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、生產配合比、拌和、運輸、攤鋪等幾個環節詳細分析了瀝青混合料不均勻性產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象較為嚴重,如路槽、車轍、結構松散、泛油、水破壞等。分析病害產生的原因,多與瀝青混凝土的不均勻性有關。因此,提高瀝青混凝土的均勻性,對提高路面的使用質量,減少甚至基本消除瀝青路面的多種早期破壞現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,變異大

因碎石機和篩網的型號及規格在規范中沒有明文規定,導致碎石場所采用的碎石機和篩分機的型號和規格比較混亂,而且有些碎石場篩網破損后還繼續在使用。往往一個項目幾家碎石場同時供應,從而造成不同規格原材料顆粒組成變異性較大,嚴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,導致不同規格的原材料發生了變異,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;不同規格的隔離措施不到位,造成不同規格的集料發生交錯;拌合站堆料場排水系統較差、細集料防雨措施不過硬、材料進場時堆料技術不規范等等。

2.3 生產配合比不穩定

由于不同規格材料顆粒組成不穩定,經常發生變化,有時施工單位對生產配合比調整、優化不及時,造成粗集料、細集料、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,致使瀝青混凝土產生明顯的不均勻性。

2.4 拌和工藝不規范

拌和工藝不規范也是瀝青混凝土產生不均勻性的原因之一。如拌和自動計量系統嚴重不準;當集料含水量變化較大時,拌和時間掌握不準;各冷料斗隔離措施差,集料發生“串拌現象”;熱料倉集料發生離析;冷料倉中材料產生“架橋”時,發生不均勻喂料而產生離析現象等等。

2.5 運輸工藝不規范

在以往工程施工時,常出現沒有專用的運料車、運料車覆蓋不規范、篷布破損嚴重而不及時更換、運料車卸料之前篷布揭開時間太長等現象,對保護混合料溫度的必要性缺乏足夠的認識,造成瀝青混合料發生溫度離析,也是瀝青混合料發生不均勻性的原因之一。

2.6 攤鋪過程出現離析

2.6.1 橫向離析形成的原因

橫向離析產生的主要原因來自于螺旋布料機高速旋轉時產生的拋揚,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,這一現象發生在螺旋前擋板離地間隙調節偏大且料槽中缺料的狀態下,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,結果造成大粒料滾落于攤鋪下層。

2.6.3 縱向(兩臺攤鋪機并機接縫處)離析形成的原因

1)并機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的卸荷口聯接處自上而下滾落所致。下層粗粒料,上層細粒料,是典型的縱向—豎向離析。

2)規范要求兩機前后梯形作業,搭接不低于 300mm,而這300mm的搭接帶,兩機重復攤鋪、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),將搭接帶塞實過度,與兩邊的密實均勻度相差很大。搭接帶承受了壓路機的大部分重量,而搭接帶兩側的離析帶又受力不足,密實度低。這一壓實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,是嚴重的質量隱患。

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,其摩擦力和粘結力發生變化,碾壓后產生密實度差異。這種溫度離析一般發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度不足。

2.7 攤鋪機使用性能較差引起的離析現象

攤鋪機產生離析的主要環節在螺旋分料過程,在作業過程中功率消耗最大的環節也在螺旋分料過程,為滿足輸料量要求,不得不將工作轉速增高。高速旋轉且部分暴露在空間中的螺旋向螺旋頂端(外側)和物料層上部的空間中拋揚物料,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,統一碎石機和篩分機的型號。根據項目的材料需求量,選擇中、大型質量優良的碎石場(最好不超過三家),對其加工的碎石機和篩分機統一型號和規格。

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.嚴格制定購料合同。

b.對瀝青拌合站的堆料場進行硬化處理(如下層用水泥穩定土,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量的重要措施之一。

c.加強拌合站堆料場排水系統,保證瀝青混合料拌和穩定性。

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

e.對各種細集料分別搭篷保護,防止雨淋。

f.采用合理的堆料技術,減少料堆集料離析,保證材料均勻性。

3.2 在生產過程中不斷優化生產配合比

每天根據熱料倉或拌和室中白料的篩分結果做生產配合比。在每天正式生產開始前,各個熱料倉按前一天的配合比向拌和室輸料,進行干拌后,放出拌和的白料,取樣進行篩分試驗,如其顆粒組成符合規定級配的中值,就正式開始生產。否則,調整配合比后再進行生產。從而保證生產的瀝青混凝土有較好的均勻性和使用質量。混合料中小于 0.075 mm顆粒含量,能顯著影響裹覆質量和瀝青膜厚度,應注意經常檢查。

3.3 加強技術人員的保溫意識,制定有效的保溫措施

1)使用有隔溫措施的專用運料車。

2)在進行一級、二級技術交底時,加強技術人員的保溫意識。

3)根據拌和產量、運距,確定好攤鋪速度,以保證攤鋪機能連續勻速的攤鋪。盡量避免攤鋪不連續、停機待料的情況。

4)條件允許下,采用混合料再拌轉輸車也是解決離析的有效措施。

3.4 優化拌和、運輸、攤鋪施工工藝

3.4.1 優化拌和工藝

1)使用拌和自動計量系統穩定,逐盤打印效果好及差的拌合站。

2)當集料含水量變化較大時,應設專人負責,根據集料的含水量以及集料與瀝青的裹覆情況等適當調整試拌時確定的干拌時間和濕拌時間。

3)對冷料斗上口隔開,避免向冷料斗裝料時不同規格的料發生“串斗”。

4)應設專人疏通各料斗中集料,避免冷料倉中材料產生“架橋”時,發生不均勻喂料而產生離析。

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,避免熱料倉發生離析。

3.4.2 規范運料車裝料和卸料

1)分三個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象。

2)在車底涂適當的潤滑劑,盡力保證混合料整體向后卸落,從而減少攤鋪機受料斗內的離析現象。

3)優化攤鋪工藝,控制集料離析現象。

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。b.盡可能減少將側板翻起的次數,僅在需要將受料斗中的混合料弄平時,才將受料斗的兩塊側板翻起。c.調整分料器的速度,使出料連續而緩慢。d.攤鋪機連續勻速的攤鋪。

采用高功率配置的攤鋪機,如DT1300等。

該類型的攤鋪機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、大生產率螺旋裝置設計,輔以整機與螺旋驅動大功率配置,實現單機大寬幅、抗離析一次成型攤鋪作業,能改善離析和雙機并幅攤鋪接縫離析。

4 結語

混合料不均勻性產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環節的共同配合,只要在各個環節、工序中注重把關和控制,就能最大限度地減少瀝青混合料不均勻性的產生,提高瀝青路面的施工質量,減少甚至基本消除瀝青路面的多種早期破壞現象,保證路面的使用壽命。

[1] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2] 李文杰.公路瀝青路面施工技術的探討[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劃設計有限公司,內蒙古鄂爾多斯 017000

劉珍榮(1979-),男,工程師,鄂爾多斯市東宇道路規劃設計有限公司,內蒙古鄂爾多斯 017000