沥青混合料不均匀性的原因分析及防治措施

温义全 刘珍荣

沥青混合料不均匀性的原因分析及防治措施

温义全 刘珍荣

从原材料、生产配合比、拌和、运输、摊铺等几个环节详细分析了沥青混合料不均匀性产生的原因及所采取的有效防治措施,以期最大限度减少沥青混合料不均匀性的产生。

沥青混合料,不均匀性,防治措施

1 沥青混凝土均匀性的重要意义

在我国高速公路中,沥青路面早期破坏现象较为严重,如路槽、车辙、结构松散、泛油、水破坏等。分析病害产生的原因,多与沥青混凝土的不均匀性有关。因此,提高沥青混凝土的均匀性,对提高路面的使用质量,减少甚至基本消除沥青路面的多种早期破坏现象以及保证路面的使用寿命具有十分重要的意义。

2 沥青混凝土不均匀性的原因分析

2.1 原材料控制不严,变异大

因碎石机和筛网的型号及规格在规范中没有明文规定,导致碎石场所采用的碎石机和筛分机的型号和规格比较混乱,而且有些碎石场筛网破损后还继续在使用。往往一个项目几家碎石场同时供应,从而造成不同规格原材料颗粒组成变异性较大,严重影响沥青混合料的均匀性。

2.2 拌合站堆料场管理不完善

施工单位对拌合站堆料场的管理重视度不高,管理不够完善,导致不同规格的原材料发生了变异,影响了沥青混合料的均匀性。如堆料场硬化程度不能满足要求,造成集料较脏;不同规格的隔离措施不到位,造成不同规格的集料发生交错;拌合站堆料场排水系统较差、细集料防雨措施不过硬、材料进场时堆料技术不规范等等。

2.3 生产配合比不稳定

由于不同规格材料颗粒组成不稳定,经常发生变化,有时施工单位对生产配合比调整、优化不及时,造成粗集料、细集料、沥青等材料用量偏多或减少,尤其是填料(＜0.075mm)含量控制不准,致使沥青混凝土产生明显的不均匀性。

2.4 拌和工艺不规范

拌和工艺不规范也是沥青混凝土产生不均匀性的原因之一。如拌和自动计量系统严重不准;当集料含水量变化较大时,拌和时间掌握不准;各冷料斗隔离措施差,集料发生“串拌现象”;热料仓集料发生离析;冷料仓中材料产生“架桥”时,发生不均匀喂料而产生离析现象等等。

2.5 运输工艺不规范

在以往工程施工时,常出现没有专用的运料车、运料车覆盖不规范、篷布破损严重而不及时更换、运料车卸料之前篷布揭开时间太长等现象,对保护混合料温度的必要性缺乏足够的认识,造成沥青混合料发生温度离析,也是沥青混合料发生不均匀性的原因之一。

2.6 摊铺过程出现离析

2.6.1 横向离析形成的原因

横向离析产生的主要原因来自于螺旋布料机高速旋转时产生的抛扬,这种离心力的作用造成大粒径物料容易被送往两边,摊铺越宽离析越严重,两边的物料粒径越大。

2.6.2 竖向离析形成的原因

竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落,这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的状态下,以及螺旋外端料槽前方的卸荷口处,由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙和卸荷口处向下滚落,结果造成大粒料滚落于摊铺下层。

2.6.3 纵向(两台摊铺机并机接缝处)离析形成的原因

1)并机摊铺接缝处的竖向离析带,贯穿于中缝始终,由于大粒径粒料在两摊铺机的卸荷口联接处自上而下滚落所致。下层粗粒料,上层细粒料,是典型的纵向—竖向离析。

2)规范要求两机前后梯形作业,搭接不低于 300mm,而这300mm的搭接带,两机重复摊铺、振捣、塞料(因熨平板有仰角,前部间隙 5mm左右,振捣行程 3mm左右),将搭接带塞实过度,与两边的密实均匀度相差很大。搭接带承受了压路机的大部分重量,而搭接带两侧的离析带又受力不足,密实度低。这一压实不足的离析接缝带位于重车道上,成为早期坑洞、车槽的主要原因,是严重的质量隐患。

3)由于二次摊铺使接缝搭接带增厚,造成接缝处碾压受力不够,纵向离析带空隙率高。

2.6.4 片状离析形成的原因

半埋螺旋叶片或输料槽缺料状况下,运输装卸、收斗等前道工序形成的离析集料得不到二次搅拌所致。

2.6.5 温度离析形成的原因

部位之间的温度不同时,其摩擦力和粘结力发生变化,碾压后产生密实度差异。这种温度离析一般发生在宽度方向上路面外沿边部,主要由于该部位温度降低使碾压密实度不足。

2.7 摊铺机使用性能较差引起的离析现象

摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分料过程,在作业过程中功率消耗最大的环节也在螺旋分料过程,为满足输料量要求,不得不将工作转速增高。高速旋转且部分暴露在空间中的螺旋向螺旋顶端(外侧)和物料层上部的空间中抛扬物料,这是分料过程中形成离析的主要原因。

