瀝青混合料不均勻性的原因分析及防治措施

溫義全 劉珍榮

瀝青混合料不均勻性的原因分析及防治措施

溫義全 劉珍榮

從原材料、生產(chǎn)配合比、拌和、運(yùn)輸、攤鋪等幾個(gè)環(huán)節(jié)詳細(xì)分析了瀝青混合料不均勻性產(chǎn)生的原因及所采取的有效防治措施,以期最大限度減少瀝青混合料不均勻性的產(chǎn)生。

瀝青混合料,不均勻性,防治措施

1 瀝青混凝土均勻性的重要意義

在我國高速公路中,瀝青路面早期破壞現(xiàn)象較為嚴(yán)重,如路槽、車轍、結(jié)構(gòu)松散、泛油、水破壞等。分析病害產(chǎn)生的原因,多與瀝青混凝土的不均勻性有關(guān)。因此,提高瀝青混凝土的均勻性,對提高路面的使用質(zhì)量,減少甚至基本消除瀝青路面的多種早期破壞現(xiàn)象以及保證路面的使用壽命具有十分重要的意義。

2 瀝青混凝土不均勻性的原因分析

2.1 原材料控制不嚴(yán),變異大

因碎石機(jī)和篩網(wǎng)的型號及規(guī)格在規(guī)范中沒有明文規(guī)定,導(dǎo)致碎石場所采用的碎石機(jī)和篩分機(jī)的型號和規(guī)格比較混亂,而且有些碎石場篩網(wǎng)破損后還繼續(xù)在使用。往往一個(gè)項(xiàng)目幾家碎石場同時(shí)供應(yīng),從而造成不同規(guī)格原材料顆粒組成變異性較大,嚴(yán)重影響瀝青混合料的均勻性。

2.2 拌合站堆料場管理不完善

施工單位對拌合站堆料場的管理重視度不高,管理不夠完善,導(dǎo)致不同規(guī)格的原材料發(fā)生了變異,影響了瀝青混合料的均勻性。如堆料場硬化程度不能滿足要求,造成集料較臟;不同規(guī)格的隔離措施不到位,造成不同規(guī)格的集料發(fā)生交錯(cuò);拌合站堆料場排水系統(tǒng)較差、細(xì)集料防雨措施不過硬、材料進(jìn)場時(shí)堆料技術(shù)不規(guī)范等等。

2.3 生產(chǎn)配合比不穩(wěn)定

由于不同規(guī)格材料顆粒組成不穩(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生變化,有時(shí)施工單位對生產(chǎn)配合比調(diào)整、優(yōu)化不及時(shí),造成粗集料、細(xì)集料、瀝青等材料用量偏多或減少,尤其是填料(＜0.075mm)含量控制不準(zhǔn),致使瀝青混凝土產(chǎn)生明顯的不均勻性。

2.4 拌和工藝不規(guī)范

拌和工藝不規(guī)范也是瀝青混凝土產(chǎn)生不均勻性的原因之一。如拌和自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)嚴(yán)重不準(zhǔn);當(dāng)集料含水量變化較大時(shí),拌和時(shí)間掌握不準(zhǔn);各冷料斗隔離措施差,集料發(fā)生“串拌現(xiàn)象”;熱料倉集料發(fā)生離析;冷料倉中材料產(chǎn)生“架橋”時(shí),發(fā)生不均勻喂料而產(chǎn)生離析現(xiàn)象等等。

2.5 運(yùn)輸工藝不規(guī)范

在以往工程施工時(shí),常出現(xiàn)沒有專用的運(yùn)料車、運(yùn)料車覆蓋不規(guī)范、篷布破損嚴(yán)重而不及時(shí)更換、運(yùn)料車卸料之前篷布揭開時(shí)間太長等現(xiàn)象,對保護(hù)混合料溫度的必要性缺乏足夠的認(rèn)識,造成瀝青混合料發(fā)生溫度離析,也是瀝青混合料發(fā)生不均勻性的原因之一。

2.6 攤鋪過程出現(xiàn)離析

2.6.1 橫向離析形成的原因

橫向離析產(chǎn)生的主要原因來自于螺旋布料機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的拋揚(yáng),這種離心力的作用造成大粒徑物料容易被送往兩邊,攤鋪越寬離析越嚴(yán)重,兩邊的物料粒徑越大。

2.6.2 豎向離析形成的原因

豎向離析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿開口處向下滾落,這一現(xiàn)象發(fā)生在螺旋前擋板離地間隙調(diào)節(jié)偏大且料槽中缺料的狀態(tài)下,以及螺旋外端料槽前方的卸荷口處,由于大粒料沿著螺旋前擋板的間隙和卸荷口處向下滾落,結(jié)果造成大粒料滾落于攤鋪下層。

