公路沥青路面施工监理探讨

2013-04-17 16:49:40尹力新
交通运输研究 2013年5期
关键词:石屑矿料筛分

尹力新

(新疆公路工程咨询公司,新疆 乌鲁木齐 830000)

0 引言

对于沥青混凝土路面施工来说,沥青混合料的配备质量相当关键。根据实践经验,要有效地控制沥青路面施工质量,公路监理人员必须首先对沥青混合料进行严格的质量监控。本文将对此展开探讨。

1 沥青混合料配备监控

对于沥青混凝土路面施工来说,沥青混合料的配备质量相当关键,因此对于公路监理人员来说,首先要对沥青混合料采取严格的质量监控。

1.1 目标配合比的现场监控

目标配合比的现场监控是一个不容忽视的重要环节。在沥青拌和楼里,通常设有三套称量斗和电子计量秤。其中,填料、沥青各占一套,各种集料(粗集料、细集料、砂、矿粉)共用一套。不同规格的集料分装进不同的上料斗,根据目标配合比确定的冷料比例,通过调速电机控制下料、进料的量,再经过燃烧筒的逆流加热、混拌、干燥,提升到热料仓进行二次筛分,一般分4~5个档次或仓位。配料时,通过储存仓的隔板,将各仓位中不同规格的石料再依次放入称量,进行生产配合比的称重计量控制。这里需要引起重视的是,细集料如石屑和砂子,进料时是按不同比例上的料,而此时已进行了混合,不能再分别计量控制。所以不能盲目依赖拌和楼。

为了有效地监控沥青混合料的配合比,就必须保证冷、热料均衡,即严格按需要的比例上料,冷料的规格、数量与热料需要量基本一致。而实际的情况是,进场的石料规格并不十分稳定,到了雨季,石屑和砂子的含水量本身就有差别,如果被雨淋,情况就更加严重,会造成冷料斗下料不畅,石屑、砂子的比例时大时小,进而影响热料配合比的稳定。

目标配合比的现场控制,不仅必须,而且重要。应当着眼于现场,加强生产流程中的每一环节的检查,特别是冷料斗供料的质量和数量检查,要透过现象、数据,抓住事物的本质和问题的症结所在。

1.2 生产配合比的现场监控

由于对集料的不均匀性、变异性估计不足,对样品的代表性重视不够,取样方法过于简单。有的仅靠在拌和楼热料仓的侧门上接取少量的样品来做筛分试验,依次进行试算、试配和制件做马歇尔试验,这是远远不够的。在任何一项组成设计里,样品的代表性是至关重要的,然后才有试验数据的准确可靠。对于砂石集料,应该严格按试验规程要求,根据颗粒大小,确定取样方法和数量。通过四分法缩分之后,直接用于筛分试验的每个单项试样的数量至少应在3~5kg。要坚持多取几份样品,多筛几个结果,求出具有较强代表性的平均结果之后,再来做试算、试配。

1.3 二次筛分的筛网分级

根据笔者的监理实践经验,二次筛分筛网的孔径与分级(仓)选择,也是一个易被忽略的环节。实践中往往把筛网分级看作一般的装配问题,机上有什么筛,就用什么筛,很少能与配合比的控制需要联系起来加以选择和配置。

在密级配沥青混凝土的矿料级配中,4.75mm以下的颗粒成分占到矿料总量的1/3~1/2,对于细粒式混凝土,则要占到2/3左右,细、粉料含量相当大。尤其是粉料,是沥青混合料中比表面积、粉胶比和力学强度改善的主要成分。为了控制好沥青混合料的矿料成分和比例,筛孔、仓位的分级应该是分得越多越好。分级过于简单、档次太少,则很难起到应有的控制作用。例如沥青表面层,有10~20mm硬质岩碎石、5~10mm 硬 质 岩 碎 石、3~5mm石屑、3mm以下机制砂4种集料。如果二次筛分是4个仓位,4种筛网,依次是23mm、15mm、10mm、5mm,最后一个5mm 仓位包容了石屑、机制砂等细集料。施工过程中,如天气、含水量变化,或进料规格有变,石屑中含粉量发生变化,就会使质量难以控制。如果采用5个筛网、仓位的话,将最细一级改为3mm,多了一个档仓,就可以将3~5mm石屑、3mm以下机制砂分别计量控制,质量控制就变得简便得多。承包商对问题看得比较透彻,就拌合楼分仓问题,向设备制造商提出了自己的见解和要求,增加了热料仓。这是解决混合料级配准确的事半功倍之举。

