開級配磨耗層（OGFC）瀝青混合料離析控制

摘 要：結(jié)合OGFC混合料的級配特點(diǎn)和技術(shù)要求，從材料離析、溫度離析和壓實(shí)離析三個方面進(jìn)行分析，提出OGFC瀝青路面的拌和、運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)階段的離析控制方法。

關(guān)鍵詞：OGFC 離析 溫度 攤鋪 碾壓

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）011-050-02

1 引言

開級配抗滑磨耗層（OGFC），粗集料多，細(xì)集料少，空隙率20%左右，具有排水、降噪、抗滑等功能，是一種環(huán)境友好型道路面層。與傳統(tǒng)的瀝青路面相比，其對級配、原材料生產(chǎn)管理、工作溫度的控制、施工質(zhì)量的要求都更為嚴(yán)格。

混合料的離析是造成路面車轍、擁包、推移、滲水等早期病害的重要原因。控制混合料的離析對提高OGFC瀝青路面的路面性能、穩(wěn)定性與耐久性有著十分重要的意義。

根據(jù)離析的表現(xiàn)形式不同，路面離析可分為材料離析、溫度離析和壓實(shí)離析。材料離析即瀝青混合料中粗集料與細(xì)集料發(fā)生分離、瀝青含量發(fā)生變化的現(xiàn)象；溫度離析是指瀝青混合料中溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象；壓實(shí)離析是指在施工過程中對混合料不同的部位施加了不同的壓實(shí)功， 從而產(chǎn)生了空隙率的變化的現(xiàn)象。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)資料，總結(jié)OGFC混合料離析產(chǎn)生原因，如圖1所示。

2 OGFC混合料生產(chǎn)階段離析控制

2.1 間歇式瀝青混凝土拌和站的標(biāo)定

間歇式瀝青混凝土拌和站的標(biāo)定分為對粉料秤、瀝青秤及熱骨料秤的靜態(tài)標(biāo)定和對冷骨料倉的流量標(biāo)定兩個方面。靜態(tài)標(biāo)定即用標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定傳感器的線性和所獲取信號的準(zhǔn)確性，使傳感器在線性較好的區(qū)段工作。誤差允許的范圍：骨料、粉料計(jì)量誤差€？.5%；瀝青計(jì)量誤差€？.3%。對冷料倉的流量標(biāo)定就是根據(jù)目標(biāo)配合比確定各冷料倉的斗門開度及調(diào)頻電機(jī)的頻率。

間歇式瀝青混凝土拌和站的標(biāo)定、調(diào)整和對工作參數(shù)的合理設(shè)定是保證瀝青混合料生產(chǎn)過程中避免材料離析的關(guān)鍵。未經(jīng)調(diào)整的設(shè)備，冷料的容積給料與熱料的質(zhì)量稱重難以協(xié)調(diào)，易產(chǎn)生竄倉、混倉、溢倉等現(xiàn)象；未經(jīng)計(jì)量標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定的設(shè)備，會使計(jì)量或配料誤差過大，影響混合料的均勻性，造成材料離析嚴(yán)重，影響混合料的品質(zhì)。因此，施工前應(yīng)按要求對瀝青混凝土拌和站進(jìn)行標(biāo)定。

2.2 拌和站篩網(wǎng)的選擇

拌和站篩網(wǎng)的選擇直接決定了混合料級配的穩(wěn)定性，不同篩網(wǎng)適用于不同的混合料生產(chǎn)。正確選擇篩網(wǎng)、合理設(shè)置參數(shù)，對控制OGFC混合料離析至關(guān)重要。

篩網(wǎng)選擇可根據(jù)“篩分效率與篩網(wǎng)篩孔關(guān)系模型”進(jìn)行選取。篩分效率與篩孔的關(guān)系模型如下：

式中： i-第i層篩網(wǎng)（篩孔尺寸為di）的篩分效率；Pdi-第i層篩網(wǎng)物料通過百分率，即對應(yīng)第i層篩網(wǎng)的應(yīng)篩下物料部分；C、a-與振動篩其他參數(shù)和工作環(huán)境有關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)；Pdi-P0.7di-對應(yīng)第i層篩網(wǎng)的難篩物料部分；Ai-對應(yīng)第i層篩網(wǎng)難篩物料部分與應(yīng)篩下物料部分的比例倒數(shù)。