2.6.3 縱向(兩臺攤鋪機(jī)并機(jī)接縫處)離析形成的原因

1)并機(jī)攤鋪接縫處的豎向離析帶,貫穿于中縫始終,由于大粒徑粒料在兩攤鋪機(jī)的卸荷口聯(lián)接處自上而下滾落所致。下層粗粒料,上層細(xì)粒料,是典型的縱向—豎向離析。

2)規(guī)范要求兩機(jī)前后梯形作業(yè),搭接不低于 300mm,而這300mm的搭接帶,兩機(jī)重復(fù)攤鋪、振搗、塞料(因熨平板有仰角,前部間隙 5mm左右,振搗行程 3mm左右),將搭接帶塞實(shí)過度,與兩邊的密實(shí)均勻度相差很大。搭接帶承受了壓路機(jī)的大部分重量,而搭接帶兩側(cè)的離析帶又受力不足,密實(shí)度低。這一壓實(shí)不足的離析接縫帶位于重車道上,成為早期坑洞、車槽的主要原因,是嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

3)由于二次攤鋪使接縫搭接帶增厚,造成接縫處碾壓受力不夠,縱向離析帶空隙率高。

2.6.4 片狀離析形成的原因

半埋螺旋葉片或輸料槽缺料狀況下,運(yùn)輸裝卸、收斗等前道工序形成的離析集料得不到二次攪拌所致。

2.6.5 溫度離析形成的原因

部位之間的溫度不同時(shí),其摩擦力和粘結(jié)力發(fā)生變化,碾壓后產(chǎn)生密實(shí)度差異。這種溫度離析一般發(fā)生在寬度方向上路面外沿邊部,主要由于該部位溫度降低使碾壓密實(shí)度不足。

2.7 攤鋪機(jī)使用性能較差引起的離析現(xiàn)象

攤鋪機(jī)產(chǎn)生離析的主要環(huán)節(jié)在螺旋分料過程,在作業(yè)過程中功率消耗最大的環(huán)節(jié)也在螺旋分料過程,為滿足輸料量要求,不得不將工作轉(zhuǎn)速增高。高速旋轉(zhuǎn)且部分暴露在空間中的螺旋向螺旋頂端(外側(cè))和物料層上部的空間中拋揚(yáng)物料,這是分料過程中形成離析的主要原因。

3 瀝青混凝土不均勻性的防治措施

3.1 加強(qiáng)碎石場和拌合站堆料場的有效管理

1)確定合格材料碎石場,統(tǒng)一碎石機(jī)和篩分機(jī)的型號。根據(jù)項(xiàng)目的材料需求量,選擇中、大型質(zhì)量優(yōu)良的碎石場(最好不超過三家),對其加工的碎石機(jī)和篩分機(jī)統(tǒng)一型號和規(guī)格。

2)完善拌合站堆料場的管理,減小集料顆粒組成的變異性。

a.嚴(yán)格制定購料合同。

b.對瀝青拌合站的堆料場進(jìn)行硬化處理(如下層用水泥穩(wěn)定土,上層用水泥混凝土),以確保集料清潔。特別是可以避免雨天場地泥濘,將泥土帶入集料中。這是保證集料清潔和瀝青混凝土質(zhì)量的重要措施之一。

c.加強(qiáng)拌合站堆料場排水系統(tǒng),保證瀝青混合料拌和穩(wěn)定性。

d.拌和廠不同規(guī)格的集料進(jìn)行分開堆放,并采用磚墻等有效措施進(jìn)行隔離,避免人為增大集料變異性。

e.對各種細(xì)集料分別搭篷保護(hù),防止雨淋。

f.采用合理的堆料技術(shù),減少料堆集料離析,保證材料均勻性。

3.2 在生產(chǎn)過程中不斷優(yōu)化生產(chǎn)配合比

每天根據(jù)熱料倉或拌和室中白料的篩分結(jié)果做生產(chǎn)配合比。在每天正式生產(chǎn)開始前,各個(gè)熱料倉按前一天的配合比向拌和室輸料,進(jìn)行干拌后,放出拌和的白料,取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn),如其顆粒組成符合規(guī)定級配的中值,就正式開始生產(chǎn)。否則,調(diào)整配合比后再進(jìn)行生產(chǎn)。從而保證生產(chǎn)的瀝青混凝土有較好的均勻性和使用質(zhì)量?；旌狭现行∮?0.075 mm顆粒含量,能顯著影響裹覆質(zhì)量和瀝青膜厚度,應(yīng)注意經(jīng)常檢查。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)人員的保溫意識,制定有效的保溫措施

