劉鵬
摘要:瀝青混合料的質量直接影響到瀝青混凝土路面的施工質量,以及交工后的運營。應從材料選擇、優化設計、材料堆放、混合料溫度控制、拌合設備標定、拌合過程控制以及篩孔選擇等角度論述公路施工中瀝青混合料質量控制措施,只有在這些方面嚴格管理,規范施工,才能保證瀝青混合料質量,才可為同類工程提供參考。
關鍵詞:瀝青 路面 混合料 拌合 質量 控制
瀝青混合料作為一種復合材料,通常是由瀝青、細骨料、粗骨料、礦粉等成分拌合而成的混合料的總稱,有的還加入聚合物、木纖維素,進而使得瀝青混合料具有不同的力學性質。礦物顆粒之間的嵌擠力、內摩阻力,以及瀝青膠結料及其與礦料之間的粘結力共同構成瀝青混合料的力學強度。確保瀝青混凝土路面的施工質量,提高施工技術成為瀝青混凝土路面施工的重點。
1 影響瀝青混合料質量的因素
1.1 瀝青標號 施工過程中,結合當地的氣候條件,對混合料的類型、鋪筑厚度、層面位置進行綜合考慮,進而選擇合適的瀝青標號,而不是千篇一律地選擇同一標號的瀝青。通常情況下,瀝青面層有2-3層時,需要選擇不同標號的瀝青,表面層采用稀的瀝青,下層采用較稠的瀝青。
1.2 混合料透水性 受個人觀念的影響,認為細粒式瀝青混合料的透水性比較小。所以,設計路面結構的過程中,人為地設計一層薄的細粒式面層,甚至3cm的瀝青混合料也要分二次進行鋪筑,給混合料的生產和施工帶來很大麻煩,并且不容易控制和保證路面的質量。
1.3 瀝青用量 受傳統觀念的影響,一些設計人員認為:將混合料的瀝青用量控制在高限,就能夠確保瀝青混凝土的質量。通常情況下,提高瀝青用量會給路面帶來負面影響。
1.4 粗集料顆粒的一致性 根據規范相應的要求,在選用瀝青混合料的粗集料時,需要確保顆粒組成的一致性,進而在一定程度上確保了瀝青混合料級配組成的一致性,以及技術指標的穩定性。
1.5 使用機制砂 當前階段,在選擇細集料方面,許多施工單位往往選擇小石屑(也稱石粉),即破碎過程中在石料表面剝落或撞下的棱角,其強度低,并且扁片、碎土含量比例很大,使用時容易壓碎細化,在很大程度上影響了混合料的質量。
1.6 填料 在選用填料方面,有些單位用砸石和石粉,或者拌和廠的粉料,受含泥量的影響,在混合料中使用這兩種填料會對路面產生負面影響,如果拌和機的除塵設備不完善會堵塞管道。因此,在選用填料時,礦粉需要選擇磨細石灰石粉,或者干燥的高鈣粉煤灰。
2 控制瀝青混合料質量的措施
2.1 控制選擇材料 ①集料。為了確保瀝青混合料的質量,需要重點控制集料的加工性指標。對集料內的含泥量要嚴格控制。選擇合理的集料規格,進而降低集料級配的變異性。②礦粉。根據相關規定:礦粉的通過率在75~100%,其細度為合格。室內馬歇爾試驗研究結果表明:隨著礦粉細度的不斷增大礦粉的穩定度逐步提高;控制礦粉用量,用量不足難以吸附表面的瀝青,用量過大導致膠泥離析,進而降低了水穩性和耐久性。③瀝青。選用瀝青的控制指標:針入度和軟化點。試驗結果表明:隨著瀝青針入度的不斷升高瀝青的力學性能得到明顯的改善。因此,為了確保瀝青路面的施工質量需要選擇合理針入度的瀝青。④抗剝離劑。通過使用抗剝離劑,提高混合料的抗水損害能力。但是,抗剝離劑需要與集料和瀝青相互匹配,因此,在選用抗剝離劑時需要進行嚴格的試驗。⑤路用纖維。在瀝青混合料中加入路用纖維,在一定程度上能夠提高拌合的均勻度,在瀝青混合料中,路用纖維起到穩定、吸油、加筋和提高粘接力的作用。路用纖維在使用過程中,必須嚴格按照規定進行采購,并且根據檢測頻率對路用纖維進行檢測。
2.2 材料的堆放 對于性能相同的材料,由于來源不同、加工方式不同導致材料出現很大的差異性。因此,為了確保材料的同一性,需要從同一貨源按照同一規格進行采購。對于不同規格、不同來源的材料,為了便于區分需要分隔堆放避免混雜。堆放時需要進行分層式堆放,坡度控制在1:3,層高控制在1m;以避免因降雨而導致集料含水率變化,細集料應設置防雨設施,同時導致集料的殘余含水率增大等后果。粉料控制含水率不超過1%,應置于防雨、防潮的儲罐內,粉料結拱后為了便于破拱以保障順暢供給,應保證儲罐裝有啟動破拱的裝置;為了避免瀝青混雜,應對瀝青進行分類存放,施工溫度控制在110~140℃之間。嚴格控制改性瀝青的存放時間,避免瀝青膠體因存放時間過長而遭到破壞,出現分層現象。
