影响沥青混合料质量的因素及其控制措施

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影响沥青混合料质量的因素及其控制措施

沥青混合料作为沥青工程最重要的一个环节,直接影响到所铺筑沥青路面的质量。本文主要分析了从原材料的进场到成品沥青混合料的出厂运输及摊铺期间对混合料质量产生影响的各种因素,并重点针对原材料的存储、冷料标定、材料离析等问题提出解决办法。

标签: 沥青混合料影响因素;质量控制

一、影响沥青混合料质量的因素

1.材料级配

工地试验室对原材料做筛分试验,确定出混合料的目标配合比及生产配合比,并按照标定好的冷料仓皮带转速曲线,确定出各冷料仓小皮带的上料转速及斗门的开度。各仓转速及斗门的开度宜不做轻易更改,要确保混合料筛分结果合理地分布在规定的级配曲线内并使关键筛孔接近目标级配。

2.沥青含量

严格按照工地试验室的生产配合比(或沥青含量)生产,决不轻易更改油石比,油石比的大小直接影响到沥青混凝土路面的耐久性。根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求,沥青混合料拌和要求油石比偏差范围满足每盘±0.3%,整体偏差±0.1%。

3.温度控制

包括出厂温度、骨料加热温度和排气温度,沥青的加热温度。

出厂温度主要应该由摊铺温度来决定。普通沥青混合料的摊铺温度不低于110~130℃,不超过165℃,混合料的温度损失受天气影响较大,低温施工时,混合料的摊铺温度不低于120~140℃,不超过175℃。根据运输距离的远近及贮存混合料的时间,在沥青试验路段施工时确定此过程的温损,从而确定沥青混合料的出厂温度。

骨料加热温度的波动程度主要受原材料含水率的影响,不稳定或过大的含水率会直接影响到沥青混合料的质量以及沥青拌和站的产量。骨料在加热的过程中,从进料到出料有一个时间差,若骨料含水率突然增加(降低),经过上料皮带、烘干筒到出料口已经有几分钟时间,此时操作人员才能从出料口的温度探头知道热骨料温度偏低(高),继而调节设定温度加大(减小)燃烧器火力。但之前几分钟拌和的热骨料的温度则无法改变,若超出允许的范围,就会对混合料质量产生严重影响。原材料的含水率还会直接影响设备烘干筒的烘干能力,使燃油消耗量增加,提高了生产成本。在标准状态下,集料平均含水率每增加1%,燃

油消耗量增加10%。而细集料的含水率变化很大,最高可达10%以上。对于吸水率大的碎石,含水量大时,如果还按普通石料沥青混合料的正常产量拌和时,则造成矿料不易烘透,混合料温度达不到规范要求,内部存水,会给路面质量造成隐患。为了避免上述问题,就必须考虑降低产量拌和,这样就造成人员、机械、时间等的浪费。控制毛石的含水量以及搭建细集料防雨棚进行覆盖,可以有效控制其含水率,降低骨料温度的波动,且能节约加热用油,降低成本。

排气温度不会对沥青混合料的质量产生直接的影响。一般应调整在110~140℃之间,最高不超过200℃。温度过高不仅增大了燃油消耗率,而且会影响过滤袋的寿命;温度过低,除尘器中会结露,使尘土结在过滤袋上,减小气流通过面积,增大风机负荷。

混合料拌和时,沥青一定要在规定的加热温度范围内。沥青温度过低,喷油嘴喷射沥青不均匀,沥青裹附石料不全,拌制的混合料就会不均匀容易出现花白料。沥青温度过高,沥青容易老化。可以根据试验或沥青的粘度-温度曲线来确定沥青混合料的拌和温度,并在拌和前和拌和中经常检查沥青罐上的温度显示器上的沥青温度,经常查看打印记录上的沥青温度。

4.材料离析

沥青混合料的材料离析问题一直贯穿在整个施工过程中,也是各施工单位长期以来要解决的难题之一。存在离析的具体环节如下:在原材料从石场运送到拌和站堆放时,由于高度原因,大骨料滚落在料堆的底部,形成原材料粗集料的第一次集中,这种离析现象会使拌和机在冷料上料时不易控制不同料仓的上料比例;沥青混合料从成品仓向运输自卸车放料的过程,同样由于高度落差,大骨料会滚落在车厢两侧,形成粗集料的第二次集中;运输自卸车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机半厢附近,形成粗集料的第三次集中;摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,形成粗集料的第四次集中;两台摊铺机之间的拼缝的离析,形成粗集料的第五次集中。

