曲繼萍
(甘肅省定西公路總段隴西段,甘肅定西 748100)
將不同粒徑的粗集料(碎石、破碎礫石)、細集料(石屑、機制砂)按適當比例配合成符合規范級配范圍的礦質混合料,再將礦質混合料加熱后與適當比例的熱瀝青及礦粉一起在規定溫度下拌和所得的混合料稱為熱拌瀝青混合料。以熱拌瀝青混合料為主要材料鋪筑的路面具有平整度好、行車振動小、噪聲低、開放交通快、易維修等諸多優點。本文從原材料的把關開始,分析了瀝青混合料在配合比設計、拌和樓標定、溫度及離析等各個階段的關鍵影響因素,探討了控制瀝青混合料質量的施工技術問題。
瀝青結合料將礦質粒料粘結成整體,增加強度和增強路面抵抗行車破壞的能力,并使路面具有抗水性。在瀝青混合料中,瀝青作為膠結材料與礦料形成物理吸附和化學吸附,同時具有一定的延展性與收縮能力,粘附力越強瀝青混合料就越穩定,AH類道路石油瀝青應符合JTG F40-2004公路瀝青路面施工規范要求。
礦料中粗集料的級配、粘附性與壓碎值是關鍵因素,在進場前應該進行嚴格的檢驗把關,堿性石料與瀝青的化學吸附作用較強,在選擇礦料材料時應優先選擇,其次,粗集料應采用不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石,細集料盡量避免采用天然砂,應采用石灰巖等堿性碎石軋制的機制砂作為細集料,細集料須潔凈、干燥、無風化、無雜質,并由適當的顆粒組成,為了提高細集料潔凈程度,保證0.075 mm篩孔通過率小于12%的規格要求及顆粒形狀,應采用立式沖擊破碎設備生產機制砂,同時必須安裝有效除塵設備。
根據JTG F40-2004公路瀝青路面施工規范要求,熱拌AC類瀝青混合料的配合比設計,應采用三階段設計方法,以確定實際生產式的最佳油石比和礦料級配。瀝青用量切忌傳統觀念中的越大越好,瀝青用量一旦過多,顆粒將會被推開,粘結力下降,強度、穩定性減弱。瀝青用量小,則不足以穩定粗細集料的粘結,造成短時間內強度、穩定性急劇下降,所以,在確定原材料質量、級配及拌和工藝的前提下,最佳油石比的確定是鋪筑瀝青混合料路面的成敗因素。
瀝青混合料拌和最好采用間歇式拌和設備,正式拌和前,拌和樓各部件必須經過標定,其中拌和樓上的冷料控制裝置中的皮帶轉速必須穩定,并盡量縮短經過計量系統后進入拌缸的開關延遲時間。拌和機經過加熱后的振動篩設置應符合試驗室冷料配合比的各項篩孔要求,2.36 mm,4.75 mm篩孔是瀝青拌和樓控制的關鍵篩孔,一定要掌握好這兩個篩孔的穩定性。拌和時間要保證充足但不宜過長,否則會導致出廠溫度過高,瀝青變性、老化。同時,要注意目測檢查混合料的均勻性,及時分析異常現象,如確認是質量問題,應視作廢料處理并及時予以糾正,拌和樓的控制室要逐盤打印各種材料的用量和拌和樓運行情況,并定期對拌和樓的計量系統進行校核。隴西西大橋鎮江MC-1500型瀝青混凝土拌和樓控制分析表見表1。

表1 隴西西大橋鎮江MC-1500型瀝青混凝土拌和樓控制分析表
原材料進場時,試驗人員必須嚴格把關。拉運來的瀝青要附有廠家的瀝青質量檢驗合格單,對每一車瀝青都進行必要的試驗檢測,各項指標如針入度、延度、軟化點等全部符合技術規范要求方準卸入瀝青存貯裝備。礦料應有良好的顆粒形狀,無風化、無有害雜質、干燥、潔凈,且具有一定硬度和強度。經試驗員篩分后,礦料級配、規格必須符合設計級配類型。礦粉必須采用經磨細的憎水性石料,如加工后的石灰巖、巖漿巖等,全部符合粗細集料、礦粉的質量技術要求后,方可入場。并對每一車來料進行檢測,不合格的集料嚴禁入場,進場集料必須按不同規格分類分層堆放,以達到拌和樓熱冷料倉的控制穩定,減少由于粒徑差異造成的離析現象。材料堆放場地最好進行硬化處理,一方面可以減少材料的浪費,另一方面,減少了雜質和土壤的進入,材料堆放場地應搭建雨棚,并設置排水溝,避免材料受潮影響質量穩定。