1)使用有隔溫措施的專用運(yùn)料車。

2)在進(jìn)行一級、二級技術(shù)交底時(shí),加強(qiáng)技術(shù)人員的保溫意識。

3)根據(jù)拌和產(chǎn)量、運(yùn)距,確定好攤鋪速度,以保證攤鋪機(jī)能連續(xù)勻速的攤鋪。盡量避免攤鋪不連續(xù)、停機(jī)待料的情況。

4)條件允許下,采用混合料再拌轉(zhuǎn)輸車也是解決離析的有效措施。

3.4 優(yōu)化拌和、運(yùn)輸、攤鋪施工工藝

3.4.1 優(yōu)化拌和工藝

1)使用拌和自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)穩(wěn)定,逐盤打印效果好及差的拌合站。

2)當(dāng)集料含水量變化較大時(shí),應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé),根據(jù)集料的含水量以及集料與瀝青的裹覆情況等適當(dāng)調(diào)整試拌時(shí)確定的干拌時(shí)間和濕拌時(shí)間。

3)對冷料斗上口隔開,避免向冷料斗裝料時(shí)不同規(guī)格的料發(fā)生“串斗”。

4)應(yīng)設(shè)專人疏通各料斗中集料,避免冷料倉中材料產(chǎn)生“架橋”時(shí),發(fā)生不均勻喂料而產(chǎn)生離析。

5)在 1號熱料倉中的上部加一擋板,使粉塵滑到料倉中間,并均勻拌和,避免熱料倉發(fā)生離析。

3.4.2 規(guī)范運(yùn)料車裝料和卸料

1)分三個(gè)不同位置往卡車中裝料,第一次裝料靠近車廂的前部,第二次裝料靠近后部車廂門,第三次料裝在中間。從而消除卡車中離析現(xiàn)象。

2)在車底涂適當(dāng)?shù)臐櫥瑒?盡力保證混合料整體向后卸落,從而減少攤鋪機(jī)受料斗內(nèi)的離析現(xiàn)象。

3)優(yōu)化攤鋪工藝,控制集料離析現(xiàn)象。

a.在每輛卡車卸料之前,不要完全用盡料斗中的混合料,留少部分在受料斗內(nèi)。b.盡可能減少將側(cè)板翻起的次數(shù),僅在需要將受料斗中的混合料弄平時(shí),才將受料斗的兩塊側(cè)板翻起。c.調(diào)整分料器的速度,使出料連續(xù)而緩慢。d.攤鋪機(jī)連續(xù)勻速的攤鋪。

采用高功率配置的攤鋪機(jī),如DT1300等。

該類型的攤鋪機(jī)具備二次攪拌改善離析與均勻輸料和布料綜合功能的抗離析、大生產(chǎn)率螺旋裝置設(shè)計(jì),輔以整機(jī)與螺旋驅(qū)動(dòng)大功率配置,實(shí)現(xiàn)單機(jī)大寬幅、抗離析一次成型攤鋪?zhàn)鳂I(yè),能改善離析和雙機(jī)并幅攤鋪接縫離析。

4 結(jié)語

混合料不均勻性產(chǎn)生的原因是多方面的,良好的瀝青路面鋪筑需要施工中各個(gè)環(huán)節(jié)的共同配合,只要在各個(gè)環(huán)節(jié)、工序中注重把關(guān)和控制,就能最大限度地減少瀝青混合料不均勻性的產(chǎn)生,提高瀝青路面的施工質(zhì)量,減少甚至基本消除瀝青路面的多種早期破壞現(xiàn)象,保證路面的使用壽命。

[1] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 李文杰.公路瀝青路面施工技術(shù)的探討[J].山西建筑,2010, 36(11)：262-263.

Causes analysis and preventivem easures for the unevenness of asphaltmixture

WEN Yi-quan LIU Zhen-rong

From aspects of raw materials,productionm ixing ration,mixing,transportation,and paving and so on,it specifically analyzes the causes and preventivemeasures for the unevenness ofasphaltmixture,with a view tomaximally reduce the occurrence of the unevenness of asphaltmixture.

asphaltmixture,unevenness,preventivemeasures

U 416.217

A

1009-6825(2011)09-0151-02

2010-11-27

溫義全(1979-),男,工程師,鄂爾多斯市東宇道路規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000

劉珍榮(1979-),男,工程師,鄂爾多斯市東宇道路規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000