摘要:隨著我國公路建設事業的不斷推進,對公路工程的施工質量也提出了更高的要求。然而瀝青路面的質量問題隨著公路交通量的不斷加大也越來越多,瀝青混凝土拌合料的質量和級配會對瀝青面層的使用性能產生影響。本文就瀝青混凝土拌合料的整個生產過程的質量控制措施和注意事項進行探討。
關鍵詞:道路工程 拌合料 質量控制
瀝青路面的質量問題是公路使用性能的重要保證,很多因素影響著瀝青路面的質量。在眾多影像因素中,瀝青混凝土拌合料的生產質量是最重要的影響因素。本文現就公路瀝青混凝土拌合料的生產及質量控制問題進行具體分析。
1 瀝青拌合站組成及工作原理
1.1 拌合站主要組成 拌合站作為加工制作混凝土的機構,為了制作高質量的混凝土,需要上料機、拌合機、烘干加熱機、瀝青供給機、成品料儲存機、礦粉供給機和中央控制室協同作用,共同完成可以使用的瀝青混凝土。
1.2 拌合站工作模式 冷料倉收到中央控制室發出開機命令后立即出料,骨料通過皮帶輸送到干燥滾筒內進行烘干加熱,然后混合料借助熱料提升機送被送到振動篩進行篩分處理,骨料經篩分處理后直接落入各熱料倉室進行電子秤量,之后運至拌缸內,稱量后的熱瀝青隨后噴入拌缸內。將各類粉料、骨料充分攪拌使之形成成品料。用送料車將成品料輸送至儲料倉。最后通過卸料閘門,將成品料裝入運輸汽車。骨料輸送、烘干、篩分以及粉料和瀝青的輸送在這個過程中需要連續地進行,對于稱量骨料、粉料、瀝青,拌合混合料及成品混凝土的運輸等根據周期進行。
2 原材料的選擇
瀝青、礦粉和粗、細集料通過拌制構成瀝青混凝土拌合料。原料選擇是事關公路工程質量的第一道關口。選擇拌合料時,首先按施工要求選擇合適的原材料,這也是瀝青混合料配合比設計前必須做的工作。施工原料的選擇要根據路面結構和公路建設質量等方面的具體要求而定,選擇優質原料,對原料進行復檢后再投入使用,確保原料質量達標。
2.1 瀝青的選擇 瀝青作為一種重要的組成原材料,在瀝青混凝土中,在一定程度上瀝青的選擇質量決定著瀝青混合料的質量。在配置混合料的過程中,首先要選擇品質好的瀝青;其次結合現場的環境和氣溫,選擇合適的瀝青,不同的季節選擇瀝青的側重點不同,冬季側重抗裂性,夏季側重抗塑變能力。
2.2 粗集料的選擇 在瀝青混凝土面層中,粗集料借助顆粒間的嵌鎖作用進而為瀝青混凝土提供穩定性,而粗料間的移位是通過粗料之間彼此的摩擦作用來消除的。瀝青混凝土的穩定性在一定程度上受粗集料的形狀及表面紋理的影響。因此,根據磨光值、壓碎值、粘附性、吸水率等技術指標,進行選擇粗集料,選擇符合上述要求的粗集料。
2.3 選擇細集料 在瀝青混合料中,人工砂、天然砂以及石屑等作為細集料,其作用是填充粗集料之間的空隙,進而減少孔隙。通過在瀝青混合料中添加細集料,在一定程度上提高了顆粒間的嵌鎖作用,增強了混合料的穩定性。選擇細集料時,重點考慮瀝青的粘結力、耐磨性、級配以及混合料的穩定性等指標,使其符合相應的技術指標要求。
2.4 選擇填料 選擇填料時要根據集料的性質來進行,所選擇的填料在親水性與細度方面是否滿足要求,瀝青和集料的粘結力是否因加入填料而發生改變。中性材料可用磨細的石灰石粉,而堿性集料可選擇磨細的石粉作填料。此外,按照情況不同還可選擇消石灰水泥等作填料。
3 拌合料配合比設計
在配置瀝青混合料時,為了使設計結果更加符合生產實際,進而發揮指導施工的作用。通過采用三階段配合比設計法對瀝青混合料進行配置。
3.1 目標配合比設計 通過采用礦料級配比計算進而確定選擇好的混合材料的最佳狀態的配合比。按照《規范》的相關規定,確定最佳瀝青含量范圍,配置5-6組試件,試件之間的油石比0.5%間隔,通過試件對馬歇爾穩定度、孔隙率、試件密度、流值、瀝青最佳瀝青用量OAC等進行檢驗,再將檢驗結果根據最佳瀝青用量OAC進行制件,對其水穩定性與高溫穩定性進行檢驗。通過另選材料、調整級配等方式對檢驗不符合要求的試件重復上述試驗,直到目標配合比最佳。
3.2 設計生產配合比 確定目標配合比后,就要設計施工中使用的瀝青混合料拌和設備的配合比,以及相應的生產配合比。根據路面結構級配類型,在試驗之前選擇科學合理的振動篩,所選擇的振動篩要遵循:振動分檔要使各熱料倉材料保持均衡;動篩最大篩孔要使超粒徑礦料排出;在孔徑方面確保振動篩與室內試驗方孔篩保持一致。通過試驗的方式確定最佳用油量,試驗結果就是生產所用的配合比。
