微表处混合料配合比设计存在的问题及改进
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微表处配合比设计过程中应注意的几个问题一、原材料的选择原材料的选择是进行配合比设计及施工的基础,是否选择到质量合格的原料,直接关系到封层的质量。
首先,改性乳化沥青的贮存稳定性是强制指标,必须满足规范要求,只有稳定性良好的乳液才不会堵塞封层车的管道及沥青泵。
其次,要认真检测级配料的砂当量,因为砂当量过低会引起封层的开裂、养生时间延长、松散、裹附性差及施工用水量过大等诸多问题。
一般情况下,级配料的砂当量在47%~48%直至58%以下,封层会有微裂;当砂当量小于45%时开裂会比较严重;砂当量大于58%后封层开裂问题一般会消失。
二、可拌和时间的确定在工地上进行现场拌和试验时,要选择晴天且时间段应安排在中午或下午14:00~15:00之间进行,即选择一天当中最热时段且要在太阳直射情况下进行。
只有这样才能保证通过试验获得的配方添量在施工中任何时间段均可有效使用且有充裕的时间在施工过程中进行缺陷处理及局部调整而不会因拌和时间不足造成无法正常摊铺及修补而影响工程质量。
三、掺配级配料时如何由质量比转化为体积比由于进行配合比设计时一般采用质量比进行各档石料的掺配,而在实际施工中由于条件的限制一般采用体积比进行各档集料的掺配,这就存在由质量比向体积比转化的问题,现举例说明其步骤如下:1、例如通过室内试验确定0-3mm档、3-5mm档、5-10mm档三种集料的质量配比为:1:1.5:22、测定0-3mm档、3-5mm档、5-10mm档三种集料的干湿比(m干/m湿),例如经测定分别为97%、98%、97%3、测定0-3mm档、3-5mm档、5-10mm档三种集料的自然状态的堆积密度p0-3、p3-5、p5-10、4、由公式:m=vp推导而得v=m/p则V0-3:V3-5:V5-10=(m0-3湿/ p0-3): (m3- 5湿/ p3-5): (m5-10湿/ p5-10)=[(m0-3干÷0.97)/ p0-3]: [(m3- 5干÷0.98) / p3-5]:[(m5-10干÷0.97)/ p5-10]=[(1÷0.97)/ p0-3]: [(1.5÷0.98) / p3-5]: [(2÷0.97)/ p5-10]5、经过计算确定出体积比后要经室内实验室试筛后与设计级配进行比较,若在允许误差范围内便可确定,若超出允许范围则要进行微调。
ms-ⅲ型微表处混合料配合比优化设计方法研究随着现代建筑工程的不断发展,对混凝土的要求也越来越高。
而微表处混合料是一种提高混凝土性能的重要手段,能够提高混凝土的抗裂性能、耐久性以及抗渗性能等。
因此,对于微表处混合料的配合比进行优化设计是十分必要的。
首先,进行微表处混合料配合比优化设计,需要了解原材料的性能参数,如水泥、骨料、粉煤灰等。
这些材料的性能参数,包括吸水率、比重、粒径分布等,对于混合料的性能有很大的影响。
因此,在设计之前要进行材料的试验研究,确定其性能参数。
其次,根据微表处混合料的用途和要求,确定所需的性能指标。
常见的性能指标包括抗裂性能、耐久性、抗渗性等。
根据这些性能指标,可以确定合适的配合比。
在确定配合比时,一般遵循以下原则:1.要满足微表处混合料的所需性能指标。
根据之前确定的性能指标,选择合适的原材料比例和掺添加剂比例,以满足性能要求。
2.尽量减少水胶比。
适量的水可以使混凝土易于施工,但是过多的水会对混凝土的强度和耐久性造成负面影响。
因此,要尽量减少水胶比,提高混凝土的强度和耐久性。
3.要合理选择骨料比例和颗粒级配。
骨料是混凝土的主要组成部分,对混凝土的性能有很大影响。
因此,在选择骨料比例和颗粒级配时,要根据混凝土的用途和要求进行合理的选择。
4.适量添加掺合料。
掺合料是微表处混合料中的重要组成部分,可以提高混凝土的性能。
适量的掺合料可以减少水胶比,提高混凝土的强度和耐久性。
