yàn)時,由于跑粉和殘余含水率所
13、引 起的試驗(yàn)誤差為0.5%,已超出了規(guī)范中對混合料瀝青含量偏差0.30%的要求,因此必需實(shí)行回粉和殘余含水率修正措施,以提高試驗(yàn)精確度;抽提后骨料的篩分應(yīng)著重留意礦物填料和礦粉,即通過 0.60mm和通過 0.075mm篩的部分;由于礦物填料和礦粉是生產(chǎn)瀝青混凝土的重要成份,如加入偏高就混合料過于干燥,粘結(jié)力弱,防水性差,低溫易開裂;如礦物填料或礦粉偏低, 就瀝青混凝土含油量過多, 易泛油, 起油包等;特殊是礦粉量的微小變化都會引起混合料性能的變化,一般要求其變動量± 2%;(3) 密度和馬歇爾試驗(yàn)一般情形下每天至少取樣2 次,進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)固性和流值試驗(yàn),與規(guī)范要求進(jìn)行比較;同時測取
14、試樣密度,作為 路面壓實(shí)度的參考;4 瀝青混合料的運(yùn)輸和攤鋪混合料的運(yùn)輸和攤鋪中存在的問題在施工中往往簡單被忽視;一是 卸料離析問題, 如運(yùn)料卡車停在攪拌機(jī)下不動,往往大料滾向料堆四周,細(xì)料留在中間;較好的卸料方式為采納前、后、中卸料法,如圖7 所示,可以減小離析現(xiàn)象;二是運(yùn)料卡車在卸料時, 應(yīng)將混合料快速卸下, 使整塊物料往下卸,減小料的離析;攤鋪機(jī)的料斗中應(yīng)盡量保持滿載;螺旋分料器應(yīng)保持勻速轉(zhuǎn)動,螺旋分料器卸料和運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)是造成攤鋪時混合料離析的主要緣由;圖 7舉薦卸料方式施工人員在進(jìn)行混合料溫度檢測時,應(yīng)留意是否存在不正?,F(xiàn)象,如是否冒藍(lán)煙、表面硬化、冒蒸氣、明顯離析、污染、泛油等,準(zhǔn)時檢查處理,保證混合料質(zhì)量;綜上所述,瀝青混合料的質(zhì)量是打算路面性能的最主要的因素,必須從材料的治理開頭, 加強(qiáng)施工過程的檢驗(yàn)與掌握, 只有對集料的生產(chǎn)、存放、烘干、篩分計量,混合料的拌和、檢驗(yàn)、運(yùn)輸及攤鋪等進(jìn)行全過程的、系統(tǒng)的、科學(xué)的治理,才能為混合料的質(zhì)量供應(yīng)牢靠的保證;作者單位: 劉洪海西安大路交通高校徐中富山東泰安市大路局參考文獻(xiàn)1 j.don brock, phd. p.e. and james g. may and gr
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