2022年影响沥青混合料质量的因素及其控制措施.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 影响沥青混合料质量的因素及其掌握措施刘洪海 徐中富在影响路面平整度的众多因素中, 沥青混合料的质量是至关重要的；从多年的工程实践中可以得出,无论多么先进的施工设备和多么完善的 施工工艺都不能用劣等的材料铺筑出合格的路面,因此修筑高标准的路 面必需使用优质的路面材料；目前困扰混合料质量的缘由主要表现在：1 混合料的矿料级配组成；2 沥青用量；3 混合料的离析问题；4 混合料的温度；在施工过程中混合料质量应从以下四个方面进行掌握；1 原材料治理 铺筑高等级路面的沥青混合料是由级配良好的集料和沥青经加热按 肯定配比混合搅拌,集料被匀称裹覆而成,因此混合料的质量直接取决 于材料的好坏；由于目前我国工程施工中材料的来源很复杂,多家料场 同时供料的现象非常普遍,因此对材料的检验和治理就很重要；沥青结合料是一种粘稠胶结材料,具有耐久性、粘聚性、感温性和 抗老化性,由于这些性能与沥青的来源和提炼方法有关,因此每批沥青 均应按 JTJ03294大路沥青路面施工技术规范表 C.1 进行检验；除 此之外最重要的是沥青的治理, 不同来源的沥青要分别存放, 不能混杂,其贮存温度在施工期不高于 170,不低于 150；长期存放时应在低温 下进行；应实行措施防止沥青污染,例如沥青中如混入 0.1%的柴油,会 10° ；使闪点降低 27,而针入度提高 集料随来源和加工方法的不同差别很大,包括颗粒尺寸、级配、清 洁度、强度、颗粒外形、表面结构、吸水才能和集料与沥青的亲合力等；不同来源或每批次的集料均应按JTJ03294大路沥青路面施工技术规范表 C.8C.12 进行检验；其次是要留意集料的堆放、铲运和取样；对不同来源、不同规格的集料应分隔堆放,防止不同规格料混杂,堆放时应防止发生离析；离析现象是造成路面潜在损坏最严峻的问题,混合料一旦发生离析,使铺出的路面不同区域的级配比、路面的结构和 组织发生变化,严峻影响了路面压实度、平整度与使用寿命,是路面早 期破坏的主要缘由；要减小离析的影响就要从材料治理、施工设备选型和施工治理上严格掌握；为了减小集料离析现象,各种规格料应分层堆放,每层厚度不应超名师归纳总结 过 1m,这样可以减小由于粒径的差别造成的离析现象,如图1 所示；第 1 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1 分层堆料示意图在进行集料检验时,取样方法非常重要,我们不行能对整堆材料进 行分析检验,因此要求取样具有代表性；取样应分别从料堆的上、中、下进行,且不要在同一条线上取样,取样点上方应使用挡板,以防止上 面的料滚入取样斗内；集料的堆放场地应清洁坚实,以利于排水；对细集料要求有防雨措施,由于细集料的含水率变化很大,最高可达10%以上；集料含水率高会带来许多问题,第一是影响搅拌设备干燥筒的烘干才能,使混合料残余含水率增加,影响混合料中沥青与矿料的粘结力；其次是使搅拌设备温度自动掌握失灵, 造成成品料温度大幅波动； 三是使燃油消耗率增加,这可由公式 1 推得；在标准状态下集料平均含水率每增加 1%,燃油消耗率增加约 10%；一般间歇式搅拌站在标准状态下, 1t 热骨料耗油约 7kg,由于集料含水率增加 1%,油耗将增加 0.7kg/t ；1 式中： q实际燃油消耗率, kg/h ；A排气温度系数 590+0.486t3,其中 t3 为排气温度,；W集料实际含水率, %；Ws标准状态下集料含水率,5%；t1供应骨料温度,；t4加热骨料温度,；t 1s标准状态供应集料温度,15；t 4s标准状态下加热骨料温度,160；Q标准状态下燃油消耗率,kg/h ；2 混合料的拌制沥青混合料采纳搅拌设备集中拌制；搅拌设备是一组集供料、 