1.4 粉尘回收问题

回收粉尘是指拌和楼除尘装置所收集的细、粉料。燃烧筒产生细、粉、尘颗粒,在经过一级集尘器,由离心式旋风筒滑落下来的细、粉粒材料又通过螺旋输送器送入热料仓,经过二次筛分后,进入到最细一级的仓位里。剩下来的粉尘颗粒,则会继续随着抽风管道进入二级集尘的布袋集尘装置里,吸附收集。

虽然回收粉尘的颗粒级配基本符合规范对填料矿粉的有关规格要求,但由于粉尘中含有粘粒,塑性指数不稳定且偏大,对于回收粉尘用量应进行限制,一般不超过填料总量的1/3~1/2。应严格地限制或禁止其在高速公路沥青混合料的生产中使用。

2 沥青混合料的性能监控

沥青混合料除具有抵抗车辆荷载的力学强度外,还必须具有足够的抗高温变形能力和抗低温性能以及耐疲劳性能,这是监理人员应重点关注的。

2.1 沥青混合料的高温稳定性

沥青混合料的高温稳定性是指混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。沥青混合料是一种弹粘性材料,其强度和模量都随温度升高而降低。夏季沥青路面最容易发生的变形是剪切变形,导致路面出现车辙、波浪和拥包。新疆南部地区夏季极端最高气温可达38~42℃,且超过35℃的连续高温天数可达1周以上。由于长时间的烈日暴晒且不像南方经常下雨使路面降温,必须对高速公路沥青路面所处的高温工作环境给予足够重视。影响沥青混合料高温稳定性的因素有沥青和矿料的性质及相互作用、矿料级配、沥青用量和沥青混合料的塑性等。因此,监理人员应针对以下几个方面的监理要点展开相应的工作。

2.1.1 沥青

为了使沥青混合料具有必要的耐高温变形能力,需要采用软化点较高的沥青。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中提出了聚合物改性沥青技术要求,规定了SBS类改性沥青软化点最高级别I-D型标准不小于60℃,监理人员应针对相应的工程特点而把软化点控制在65℃以上,以应对大气变暖、高温及超载对沥青路面的破坏。

2.1.2 矿料

沥青混合料中,对热稳性影响最大的矿料是矿粉。矿粉与沥青相互作用产生两方面作用:形成较强的结构膜,大大提高沥青粘附性;降低沥青混合料的部分空隙率,降低了自由沥青的含量,提高了混合料的抗剪能力。消石灰和水泥比石灰岩矿粉具有更好的高温稳定性。可通过规定“拌合机采用干法除尘的粉尘不可回收利用,表面层应掺加矿料总量2%的低标号水泥或1.5%特制消石灰粉用作填料”,以提高沥青混合料的水稳定性和高温稳定性。

2.1.3 沥青路面碾压

沥青路面碾压成型后,沥青混合料剩余空隙率对其高温下的抗变形能力有很大影响。剩余空隙率为1%~3%的沥青混凝土易出现波浪、拥包等病害。一部分施工技术人员对这个问题缺乏全面认识,一个极端是认为压实度越高越好,空隙率剩余很小;另一个极端认为是压实度不能过高,不必精心碾压,适可而止。这两种思想和做法都会给工程带来隐患。如果混合料较容易压到很高的密实度、剩余很小的空隙率,很可能是粉胶比重较大,级配出了问题。针对这个问题,公路监理人员应当要科学分析、全面检查,才能抓住症结所在,对症下药,有助于修筑高质量的沥青路面。

2.2 沥青混凝土的疲劳特性

影响沥青混凝土疲劳特性的因素很多。作为公路监理人员,在沥青路面施工过程中一是要监督做好沥青混合料级配组成设计;二是应该严格控制好拌合料加热温度,防止沥青过热老化;三是要落实沥青路面的压实,以取得理想的压实度和空隙率。

3 结语

公路沥青路面材料对于控制公路施工质量具有重要意义。本文结合实践经验,针对沥青混合料质量监控环节展开探讨,总结了沥青路面混合料工程监理工作的要点。

[1]梁天剑.浅论沥青路面施工监理质量控制[J].广西质量监督导报,2011,(1):118-119.

[2]黄勇.沥青路面施工监理质量控制要点[J].山西交通科技,2008,(26):31-33.

[3]程鑫.加强沥青路面建设 确保施工质量[J].黑龙江科技信息,2011,(1):11-15.

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