Ai越大，對應(yīng)第i層篩網(wǎng)的難篩分物料量Pdi-P0.7di與應(yīng)篩下物料量Pdi之比越小，相應(yīng)振動篩的篩分效率 i，就越高。

根據(jù)以上模型，為了得到較高的篩分效率，在選擇篩網(wǎng)篩孔時(shí)，應(yīng)根據(jù)被篩分物料的級配情況，使得對應(yīng)于所選擇篩孔難篩物料量占應(yīng)篩下物科的比例最小，這就是篩網(wǎng)的配置辦法。

3 OGFC混合料運(yùn)輸過程中的離析控制

3.1 運(yùn)輸過程中材料離析控制

（1）OGFC瀝青混合料運(yùn)輸時(shí)，宜采用數(shù)量充足的大噸位運(yùn)料車進(jìn)行運(yùn)輸，車輛的運(yùn)輸能力應(yīng)大于攪拌設(shè)備的拌和能力和攤鋪機(jī)的攤鋪能力，使攤鋪機(jī)能夠連續(xù)均勻不間斷地進(jìn)行鋪筑，運(yùn)輸車行駛速度不應(yīng)超過30km/h，不得急轉(zhuǎn)彎急剎車。

（2）為了防止瀝青粘車廂板，便于卸料，宜在車箱板上涂一薄層1：3的油水混合液，但不得使其有余液積聚在車廂底部。

（3）運(yùn)料車裝料時(shí)，應(yīng)前后移動呈“品”字形裝料，來消除粗細(xì)集料的離析現(xiàn)象。

3.2 運(yùn)輸過程中溫度離析控制

OGFC瀝青混合料孔隙率大，溫度損失較快，在運(yùn)輸過程中易產(chǎn)生溫度離析，影響混合料的攤鋪和壓實(shí)。為防止混合料溫度離析，車輛裝滿料后，應(yīng)立即用較厚的帆布遮蓋，并將四角與車廂捆綁牢固。在溫度較低的環(huán)境施工時(shí)還應(yīng)加蓋厚棉被。

4 OGFC混合料攤鋪階段的離析控制

OGFC混合料的攤鋪原則上與常規(guī)混合料沒有本質(zhì)區(qū)別，但由于OGFC混合料一般采用粘性較強(qiáng)的改性瀝青，其攤鋪溫度應(yīng)控制在160℃以上，所以其攤鋪溫度與施工工藝的控制上應(yīng)更加嚴(yán)格。

4.1 攤鋪階段材料離析的控制

（1）攤鋪機(jī)的啟動速度應(yīng)盡量放慢，攤鋪過程中應(yīng)做到連續(xù)勻速攤鋪不停機(jī)，攤鋪速度控制在2～3m/min。因特殊原因不得不停機(jī)時(shí)，建議停機(jī)的時(shí)間不超過10min。

（2）避免運(yùn)料車撞擊攤鋪機(jī)，減少收斗及停機(jī)待料次數(shù)，減少收斗離析。

（3）攤鋪過程中，螺旋分料器應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動，混合料的堆積高度應(yīng)為螺旋直徑的2/3以上，以減少螺旋布料器兩端的材料離析。

（4）對于中大型攤鋪機(jī)，在螺旋布料器上加裝反向螺旋葉片，改變螺旋支撐橫截面形狀，也可以減小離析。

4.2 攤鋪階段的溫度離析控制

（1）可以采用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車減少OGFC瀝青混合料的溫度離析。轉(zhuǎn)運(yùn)車的二次攪拌及溫度加熱功能，能夠很好的彌補(bǔ)自卸卡車在運(yùn)輸及卸料時(shí)造成的溫度損失，防止接料環(huán)節(jié)瀝青混合料的溫度離析。