1 )材料級配。S309線養護維修工程目標配合比設計由定西公路總段試驗室完成。首先按照設計文件規定采用了AC-13C瀝青混凝土上面層+AC-20瀝青混凝土下面層的路面結構,通過周邊料場現場取樣和拌和樓冷料倉數量規定了石料的生產級配范圍,把準原材料的進場準入關。S309線養護維修工程生產配合比的確定在隴西縣西大橋料場進行驗證配合比試驗,根據總段試驗室確定的目標配合比在拌和站試拌并取樣篩分檢查各集料比例,反復調整冷料倉進料比例以達到供料平衡,并取目標配合比的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量加減0.3%等三個瀝青用量進行馬歇爾試驗,確定生產配合比的最佳瀝青用量。并按照標定好的拌和機的冷料倉集料供料曲線,確?;旌狭虾Y分結果合理地分布在規定的級配曲線內。
2 )油石比的控制。按照西大橋試驗室驗證配合比確定的最佳油石比,根據JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范要求,瀝青混合料拌和樓在此基礎上+0.2%,以避免生產中的誤差而導致混合料成品瀝青用量不足?,F場取樣后采用離心抽提儀第一時間進行檢驗,將抽提結果反饋給瀝青拌和樓控制室,以保證瀝青用量的穩定性。
3 )混合料溫度的控制?;旌狭系某鰪S溫度應該由攤鋪溫度來決定,中間主要考慮運輸距離的遠近及運輸過程中的溫度損失。
4 )混合料離析的控制。材料離析是造成瀝青混合料不均勻的重要因素,是影響瀝青路面質量的頑癥。瀝青混合料粗集料一旦發生離析現象,混合料的配合比就會發生改變,此前所做的一切努力付之東流,粗集料的集中將會使瀝青混合料鋪筑的路面穩定性和防水性能急劇降低,同時,細集料集中的地方便會形成油泥,使瀝青混合料的抗高溫和低溫性能變得極其脆弱,如何來防止瀝青混合料材料離析,首先,在拌和樓向運料車放料時,汽車應前后移動,按前、中、后分三堆裝料,以減少粗集料的分離現象,在攤鋪時,瀝青攤鋪機的熨平板長度不能大于6 m,同時要時刻避免攤鋪機懸架處由于葉輪攪拌堆積而形成粗骨料的集中,同時盡可能減少攤鋪機側板翻起的次數和減少攤鋪機工作時的停頓,是防止路面離析現象發生的重要因素。之后需對已鋪筑完成的瀝青路面進行第一時間的檢查,必要時采用人工對粗集料進行剔除,對離析部位的混合料進行換填,在碾壓時,盡量初壓時優先采用大噸位膠輪壓路機進行揉搓,讓粗集料很好的被四周的細集料和瀝青包裹,以達到提漿的效果,同時避免了粗集料被鋼輪壓路機壓碎。
細節決定成敗,在試驗檢測過程中必須嚴格按照技術要求和試驗步驟一絲不茍進行原材料的質量檢驗、配合比的控制以及控制好生產過程中混合料的拌和、油溫測試等環節。只有這樣才能確保熱拌瀝青混合料的質量,為鋪筑一條優質的瀝青路面工程打下良好的基礎。
[1] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工規范[S].
[2] 交通部基本建設質量監督總組織.路基路面試驗檢測技術[M].北京:人民交通出版社,2004.
[3] JTG B01-2003,公路工程技術標準[S].