3.3 生產配合比驗證 所謂生產配合比驗證就是對預期結果利用實際施工進行檢測,判斷依據是:混合料的顏色、離析情況、混合料是否均勻、表面碾壓后的狀況等。利用馬歇爾試驗對拌和攤鋪后的混合料進行取樣檢驗,對碾壓段通過鉆芯取樣的方式進行檢驗,核實各種設備的參數,并且檢查原材料的投放量是否準確,對生產進行全過程監控等。在檢測過程中,出現指標不符合要求的立即調整生產配合比以及有關工藝,直到滿足設計要求為止。
4 間歇式瀝青拌合瀝青混凝土質量的控制
4.1 冷料倉級配控制 根據實驗人員提供的目標配合比中確定混合料中各種材料用量比例,以及各倉電機的轉速和料門的高度,通過上述操作,輸送的骨料基本可以達到配合比的要求。需要注意的是:在生產中調整冷料倉電機轉速及料門高度。某一熱料倉倉料不夠或者某種料從溢料口溢出現象,在加工瀝青混合料的過程中經常出現,這在一定程度上,說明構成冷料的原始顆粒發生變化或者目標配合比設計時篩分取樣沒有代表性。此時,通知試驗員必須進行重新篩分試驗,其配合比要與原目標配合比相符,配料電機的轉速及料門高度根據試驗室提供的數據重新進行調整。保證冷料倉落料級配滿足目標配合比的要求,為控制生產配合比創造條件。
4.2 熱料倉級配控制 由于軋石機振動篩與拌合站振動篩之間篩分效應不同在施工實踐中存在,拌和樓內的篩子長度有限,更兼有傾角影響,集料未得到充分篩分,流進各熱料倉的集料并不按各篩號分級。在《規范》中明文規定:必須對間歇式拌合機二次篩分后的料進行篩分,以確定各熱料倉的材料比例。在熱料倉篩分試驗中,要求冷料倉供料穩定后再進行取樣篩分。經熱料倉篩分確定的生產配合比級配曲線與目標配合比級配曲線保持相似。否則,將會出現溢料或等料現象。因此,每一種骨料的料量必須控制好,才能使實際生產中各骨料基本與設計值一樣。在混合料由四種骨料構成時要防止跳料,要控制好熱料倉合成級配。
4.3 溫度控制 必須控制好成品料出廠溫度,因為,瀝青混合料成品料出廠溫度,直接影響著攤鋪質量和碾壓質量。石料溫度和瀝青溫度在生產中要隨時進行監控,成品料溫度也要隨時進行檢測,并將檢測結果及時反饋給操作室,以及時調整溫度。采用導熱油循環的方式對瀝青進行加熱,要緩慢上升導熱油溫,在加熱過程中,上限溫度控制在180℃,進一步避免瀝青老化。在設備開始運行時,因機組各部位都是冷的,因此會吸收一部分熱量,所以在開始生產階段要求骨料溫度控制得高些,在一定程度上防止出現花白料。因冷料倉冷料的不穩定,在生產中骨料溫度會出現上下波動的現象。為保持正常溫度,對于燃燒器火焰或冷料料量操作員應及時進行調整。
4.4 填料的控制 為了增加瀝青混合料的粘結力,在混合料中加入填料,進而與瀝青形成瀝青膠漿。瀝青混合料中的游離瀝青受到填料準確度的影響。如果瀝青混凝土中出現游離瀝青,在一定程度上降低瀝青混合料粘結力。
4.5 瀝青用量的控制 在瀝青混合料中,添加的瀝青質量占總瀝青混合料質量的百分比統稱瀝青用量。在檢測瀝青混凝土質量時,瀝青用量是一個重要的檢測指標。在實際的生產過程中,利用馬歇爾試驗對最佳的瀝青用量進行確定,并且要不斷提高瀝青計量的精度。另外,為了控制好瀝青用量,對礦料和礦粉的稱量要進行控制。
4.6 成品料的控制 成品料質檢員應隨時檢查成品料質量。每天都要進行抽查,通過試驗人員對成品料的質量進行檢驗,發現問題及時做出調整。在外觀方面確保混合料保持均勻,防止出現花白料、結團成塊以及粗細料分離的現象。
5 結束語
嚴格控制瀝青生產質量,不僅能保證工程質量,同時能有效降低工程成本。本文通過分析瀝青拌合站的工作原理,重點闡述生產中控制瀝青混凝土質量的各種措施。混凝土在建筑工程中應用廣泛,但隨著其用量的增加,混凝土的質量不容忽視,其中混凝土拌合物拌制質量直接影響硬化混凝土強度與耐久性。因此,應對凝土拌制質量嚴格控制。
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