沥青混合料目标控制
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浅谈沥青混凝土路面配合比设计质量控制摘要:随着公路建设的快速发展,有关部门制定了新的《公路沥青路面施工技术规范》,完善了沥青混合料配合比设计方法,本文根据新《规范》的要求,提出了沥青混合料配合比的优化设计,分别从三个方面进行:目标设计、生产设计和生产验证,分析了矿料间隙率对沥青混合料性能的影响规律,针对不同情况的空隙率和稳定度,提出了相应的调整方法,并通过马歇尔实验,来加以检验。
文章主要简要分析了公路沥青混凝土路面的底基层、基层及面层的配合比设计以及应用。
关键词:公路;沥青混凝土;配合比设计一、沥青混凝土配合比(一)目标配合比设计阶段:确定矿料的最大粒径、级配类型及最佳沥青用量。
1、确定矿料的级配类型。
选择合适的沥青混合料级配类型是确保沥青混凝土路面面层质量的前提。
沥青混合料的矿料级配应符合工程设计规定的级配范围。
密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件根据《规范》确定采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。
对夏季温度高、高温持续时间长,重交通多的路段,宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型),并取较高的设计空隙率;对冬季温度低,且低温持续时间长的地区,或者重载交通较少的路段,宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型),并取较低的设计空隙率;沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大,并应与压实层厚度向匹配,沥青面层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.5-3倍,以减少离析,便于压实。
2、确定最佳沥青用量。
根据设计文件结构层的要求,选取相应的合格材料,先进行矿料级配计算,找出最佳状态下的矿料级配。
通常情况下,合成级配曲线宜尽量接近工程设计级配中值,为确保高温抗车辙能力,同时兼顾低温开裂性的需要,配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量,减少0.6mm以下部分细粉的用量,使中等粒径集料较多,形成S型级配曲线,并取中等或偏高水平的设计空隙率。
现行《规范》中通过马歇尔试验进行最佳沥青用量的确定。
合肥市畅通二环(西二环-合武铁路)工程SMA-13沥青混合料目标配合比设计试验报告安安徽环通工程试验检测有限公司二O一九年四月十九日一、设计及试验依据1.《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)2.《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)3.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)4.《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)5.《合肥市畅通二环(西二环-合武铁路)工程施工图设计说明》二、原材料1.碎石:玄武岩规格:9.5~13.2mm、4.75~9.5mm;产地:枞阳华州玄武岩石料厂2.碎石:石灰岩规格:2.36~4.75mm、0~2.36mm;产地:安徽石鑫矿业有限公司3. 矿粉:石灰岩质产地:聚龙新型材料有限公司4. 沥青:改性沥青产地:合肥宝盈物资有限公司规格:SBS5.木质素纤维:江苏华康建材实业有限公司各种矿料及沥青的密度试验见表1、各种矿料筛分结果见表2。
表一密度试验结果表二筛分试验结果(水洗法)三、SMA沥青混合料配合比设计本次目标配合比设计采用的级配类型为SMA-13型。
1.混合料级配2.矿料配合比计算根据各种矿料的筛分结果,确定SMA-13的三种级配(A、B、C)4.75mm筛孔通过率分别为24.6%、27.1%和29.7%,三种级配设计组成见表4。
分别测定三种级配的VCA DRC,按油石比为6.0%制作马歇尔试件,测定VCA mix及VMA等指标,在满足VCA mix 小于VCA DRC和VMA>17要求的基础上确定级配,测试结果见表5和表6。
表4 三种级配的设计组成结果表5 VCADRC测试结果表6 初试级配的体积分析注:对于高温稳定性要求较高的重交通或炎热地区,VFA可以放宽到70%。
由表5和表6得出三种级配中只有级配B满足要求,本次设计选取级配B为设计级配。
图1 SMA-13级配曲线3.马歇尔稳定度试验按比例称取矿料配制级配B,调整3个不同的油石比,制做马歇尔试件,进行马歇尔稳定度试验,试验结果列于表7。