加热、计量和拌和于一体,能生产满意要求混合料的机械电子设备,其大致可 分为两种类型,即间歇式和连续式；由于我国集料来源不稳固,级配变 化大,因此举荐使用间歇式搅拌设备；在进行设备调整和进行混合料拌名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 制过程中,应留意如下几方面；2.1 搅拌器最小拌和时间的确定 搅拌器拌和时间的物理概念为：热骨料从计量斗中开头卸料为干拌 开头,沥青开头喷射为干拌终止、湿拌开头,搅拌器开门为湿拌终止,干拌时间与湿拌时间之和称拌和时间；拌和时间的确定依据机型的不同 和材料的情形而定；间歇式搅拌设备的区分主要在于材料在搅拌器内占 活动区的百分比不同；活动区是指搅拌器拌桨所到达的区域减去轴、衬板和桨叶的体积,如图2 所示；假如材料积累过满,最上面的材料得不到充分拌和；假如材料太少,搅拌器效率太低；搅拌器充盈率按式 2运算；2 式中： 充盈率, %；W热骨料质量, t ；1.6t/m3； 材料平均密度,一般取V活动区净体积, m 3；图 2 搅拌器活动区示意图在考察搅拌设备时,可以看到两种设计原就的搅拌器：一种以意大利玛连尼公司为代表,其搅拌器的充盈率在 35%45之间,拌和时间通常取 2530s,即采纳少装快拌的原就；另一种以英国帕克公司为代表,搅拌器的充盈率 60%70,而拌和时间就为3550s,即多装慢拌的原就；由此可见,搅拌器的拌和时间与充盈率之间有内在的联系,不 可随便确定； 另外针对不同规格的混合料, 由于拌和难易程度不同 主要是粗细材料的比例, 沥青用量的多少以及温度等因素 ,一般细集料多就拌和时间长；沥青含量和温度高,拌和时间短；不同的充盈率对搅拌效 果的影响见图 3,不同的拌和时间对搅拌匀称性的影响见图 4；由图 3 可见充盈率 45%时拌和时间 20s 与充盈率 60%的拌和时间 41s 的拌和成效 相当；由图 4 可知,拌和时间越长,拌和匀称性越好,但不行过长,时间过长会对混合料质量产生负面影响；由于混合料在搅拌器中的拌和过 程,就是在高温下沥青薄膜与氧气充分接触的过程,即老化过程；拌和名师归纳总结 时间对沥青针入度的影响见图5；通常拌和时间最长不超过90s；第 3 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3 充盈率对搅拌成效的影响图 4 拌和时间对搅拌匀称性的影响图 5 拌和时间对沥青针入度的影响由此可见,对现场使用的搅拌设备和施工材料有一个正确的拌和时间,该拌和时间应由试验确定；2.2 混合料骨料级配和沥青含量的掌握 生产级配是依据目标级配的要求,从搅拌设备的热料仓卸料口取样筛分确定；取样时应留意,由于振动筛的结构缘由,热料仓中细颗粒落入仓的一边, 而粗颗粒落入另一边, 因此要进行全宽采样, 如图 6 所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 6 取样示意图为了保持级配的稳固,要定期对振动筛进行检查；一般情形下热料仓混仓率小于 10%,如筛网被堵塞,混仓率就会发生变化,产生波动,直接影响混合料骨料级配组成,特殊是对细集料的变化影响最大,由于细集料单位体积的表面积很大；讨论说明混合料有正确沥青含量时,骨料表面裹覆一层约 1015 m的沥青膜,沥青膜过薄或过厚对沥青的质量影响很大；表 1 给出了通过不同筛孔材料的表面积系数；表 1 通过各筛孔材料的表面积系数筛孔尺寸 mm >4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075表面积系数 m2/kg 2 4 8 14 30 60 1603 混合料的质量检验对拌和厂沥青混合料的质量检验是混合料质量掌握的重要方面,主要包括三项内容：1 混合料出厂温度 