3 沥青混凝土不均匀性的防治措施

3.1 加强碎石场和拌合站堆料场的有效管理

1)确定合格材料碎石场,统一碎石机和筛分机的型号。根据项目的材料需求量,选择中、大型质量优良的碎石场(最好不超过三家),对其加工的碎石机和筛分机统一型号和规格。

2)完善拌合站堆料场的管理,减小集料颗粒组成的变异性。

a.严格制定购料合同。

b.对沥青拌合站的堆料场进行硬化处理(如下层用水泥稳定土,上层用水泥混凝土),以确保集料清洁。特别是可以避免雨天场地泥泞,将泥土带入集料中。这是保证集料清洁和沥青混凝土质量的重要措施之一。

c.加强拌合站堆料场排水系统,保证沥青混合料拌和稳定性。

d.拌和厂不同规格的集料进行分开堆放,并采用砖墙等有效措施进行隔离,避免人为增大集料变异性。

e.对各种细集料分别搭篷保护,防止雨淋。

f.采用合理的堆料技术,减少料堆集料离析,保证材料均匀性。

3.2 在生产过程中不断优化生产配合比

每天根据热料仓或拌和室中白料的筛分结果做生产配合比。在每天正式生产开始前,各个热料仓按前一天的配合比向拌和室输料,进行干拌后,放出拌和的白料,取样进行筛分试验,如其颗粒组成符合规定级配的中值,就正式开始生产。否则,调整配合比后再进行生产。从而保证生产的沥青混凝土有较好的均匀性和使用质量。混合料中小于 0.075 mm颗粒含量,能显著影响裹覆质量和沥青膜厚度,应注意经常检查。

3.3 加强技术人员的保温意识,制定有效的保温措施

1)使用有隔温措施的专用运料车。

2)在进行一级、二级技术交底时,加强技术人员的保温意识。

3)根据拌和产量、运距,确定好摊铺速度,以保证摊铺机能连续匀速的摊铺。尽量避免摊铺不连续、停机待料的情况。

4)条件允许下,采用混合料再拌转输车也是解决离析的有效措施。

3.4 优化拌和、运输、摊铺施工工艺

3.4.1 优化拌和工艺

1)使用拌和自动计量系统稳定,逐盘打印效果好及差的拌合站。

2)当集料含水量变化较大时,应设专人负责,根据集料的含水量以及集料与沥青的裹覆情况等适当调整试拌时确定的干拌时间和湿拌时间。

3)对冷料斗上口隔开,避免向冷料斗装料时不同规格的料发生“串斗”。

4)应设专人疏通各料斗中集料,避免冷料仓中材料产生“架桥”时,发生不均匀喂料而产生离析。

5)在 1号热料仓中的上部加一挡板,使粉尘滑到料仓中间,并均匀拌和,避免热料仓发生离析。

3.4.2 规范运料车装料和卸料

1)分三个不同位置往卡车中装料,第一次装料靠近车厢的前部,第二次装料靠近后部车厢门,第三次料装在中间。从而消除卡车中离析现象。

2)在车底涂适当的润滑剂,尽力保证混合料整体向后卸落,从而减少摊铺机受料斗内的离析现象。

3)优化摊铺工艺,控制集料离析现象。

a.在每辆卡车卸料之前,不要完全用尽料斗中的混合料,留少部分在受料斗内。b.尽可能减少将侧板翻起的次数,仅在需要将受料斗中的混合料弄平时,才将受料斗的两块侧板翻起。c.调整分料器的速度,使出料连续而缓慢。d.摊铺机连续匀速的摊铺。

采用高功率配置的摊铺机,如DT1300等。

该类型的摊铺机具备二次搅拌改善离析与均匀输料和布料综合功能的抗离析、大生产率螺旋装置设计,辅以整机与螺旋驱动大功率配置,实现单机大宽幅、抗离析一次成型摊铺作业,能改善离析和双机并幅摊铺接缝离析。

4 结语

混合料不均匀性产生的原因是多方面的,良好的沥青路面铺筑需要施工中各个环节的共同配合,只要在各个环节、工序中注重把关和控制,就能最大限度地减少沥青混合料不均匀性的产生,提高沥青路面的施工质量,减少甚至基本消除沥青路面的多种早期破坏现象,保证路面的使用寿命。

[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2] 李文杰.公路沥青路面施工技术的探讨[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

温义全(1979-),男,工程师,鄂尔多斯市东宇道路规划设计有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000

刘珍荣(1979-),男,工程师,鄂尔多斯市东宇道路规划设计有限公司,内蒙古鄂尔多斯 017000