Engineering Equipment and Materials | 工程设备与材料 |·109·2020年第22期作者简介:康宏,男,本科,工程师,研究方向为土木工程。
热拌沥青混合料路面关键施工技术与全过程施工质量管控康 宏(中交三航局交建分公司,上海 200940)摘 要:文章主要介绍了热拌沥青混合料路面配合比设计方法及注意要点,同时从人、机、料、法、环、测等六个方面的质量影响因素出发,分析了施工全过程的质量管控要点,旨在提高施工质量,达到路面工程的耐久、舒适、经济的实际需求。
关键词:配合比设计;质量管控;影响因素中图分类号:U416.217 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)22-0109-02随着我国经济实力不断增强、沥青路面设计与施工技术不断成熟,热拌沥青混合料路面在我国高等级公路建设中得到了广泛的应用和推广。
热拌沥青混合料路面具有行车舒适、开放交通快、养护维修方便等优点,但施工质量易受人员、机械、材料、施工工艺、施工环境、施工检测等诸多因素的影响,且各施工环节具有复杂性、系统性、相关性等特点。
各个因素和环节都很重要,一旦出现问题,轻则影响路面的耐久性,重则在未达到设计使用周期的情况下,出现车辙、裂缝、坑槽、泛油、推移等早期破坏现象,严重影响行车的舒适性和安全性。
为此,提高路面关键施工技术和加强施工过程的全面施工管控具有非常重要的现实意义。
1 热拌沥青混合料路面关键施工技术1.1 技术要求目前我国规范采用马歇尔试验配合比设计方法,同时也允许采用其他设计方法,但所设计的沥青混合料必须满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)所规定的马歇尔试验技术标准及高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、渗水系数等性能检验技术要求,达到耐久、坚实、稳定、抗滑的路用性能及操作便捷、易压实、变异性小的施工性能。
1.2 马歇尔试验配合比设计方法简介通过目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段,可确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量,正确理解配合比设计三阶段的工作内容、作用意义。
沥青混合料面层厚度允许偏差沥青混合料是公路建设中常用的一种材料,使用沥青混合料可以大大提高公路的使用寿命和运营效率,但是在实际应用中,沥青混合料的施工存在一定的误差,这个误差是指沥青混合料面层厚度偏差。
因此,正确的控制沥青混合料面层厚度偏差一直是工程施工中的难点和热点问题。
沥青混合料面层厚度偏差可以分为两种类型,一种是偏大的偏差,另外一种则是偏小的偏差。
这些偏差在工程施工中都有可能出现,并且都会对工程的质量和安全产生不良影响。
为了弥补这些偏差,需要对沥青混合料面层厚度偏差进行有效的控制,并在施工过程中对其进行监测和调整。
沥青混合料面层厚度偏差的控制主要包括以下几个方面:1.设计和规范要求沥青混合料的厚度是由设计人员按照交通流量、路面材料的等级和使用年限等因素确定的。
在设计时应按照规范的要求来确定沥青混合料面层厚度。
同时,沥青混合料的施工应按照规范的要求进行,以保证沥青混合料的厚度符合设计要求。
2.施工控制在实际施工中,我们需要密切关注沥青混合料的施工过程,并采取相应的措施确保沥青混合料的厚度正确。
在施工过程中,我们可以设置钢条叉子或夹板等工具来确保混合料的厚度。
此外,施工过程的质量控制部分是必不可少的,需要确保每个工序的操作质量达到规范的标准,避免施工过程中的重大损失。
3.监测和调整在沥青混合料施工过程中,我们需要对施工情况进行监测和调整。
监测可以通过测量装置、阀门和传感器等设备,以及现场测试和图像监控等技术手段来实现。
调整可以通过现场调整、增加建筑材料或采取相应的工序措施来实现。
在监测和调整时要保持时效性,及时进行调整和修正,便可避免出现沥青混合料面层厚度偏差。
总之,沥青混合料面层厚度是公路建设中一个非常重要的问题。
合理掌握沥青混合料施工控制技术可以大大提高工程质量,并使交通流量得到更好的保障。
在实际施工中,我们要结合规范要求,掌握施工技术并严格把控每个施工过程,及时监测和调整,才能确保沥青混合料面层厚度偏差在合理范围内,使工程质量达到最大限度的保障。
沥青混凝土原材选择与目标、生产、验证配合比设计调整及注意事项说明城郊工程总经理部沥青站一、公司沥青站简况沥青站划分16个仓。
2个热料成品仓,2个废料仓,1个垃圾仓,1个铣刨料仓,2个玄武岩仓,1个钢结构大棚石屑细集料仓,7个石料仓。
拌合站为德基4000型有6个筛网6个热料仓,5个冷料仓,2个再生料仓。