对于 AH 沥青混凝土一般要求最高温度不超过 165,由于混合料温度太高会造成沥青老化以致失去粘结力；低温不低于 140,视运输环境温度而定,一般到现场温度不低于 130；2 混合料沥青含量的抽样检验在进行混合料取样时,样本容量对试验结果有很大的影响,由参考资料5可知,样本平均值的置信区间按式 3运算；如样品沥青含量为 5%,试验标准差为 0.05%,就取样数与置信区间的关系如表 2 所示；3 式中： Xnn 个试样变动范畴；n 个试样均值； 置信水平；s样品总体标准差；n取样数量；表 2 取样数与置信区间的关系取样数 n23456置信区间 % 5±0.63 5±0.13 5±0.08 5±0.06 5±0.05由表 2 可知取样数以5 个为宜, 最少不低于3 个；目前进行沥青含量分析的方法有抽提法、核子法、燃烧法,行试验时应留意以下问题：1 离心过程中矿粉的流失一般工地较为常用的是离心抽提法；在用该方法进讨论说明,矿粉的流失量与离心机转速、滤纸压名师归纳总结 紧程度、混合料中的矿粉含量等因素关系很大；流失量从2g 到 7g 不等,如取样第 5 页,共 7 页1.5kg,矿粉流失 3g,设沥青含量为5%,就试验结果为X 1（1500 ×5 3）1500- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5.2；2 混合料中残余含水率的影响由于集料中的水分在经过干燥筒3min 左右的烘烤后,不能完全干燥,会因设备性能不同,其残余含水率不同；一般残留0.05%0.5%不等；如残余含水率为0.3%,就引起的试验结果为由以上分析可知,在进行抽提试验时,由于跑粉和残余含水率所引 起的试验误差为 0.5%,已超出了规范中对混合料沥青含量偏差0.30%的要求,因此必需实行回粉和残余含水率修正措施,抽提后骨料的筛分应着重留意矿物填料和矿粉,以提高试验精确度；即通过 0.60mm和通过 0.075mm筛的部分；由于矿物填料和矿粉是生产沥青混凝土的重要成 份,如加入偏高就混合料过于干燥,粘结力弱,防水性差,低温易开裂；如矿物填料或矿粉偏低, 就沥青混凝土含油量过多, 易泛油, 起油包等；特殊是矿粉量的微小变化都会引起混合料性能的变化,一般要求其变动 量± 2%；3 密度和马歇尔试验一般情形下每天至少取样2 次,进行马歇尔稳固性和流值试验,与规范要求进行比较；同时测取试样密度,作为 路面压实度的参考；4 沥青混合料的运输和摊铺 混合料的运输和摊铺中存在的问题在施工中往往简单被忽视；一是 卸料离析问题, 如运料卡车停在搅拌机下不动, 往往大料滚向料堆四周,细料留在中间；较好的卸料方式为采纳前、后、中卸料法,如图 可以减小离析现象；7 所示,二是运料卡车在卸料时, 应将混合料快速卸下, 使整块物料往下卸,减小料的离析；摊铺机的料斗中应尽量保持满载；螺旋分料器应保持匀 速转动,螺旋分料器卸料和运转不平稳是造成摊铺时混合料离析的主要 缘由；图 7 举荐卸料方式施工人员在进行混合料温度检测时,应留意是否存在不正常现象,如是否冒蓝烟、表面硬化、冒蒸气、明显离析、污染、泛油等,准时检 查处理,保证混合料质量；综上所述,沥青混合料的质量是打算路面性能的最主要的因素,必名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 须从材料的治理开头, 加强施工过程的检验与掌握, 只有对集料的生产、存放、烘干、筛分计量,混合料的拌和、检验、运输及摊铺等进行全过程的、系统的、科学的治理,才能为混合料的质量供应牢靠的保证；作者单位： 刘洪海 西安大路交通高校徐中富 山东泰安市大路局参考文献1 J.Don Brock, PhD. 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