（2）攤鋪前，熨平板必須先預(yù)熱40min左右，使其溫度達(dá)到 100℃以上 。

4.3 攤鋪階段的碾壓離析控制

振搗梁一般安裝在熨平板的前方，并通過液壓馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行上下往復(fù)運(yùn)動，從而使瀝青混合料達(dá)到初步密實(shí)。由于在攤鋪寬度上離攤鋪機(jī)中心越遠(yuǎn)，熨平板的支承剛度越小，振動施加于混合料上的總作用力也隨之減少，造成沿著熨平板方向，對混合料的壓實(shí)功發(fā)生變化，形成預(yù)壓實(shí)離析。

（1）OGFC瀝青混合料宜選用雙振搗方案，有助于提高混合料的攤鋪密實(shí)度，減少預(yù)壓實(shí)離析。

（2）攤鋪機(jī)振搗梁沖擊頻率f應(yīng)滿足關(guān)系式：

其中：k-振搗次數(shù)；v-攤鋪機(jī)作業(yè)速度，a-搗底面水平寬度。攤鋪機(jī)在施工作業(yè)時(shí)，沖擊頻率f應(yīng)與攤鋪機(jī)作業(yè)速度v相匹配。f過大，會將石料振碎，影響混合料的級配；f過小混合料達(dá)不到預(yù)期的密實(shí)度。

（3）建議前、后振搗錘倒角都取45€埃嗔謖竦妨合轡徊釗？0€?。?/p>

5 OGFC混合料壓實(shí)階段離析控制

OGFC路面宜采用11～13 t雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓實(shí)過程中應(yīng)采用靜壓方式，不宜開振，一般往返靜壓4～5遍即可達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。壓實(shí)遍數(shù)過多，易出現(xiàn)因過壓而導(dǎo)致現(xiàn)場空隙率不合格的現(xiàn)象。不必使用膠輪進(jìn)行表面紋理的修整。

5.1 嚴(yán)格控制壓實(shí)溫度

碾壓溫度過高，碾壓時(shí)推移現(xiàn)象將非常嚴(yán)重；碾壓溫度過低時(shí)，無法達(dá)到壓實(shí)度要求，且壓實(shí)過后輪跡難以消除。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，OGFC瀝青混合料的施工溫度按表1控制。

5.2 選擇合理的碾壓方式

OGFC混合料鋪筑層厚度一般較薄，散熱較快，溫度低時(shí)難以壓實(shí)。施工時(shí)，應(yīng)遵循“先輕后重”、“由低向高”，按照“高溫、緊跟、勻速、慢壓、高頻、低幅”的原則分段進(jìn)行碾壓，碾壓段落長度一般為50～100m。

6 總結(jié)

（1）OGFC混合料級配特殊，施工要求嚴(yán)格。施工前，必須結(jié)合其級配特點(diǎn)和技術(shù)要求制定相應(yīng)的施工工藝并嚴(yán)格執(zhí)行。

（2）溫度離析是OGFC混合料施工中控制的重點(diǎn)。在施工中應(yīng)建立溫度控制體系，嚴(yán)格控制施工溫度。將紅外線溫度記錄儀與具有金屬探針的插入式溫度計(jì)配合使用，可以很好地控制整個施工過程中的混合料溫度特性，及時(shí)糾正施工中出現(xiàn)的問題。

（3）瀝青混合料攪拌設(shè)備施工前應(yīng)進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定和冷骨料倉的流量標(biāo)定。

（4）OGFC混合料降溫快、難壓實(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制壓實(shí)溫度，合理選擇壓實(shí)工藝、壓實(shí)速度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 洪偉華.隨岳中高速公路OGFC配合比設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量控制[J].建材世界，2011，32（6）：67-71.

[2] 劉洪海.瀝青路面離析的材料和設(shè)備機(jī)理研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，31（4）：159-162.

[3] 孫雪偉，杜聘，張萬磊.談OGFC瀝青路面施工工藝與質(zhì)量控制[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2005（5）：9-11.

[4] 王鐵慶.間歇式瀝青混合料損拌設(shè)備振動篩篩網(wǎng)配置研究[J].路面機(jī)械與施工技術(shù)，2005（3）：15-17.

[5] 王磊.0GFC級配特點(diǎn)及路用性能研究[D].西安：長安大學(xué)，2009.

[6] 季天裕.基于流變理論的瀝青混合料抗離析研究[D].西安：長安大學(xué)，2010.