二、沥青混凝土材料的选择要保证工程质量,必须对工程材料进行严格的选择和检验,这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。
组成沥青混凝土的原材料主要有:粗集料、细集料、填充料(矿粉)、胶结料(沥青)、稳定剂(纤维)。
选择与确定原材料应根据设计图纸文件以及路面结构和使用品质的要求,按照《规范》的相关规定,结合地材的供应情况,按照相关实验规程的要求进行检验,然后择优选材。
选择原材料按以下原则:技术性好(满足技术指标要求),经济性好,材料稳定,就地取材。
(一)沥青的选择沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一,是决定沥青混合料质量的主要因素。
因此选择沥青时,除了要注意沥青自身品质的优劣以外,还要注意沥青标号对当地环境、气温的适应性,既要兼顾冬季的抗裂性,又要兼顾到夏季的抗塑变能力(高温稳定性),气候条件及交通状况,江苏地区根据F40施工规范划分为1-4-1属于夏炎热冬温潮湿,适采用标号为70#沥青。
(二)粗集料的选择粗集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗性。
粗集料的质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用粗集料质量技术要求”的规定。
要求必须使用锤击式或锥式破碎机加工的碎石,不得使用鄂式破碎机加工的碎石。
然而反击破生产的石料单价高,镇江当地不生产或运距太远增加了施工成本,往往公司只是进一部分用于应付检查。
(三)细集料的选择细集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等,在沥青混合料中增加颗粒间嵌锁作用,减少粗集料间的孔隙,从而增加混合料的稳定性。
公司沥青站细集料采用石灰岩类石屑,石料生产过程中拌合站具有两级抽吸除尘设备,控制细集料中粉尘含量在3%内,质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用细集料质量要求”的规定,通常细集料比表面积大,材质好坏牵扯到沥青用量的多少。
沥青混凝土路面施工质量控制措施作者:高伍平来源:《现代企业》2019年第09期近年来公路建设发展非常迅速,随之公路沥青路面遭到破坏,同时耐久性不足的问题也越来越多,现在已经成为影响公路健康发展的明显问题。
沥青混凝土路面具有结构紧凑,无缝,表面光滑,噪音低,驾驶舒适性强,粉尘少的特点。
而且,它的施工周期短,维护和维修也很方便,也可以分阶段建造。
我国沥青混凝土路面的应用比较广泛,大部分乡村公路都采用沥青路面。
虽然沥青混凝土路面只是相对于路基的薄层,但它直接承受车辆载荷和外部环境的各种影响,其质量对道路系统具有重要意义。
一、沥青混凝土路面施工质量问题1.裂缝问题。
由于车辆的快速滚动和重型车辆的反复滚动,道路的路面在早期施工过程中容易出现裂缝。
根据产生裂缝的因素可分为温度型,载荷型、结构型和其他类型。
高温下,沥青可能发生软化。
如果车辆的重量超过软化沥青的负载能力,则其将变形。
低温下,沥青表面会收缩出现裂缝,表面很脆弱。
在长期超载使用的情况下,沥青混凝土的结构和附着力会发生变化,导致沥青表面滑动,造成剪切裂缝。
然后,路面受到长期载荷,这导致剪切裂缝扩展并逐渐向上移动,导致路面整体开裂。
在铺装过程中,沥青层要求均匀,厚度相等,但在实际施工过程中,沥青材料经常发生不均匀混合,施工后路面的抗压力会发生变化,很可能会造成路面结构不稳定。
2.坑槽问题。
水侵是路面工程的常见危害之一。
在路面工程的设计阶段应该考虑这个问题,应该解决早期水损害对路面的影响。
水循环现象会破坏沥青表面的保护膜,降低已凝固沥青的附着力,使沥青层和混凝土层剥落,造成沥青层结构松散和坑槽问题,坑槽将严重影响路面应力,加速沥青混凝土路面的老化。
3.车辙问题。
车辙问题主要是由于车辆在沥青混凝土路面上长时间部分压碎,导致局部应力不均匀,出现车辙问题。
同时,在高温环境下,沥青混凝土路面也会出现泛油。
这个问题主要是由沥青摊铺过程中的油石比不当造成的。
当高温影响路面时,沥青在加热后变软。
沥青混合料目标配合比设计步骤
嘿,咱今天来聊聊沥青混合料目标配合比设计步骤这事儿啊!这可真是个超级重要的活儿。
先得选好各种原材料吧,就像厨师挑食材一样,得精挑细选,不然怎么能做出美味的菜肴呢!然后对这些原材料进行性能测试,看看它们是不是够格,这可不是随便玩玩的呀。
接下来呢,得根据工程要求和经验啥的,初步拟定一个配合比,这就好像给房子搭个架子,得有个大概的样子。
然后按照这个配合比制作试件,哇,这就像雕琢一件艺术品一样。
试件做好了,就得进行各种性能测试啦,什么马歇尔稳定度试验啊、车辙试验啊等等。
这就好比给艺术品打分,看看它是不是真的够优秀。
如果不行,那咱就得调整配合比,重新再来,这可不是一次就能成功的哟,得有耐心!