材料离析对沥青混合料的质量有很大危害。沥青混合料粗集料一旦形成集中,在碾压过程中,粗集料易被压碎,骨料表面积增大,改变了原设计的路面配合比,造成集料碾压成型后松散,破坏了路面结构,影响路面强度以及道路的使用寿命;粗集料的集中,使路面的局部密实度变差,孔隙率高,容易在路面形成积水,严重影响路面的质量;粗集料集中,还影响路面平整度及路面外观美感。

二、避免沥青混合料离析的主要控制措施

(一)原材料及拌和控制

1.選料。施工单位应根据实际需求确定采石场,使用相同的碎石机和筛分设备,减少原料的不均匀性,有条件的施工单位可在原料进场后对碎石进行重新筛分;

2.集料堆放。沥青混合料拌和站对于不同规格的集料要分别堆放,有可靠的隔离设施,避免集料混杂;堆料的方法有几种,最好采用一层一层的堆积,逐渐加高,这种分层堆积可以减少因骨料重力而引起的离析。运料卡车倾倒骨料时要一车接一车紧挨着料堆表面倾倒。

3.拌和生产中要严格控制骨料的级配均一,使其级配误差控制在规定的范围内,并接近标准要求级配曲线范围的中值;

4.控制好填料的粒度和含量,保证骨料被沥青完全覆盖,控制沥青用量,使之在设计所要求的误差范围以内;矿粉可提高沥青混合料的稳定性、避免离析,但掺量不宜过大;

5.改变以前只做一次生产配比就不再改变的做法,而应每隔一段时间根据热拌仓中筛分出的结果重新调整骨料配比,这样可以大大减少沥青混合料的颗粒组成变异性。

(二)运输及摊铺控制

1.从拌和机贮料罐向运料车上卸料时,分三层放料,即每卸一斗混合料,汽车挪动一个位置。等一层放完后,再逐次进行第二、三层放料,从而减少粗集料的集中。应适当平整运输道路,降低行驶速度,尽量减少运料车颠簸。

2.采用两台相同型号的摊铺机成梯队方式摊铺。

3.沥青混合料卸向摊铺机时,大骨料易滚落在接料斗的两侧。因此应将运料车的车厢大角度快速提升,使沥青混合料整体滑落,以避免大骨料向接料斗两侧滚动和堆积。建议在施工中使用移动式转运车,转运车安置在自卸车和摊铺机之间,这样可以有效地避免沥青混合料的骨料离析和温度离析。

4.摊铺作业时正确操作摊铺机,对减少沥青混合料的离析很重要。正确操作接料斗两翼边斗升起,避免接料斗内固定集料过多和翻动过快,减少边斗的翻起次数以减少沥青混合料的移动频率;沥青摊铺机将要摊铺完一车料时,应适当控制摊铺机速度,关闭送料器,等下一车倒入后再进行均匀送料和布料;控制布料器处于中档或高档位置;在摊铺过程中保持沥青摊铺机布料器不停转动,摊铺槽两端保持沥青混合料不少于布料器高度的三分之二;在布料器螺旋叶片二分之一处的边端装反向螺旋叶片,使两端的沥青混合料二次拌和,减少离析;均匀操作送料器和布料器;处理好熨平板的接缝。

(三)沥青混合料温度控制

1.沥青混合料拌和时严格按规范控制沥青温度、骨料温度及出料温度,并根据施工时的气温情况适当调整出料温度。拌和时间短可能导致沥青混合料拌和不均匀或温度不均匀,因此严格控制拌和时间。

2.由于运输过程中料堆表面与空气接触,温度下降较快,而料堆内部温度下降较慢,因而形成温度离析。所以在搅拌厂选址时,要尽量使其与摊铺现场距离不要太远。如条件不允许,搅拌厂距离摊铺现场较远,则要对混合料用毛毡等覆盖,同时也要对车厢采取相应的保温措施。

3.充分加热摊铺机,尽量连续作业。

三、总结

沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。严格按照规定执行没哟步骤的生产和检测施工只质量的致命关键。