沥青混合料拌和质量控制方法研究
摘要:沥青混合料拌和质量是保证沥青路面质量一个非常重要的组成部分,本文结合沥青混合料拌和过程中常出现的问题,提出沥青混合料拌和质量控制方法,供施工单位参考。
关键词:沥青混合料;拌和;质量控制;温度;油石比
1前言
截至到2007年底,我国高速公路通车总里程已经达到5.36万公里,这其中大多数都采用了沥青路面,但是从国内己建成的高速公路沥青路面使用情况来看,一些路段在通车后出现了较为明显的早期破坏现象,如开裂、车辙、水损害等。这些病害直接导致了路面使用性能的下降,使一些路段在建成后较短时间内就不得不进行大修,一些高速公路甚至在通车二、三年内就出现了较为严重的早期破损,这不仅降低了公路建设养护资金的使用效益,也大大影响了高速公路建设的社会形象。
造成沥青路面早期破坏的原因是多方面的,但不可否认的是,沥青混合料在拌和过程中的质量控制不到位也是造成路面早期破坏非常重要的原因。因此,本文结合沥青混合料拌和过程中常出现的问题,提出沥青混合料拌和质量控制方法,供施工单位参考。
2沥青混合料拌和质量控制方法
2.1 原材料的控制
沥青混合料的各种组成材料必须符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求。用于拌制沥青混合料的沥青应采用导热油加热,并分品种、分标号密闭储存,其温度应调节到能使混合料出厂温度符合要求,贮量应为平均日用量的2倍;矿粉应采用碱性石料磨细的石粉,不得受潮,贮量应为平均日用量的2倍;矿料应采用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石和天然砂(河砂),各种矿料应分别堆放,不得混杂,集料宜设置防雨顶棚,贮存量应为平均日用量的5倍。
2.2 矿料级配的控制
为了尽可能减小设计级配与实际级配之间的差异,在设计生产配合比时,先要对冷料仓皮带转速与冷料的流量进行了解,测定电机的转速与上料流量之间的关系。根据测出的几组速度-流量关系曲线获得实际需要的皮带转速,生产时就能使拌合料更好的控制在级配范围内,提高冷料之间的配合比精度,有助于设计级配与实际级配相一致,减小偏差。
雨后施工时因材料含水量增大,应根据经验和测定的流量关系对配合比作适当调整。一般随着含水量的增大,流量会大大减小。根据拌合楼240t/h的生产率和目标配合比确定各冷料的用量和皮带转速,然后再根据振动筛筛孔尺寸,对生产配合比进行设计,反复调整确定最佳的生产配合比。施工时保持生产连续性,尽量减少停机、开机次数,避免混合料之间组成的变化。拌合过程中密切注意原材料的变化情况,并根据情况调整配合比,需要时应重新进行配合比设计。
2.3 拌合温度的控制
沥青混合料的温度是影响施工质量的一个重要因素,混合料温度过低不仅影响拌合质量,还会影响混合料的摊铺以及碾压质量,往往造成拌合不均和碾压困难。混合料温度过高,不仅浪费燃料还会引起沥青老化变硬,造成混合料性能急剧衰减,所以在混合料拌合中应严格控制拌合温度,间歇式拌合设备每盘拌合时间宜为45~50s,其中干拌时间不少于5~l0s,以混合料拌合均匀为标准。集料和矿粉应充分烘干,集料温度应比沥青高10~30℃。贮料仓的储存时间不得超过72h,热拌沥青混合料成品在贮料仓中温度下降不得超过10℃。拌好的沥青混合料应均匀一致,无花白料、无结团成块和严重的集料离析现象,不符合要求时不得使用并应及时调整,所有过度加热、炭化、起泡或含水的混合料必须废弃,加热不宜超过6h,且当天加热当天用完,不宜多次加热以免老化。拌和温度控制见表1。
除上面一般要求外,还要根据不同施工情况、天气状况调整混合料的出场温度,一般早上第一锅料温度应高于正常温度10℃,以补偿自卸汽车、摊铺机等对热量的吸收,中午气温较高时混合料的出场温度可以低于正常温度5~10℃。拌合粗粒式混合料时应比中粒式混合料温度高5℃。风大的时候也应适当提高混合料的出场温度。雨后施工时,由于原材料含水量的增加也应注意控制料温,并避免含水量过大的冷料进入拌合楼。
2.4 油石比的控制
油石比的差异会显著影响混合料的性能。沥青含量过大,过多的自由沥青在
矿料之间起润滑作用,降低了混合料的强度并易造成泛油病害;油石比过小,混合料难以压实且空隙率过大,造成路面早期破坏。因此根据设计的油石比应严格控制拌合过程中的油石比误差在0.3%以内。沥青的计量秤要经常用标准祛码进行校核和调整,尤其是沥青计量斗、排放阀门的严密性要经常检查,确保沥青用量的准确性。
3拌合过程的质量检测
3.1外表检查
对拌合料外表进行观察:大致配合比、油石比、色泽、是否离析或者结块成团等,混合料中冒黄烟往往表明混合料过热。若混合料温度过低,沥青裹覆不匀,装车将比较困难。此外,如运料车上的沥青混合料能够堆积很高,则说明混合料欠火,或混合料中沥青含量过低。反之,如果热拌混合料在料车中容易摊平(不易堆积),则可能是因为沥青过量或矿料湿度过大所致。
3.2温度测试
每半小时检查一次温度。沥青混合料的温度通常在料车上测出,方法是使用插入式数显温度计,将金属杆从车厢一侧的预留孔中插入混合料中,使之达到足够的深度(至少15cm),混合料直接与金属杆接触,可测出料温。
3.3取样测试
取样时应确保所取试样能够代表整批混合料的特性。测试的主要内容是马歇尔稳定度、流值、空隙率、饱和度、沥青抽提试验、抽提后的矿料级配组成,必要时进行残留稳定度测定。每250t混合料不少于一次,进行上述内容的测定。
4 结语
沥青路面的优良,关系到设计单位、管理单位、监理单位和施工单位等各个方面的质量控制,各相关部门都应引起重视,并根据其成因,从路面设计、原材料进场到具体施工有针对性地采取一系列预防和改善措施。沥青混合料的拌和质量控制应从原材料的控制、矿料级配的控制、拌合温度的控制和油石比的控制开展相应工作,并加强拌合过程的质量检测工作,确保沥青混合料在拌和过程的质量。
参考文献:
[1]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[2]李福普,沈金安.公路沥青路面施工技术规范实施手册.北京:人民交通出版社,2004.
[3]胡长顺,黄辉华.高等级公路路基路面施工技术.北京:人民交通出版社,2003.
[4]殷岳川,孙江.公路沥青路面施工.北京:人民交通出版社,2000.