经过反复的试验和调整,终于得到一个满意的配合比啦!这就像历经千辛万苦找到了宝藏一样让人兴奋啊!这时候可别掉以轻心,还得验证一下这个配合比在实际工程中的可行性呢。
想想看,如果不认真做好这些步骤,那铺出来的路会是什么样呢?会不会没多久就坑坑洼洼啦?那可不行!咱得对大家负责呀!所以说,沥青混合料目标配合比设计步骤真的是太重要啦,每一步都得小心翼翼,不能有丝毫马虎。
这就是我对这个事儿的看法,你们觉得呢?。
2003年度优秀施工论文 AC-25Ⅰ热拌沥青混合料目标配合比的选定和生产配合比的控制 第1页共9页 AC—25Ⅰ热拌沥青混合料目标
配合比的选定和生产配合比的控制
【内容提要】主要介绍了AC—25Ⅰ热拌沥青混合料目标配合比的选定和生产配合比控制的过程以及施工现场实际试验数据的测定。 【关 键 词】热拌沥青混合料 配合比 选定 控制 1.前言 随着我国高速公路的迅猛发展,黑色路面越来越普及,质量要求越来越高。由我处承建的哈同高速公路B6标段路面工程是国家重点工程之一,施工中为确保工程质量,我们进行了大量的试验研究,取得了较好的效果。 2.工程概况 同三国道主干线方正至哈尔滨段B6标段(K540+500—K569+707.4),正线全长29.2km,为沥青混合料路面工程。其中上面层为5cm厚AC-16Ⅰ型改性沥青混合料,中面层为5cm厚AC-20Ⅰ型中粒式沥青混合料,下面层为7cm厚AC-25Ⅰ型粗粒式沥青混合料,沥青路面总厚度为17cm。 3.原材料的选择 矿料的质量要求和粒径级配以及沥青的技术指标均应符合JTJ032—94《公路沥青路面施工技术规范》的具体要求。B6标段所用矿料经多次试验合格并争得顾客同意后进场,以确保路面工程马歇尔等各项技术指标的相对稳定。 3.1粗集料 为保证石料的各项指标能充分满足沥青混合料的各项技术要求,我们选定阿城大岭石场生产的石料。根据AC-25Ⅰ沥青混合料的级配要求,采用10~30mm、10~20mm和5~10mm三种粗集料混合,并充分进行了全面抽样试验,石料试验结果见表3.1-1,集料试验结果见表3.1-2,集料筛析试验结果见表3.1-3。 表3.1-1 石料试验结果 试验项目 粘附性 SiO2含量(%) 压碎值(%) 磨耗值(%) 磨光值(%) 坚固性(%) 冲击值(%) 试验结果 四级 52.83 11.0 11.8 PSV72 8.3 13.4 规范要求 不小于四级 — 不大于28 不大于30 不小于42 不大于12 不大于28 备注 采用盘锦 AH90#沥青 — — 洛杉矶磨耗 — — — 2003年度优秀施工论文 AC-25Ⅰ热拌沥青混合料目标配合比的选定和生产配合比的控制 第2页共9页 表3.1-2 集料试验结果 试验项目 规格(mm) 结果 规范要求 备注
表观密度(g/cm3) 10~30 2.799 不小于2.50 合格 10~20 2.803 合格 5~10 2.779 合格
细长扁平颗粒 含量(%) 10~30 7.0 不大于15
合格
10~20 8.9 合格 5~10 11.2 合格
软石含量(%) 10~30 2.0 不大于5 合格 10~20 0.8 合格 5~10 1.6 合格
<0.075mm颗粒含量(%) 10~30 0.2 不大于1
合格
10~20 0.2 合格 5~10 0.2 合格
表3.1-3 集料筛析结果 筛孔(mm) 10~30mm 10~20mm 5~10mm 通过率% 规范要求 通过率% 规范要求 通过率% 规范要求 26.5 100 — 100 100 19 52.3 — 100 95-100 16 7.6 — 81.2 — 13.2 0.7 — 48.1 — 100 100 9.5 0.3 0-15 12.8 0-15 100 95-100 4.75 0 0-5 0 0-5 96 0-10 2.36 0.3 0-5 1.18 0.1 0.6 0 03 0.15 0.075
通过试验结果综合分析,各项指标均满足JTJ32-94《公路沥青路面施工技术规范》要求,此种石料可用于AC-25Ⅰ沥青混合料路面工程。 3.2细集料 细集料采用松花江产中砂,级配符合Ⅱ区砂要求,其细度模数MX=2.5,表观密度r=2.506g/cm3,含泥量Q=1.1%,筛析试验结果见表3.2-1。 表3.2-1 筛析试验结果 筛孔(mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 通过率(%) 98.6 95.7 86.6 77.6 56.5 22.8 2.1 0.6 规范要求(%) 100 90~100 75~100 50~90 30~59 8~30 0~10 0~5 2003年度优秀施工论文 AC-25Ⅰ热拌沥青混合料目标配合比的选定和生产配合比的控制 第3页共9页 3.3石屑 采用规格为S15、公称粒径为0~5mm石屑,考虑到沥青与石料的粘附性等其它技术指标的要求,石屑产地与粗集料相同,其表观密度r=2.774g/cm3,筛析试验结果见表3.3-1。 