2.3 優化設計 ①確定合理的配合比。結合當地的交通流量和氣候特征,選擇混合料類型并確定配合比,對于溫度低并且持續時間比較長的路段選用細型密級配的混合料,同樣對于溫度高且持續時間比較長的路段選用粗型密級配的混合料。在設計、確定混合料級配的過程中,需要結合公路的等級、當地的氣候特征進而確保混合料具備良好的嵌擠能力;根據當地的氣候特征和交通狀況在3~5%范圍內對孔隙率指標進行選用。②瀝青含量。在瀝青混合料中,如果加入的瀝青較少,使得路面因滲水而出現坑槽等水損害,加入的瀝青過多會導致路面出現泛油、車轍等。為了確保施工質量,需要保證瀝青拌合計量系統的穩定性。
2.4 控制混合料的溫度 ①拌合溫度。拌合混合料的過程中,如果混合料的拌合溫度過低會造成花料現象,進而出現瀝青包裹不均的現象;反之,如果混合料的拌合溫度過高會對燃油造成浪費,并且在一定程度上加速瀝青的老化。需要對瀝青的品種、當地氣候條件、運輸距離、材料級配以及攤鋪厚度等進行綜合考慮,進而確定拌和溫度;如果混合料的拌合溫度出現較大的波動,會破壞攤鋪機的熨平板的受力平衡進而對平整度造成一定的影響,出現碾壓密實度和平整度不均的現象,因此,混合料的拌合溫度誤差控制在±5℃。②出料溫度。出料溫度的確定需要結合施工的季節、當地的氣候條件以及混合料運輸條件等因素,通過綜合考慮上述條件選取合適的溫度。在生產和施工過程中,要及時檢測混合料的溫度,混合料的溫度通過專人進行檢測。③骨料加熱溫度。原材料含水率一方面會對骨料的加熱溫度造成一定的影響;另一方面會對混合料的質量和拌合站的生產率造成影響。如果含水率波動較大,通過調節燃燒器火力控制骨料加熱,進而避免影響混合料的質量。同時,烘干筒的烘干能力由于原材料含水率較高進而增加了費用,所以,通過搭設防雨棚對集料進行遮蓋進而控制含水率,減少骨料溫度的波動幅度。
2.5 標定拌合設備 對混合料通常進行體積計量和重量計量。對于皮帶計量,為了滿足精度要求,一般應經過3次自動校實現,標定過程中注意對空載進行清零處理。通過轉子轉速和出料口開啟度控制體積的計量,進行標定前需要結合配料的比例和特點,進而對出料口進行確定,然后借助自動校正轉子轉速達到相應的精度要求。
2.6 控制拌合過程 ①除塵。為了確保混合料的拌合質量,拌合站需要安裝除塵設備。對于間歇式拌合站來說,需要配備一級與二級的除塵設備,進而適應級配要求。對于成型混合料來說,其強度和粘接力受粉塵內含有的泥土、雜質等的影響比較嚴重,因此,為了保證按要求進行除塵,需要對新鮮礦粉的投加量進行確定,拌合樓排放的廢粉嚴禁二次使用。②拌合時間。拌鍋的攪拌能力和生產能力共同決定著拌合時間,通常情況下最佳的拌合時間由試驗進行確定,進而確保混合料色澤的一致性。一個攪拌循環分為干拌和濕拌,濕拌時間約為30~40s,其總時間為1min,施工過程中避免出現因搶工期而壓縮拌合時間的現象,以及因拌合時間不足造成花白料和離析現象。③控制產量。施工過程中,避免出現為了提高產量進而降低對骨料的過篩率,確保實際產量不超過額定產量的80%。所以,為了提高除塵效果,在添加一定礦粉量的前提下,盡量降低產量。通常情況下,實際產量控制在額定產量的60%左右,最好不超過70%。
2.7 選擇篩孔 為了降低因篩分時間和熱料篩自身篩分效率等因素產生的影響,在施工過程中需要適當放大熱料篩的篩孔,通常情況下應放大20%。為了確保級配穩定,在施工過程中需要對篩網進行定期檢查,避免堵塞篩網或篩網破損導致混倉率發生變化,進而影響混合料的質量。
3 結束語
瀝青混合料質量的好壞直接影響瀝青路面的優良程度,通過研究分析影響混合料質量的各種因素,才能克服生產過程中的難題,進而在一定程度上確保出廠的混合料質量,又能節約生產成本,獲得更大的經濟效益。
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