表3.3-1 筛析试验结果 筛孔(mm) 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 通过率(%) 100 99.6 49.2 13.5 3.3 2.0 1.5 0.8 规范要求(%) 100 85~100 40~70 — — — — 0~15 3.4填料—矿粉
矿粉的采用是顾客提供的产品,质量稳定可靠,试验结果见表3.4-1。 表3.4-1 矿粉试验结果 指标 规范要求 试验结果 视密度(g/cm3) ≮2.500 2.753 含水量(%) ≯1 0.1
粒度范围通过率(%) <0.6mm 100 100 <0.3mm — 99.5 <0.15 90~100 93.7 <0.075mm 75~100 75.4 外观 无团粒结块 合格 3.5沥青
沥青采用辽宁盘锦生产的重交通道路AH-110石油沥青。沥青的选用很重要,应根据不同等级公路、不同地区等综合考虑进行选定。试验结果见表3.5-1。 表3.5-1 AH-110石油沥青试验结果 试验项目 试验结果 试验标准 备注 针入度(100g,5s,25℃),0.1mm 103 101-110 软化点, ℃ 46.9 42-50 延度(15℃), cm >100 不小于100 含蜡量 % 1.2 不大于3.0
薄膜烘箱试验
质量损失% 0.05 不大于1.2 针入度(100g,5s,25℃),0.1mm 58 — 针入度比% 56 不小于50 延度(25℃), cm >100 不小于100 延度(15℃), cm >100 —
4.目标配合比的选定
热拌沥青混合料目标配合比设计基础是必须选定符合规范要求的材料,经配合设计确定矿料级配和沥青用量(或油石比)。 4.1材料配合比 根据集料筛分试验结果表3.1-3、3.2-1、3.3-1和3.4-1进行矿料级配组成计算,材料组成配合比见表4.1-1,材料表观密度见表4.1-2,矿料级配合成见表4.1-3,矿料合成级配曲线见图一。 2003年度优秀施工论文 AC-25Ⅰ热拌沥青混合料目标配合比的选定和生产配合比的控制 第4页共9页 表4.1-1 材料组成配合比 矿料名称 10~30mm 10~20mm 5~10mm 石屑 砂 矿粉 配合比 32 12 16 21 12 7
表4.1-2 材料表观密度 材料名称 10~30mm 10~20mm 5~10mm 石屑 砂 矿粉 沥青 表观密度(g/cm3) 2.799 2.803 2.779 2.774 2.506 2.735 1.002
表4.1-3 矿料级配合成 筛孔 (mm) 材料名称 10-30mm 10-20mm 5-10mm 石屑 砂 矿粉 合成级配 下限 上限 中值 26.5 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100 100.0 95 100 98
19 52.3 100.0 100.0 100.0 100.0 100 84.7 75 90 83 16 7.6 81.2 100.0 100.0 100.0 100 68.2 62 80 71 13.2 0.7 48.1 100.0 100.0 100.0 100 62.0 53 73 63 9.5 0.3 12.8 100.0 100.0 98.6 100 57.4 43 63 53 4.75 0.0 0.0 9.6 99.6 95.7 100 40.9 32 52 42 2.36 0.3 49.2 86.6 100 27.8 25 42 34 1.18 0.1 13.5 77.6 100 19.2 18 32 25 0.6 0.0 3.3 56.5 100 14.5 13 25 19 0.3 2.0 22.8 99.5 10.1 8 18 13 0.15 1.5 2.1 93.7 7.1 5 13 9 0.07 0.8 0.6 75.7 5.3 3 7 5
100908070605040302010
筛孔尺寸(mm)
矿料合成级配曲线 图一通过质量百分率%
中值掺和曲线上限、下限
0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5 4.2最佳沥青用量的确定 4.2.1沥青混合料马歇尔稳定度试验