最后,进行微表处混合料配合比优化设计时,需要进行试验验证。
根据设计的配合比,制作试件并进行试验,评估其性能是否满足要求。
根据试验结果,可以对配合比进行调整,进一步优化设计。
总之,微表处混合料配合比的优化设计是提高混凝土性能的重要手段。
通过了解原材料的性能参数,确定性能指标,并根据配合比原则进行设计,最后进行试验验证,可以获得合适的配合比,提高混凝土的性能。
微表处施工中的质量缺陷及成因分析马献忠摘要:提出了微表处施工存在的表面跑砂、分层、脱落、拉伤、刮痕、纵横接缝不平顺、线性差、泛油、轮迹等外观缺陷,详细分析了其成因。
关键词:稀浆封层外观缺陷成因近几年来,微表处道路养护技术在安阳市政道路上已广泛应用,得到筑养路部门及广大市民的认可。
它由改性乳化沥青、集料、填料、添加剂和水,使用专用的摊铺机械,按一定的配合比例进行拌和,一次性完成拌和、摊铺过程的施工工艺,是目前比较先进的道路预防性养护措施。
该施工方法具有施工快、成型快、开放交通快,不污染环境等特点。
微表处路面外观质量的优劣直接影响到行车的舒适性,并间接反映出封层面内在质量的好坏,是判断稀浆封层工程质量的重要内容之一。
微表处路面常见的外观缺陷问题主要有表面跑砂、表面分层、脱落、拉伤、刮痕、纵横接缝不平顺、线形差、泛油、轮迹等等。
这些外观的缺陷,有的是原路面状况的问题,有是施工工艺的问题,有的是交通管制的问题。
只要找准病因,这些质量问题都是可以解决的。
现就微表处施工路面外观缺陷及其产生的原因分析如下:1、表面跑砂表面跑砂表现为封层材料自上而下的剥落,大颗粒为车轮带出,面层细料散失,是一种由于稀浆混合料内部粘聚力不足引起的缺陷。
造成这一缺陷的原因主要有以下六点:(1)沥青含量不足,也就是油石比偏低;(2)集料数量不够,不足以形成将粗颗粒集料牢固粘结的沥青砂浆基体;(3)使用的道路沥青质量不合格;(4)稀浆混合料用量过少、铺层过薄;(5)寒冷的气候条件下施工,稀浆混合料未完全凝固而放行或施工后24小时内发生冰冻;(6)微表处施工后混合料尚未完全凝固,而突来的降雨,部分乳化沥青流失,开放交通后造成飞散跑砂。
2、表面分层、脱落分层脱落是一种下层的剥落,表现为整块的混合料脱开原路面,失去封层材料而暴露出原路面。
产生这一缺陷的原因归根结底是原路面状况的问题,具体的成因有以下8点可供参考:(1)原路面的病害如龟裂、碎裂未彻底处理,整体稳定性差;(2)道路表面未彻底清扫,留有泥点、灰尘、动物粪便、洒落的滑料、机械漏下的油污等;(3)道路上有热塑材料和冷塑材料喷制的交通标志线或其它油漆标记未被彻底清除;(4)路面为多孔隙路面(如开放配排水型路面)表面露骨而又磨的很光的路面,对上述路面没有喷洒粘层油或喷洒数量不够可导致稀浆封层发生剥落;(5)乳化沥青在摊铺箱内破乳过早,沥青结团,影响与原路面的结合力;(6)原路面喷水过量或雨天后积水未干;(7)稀浆混合料的用量过大,造成富沥青的细料上浮而粗料下沉的离析现象,影响混合料与原路面的粘结性能;(8)油石比过大放行后车轮粘起带飞造成的脱落。
微表处施工中常见问题及对策分析作者:陈美玲来源:《智富时代》2017年第07期【摘要】微表处作为预防性养护的一种主要技术方式,已经被推广用于我国中高等级路面的常规养护工作当中,并以其优异的经济社会价值取得了良好的效果。
文章结合旧沥青路面微表处施工的质量基本要求,针对常见的施工过程及施工后产生的主要问题展开分析和对策探讨,希望为相关路面养护工作提供参考。
【关键词】微表处;养护;问题;对策一、微表处基本工艺内容及优势微表处施工养护是在稀浆封层的基本技术上发展起来的预防性养护技术,随着材料的不断改进优化,在上世纪70年代德国首先将稀浆封层发展为微表处,并于90年代传入我国,目前已经在我国形成较为成熟的技术体系,并广泛运用于各类等级路面的补强加固预防类养护当中。
微表处作为预防性养护的一种方法,其主要施工材料与操作内容与稀浆封层相类似,即采用合适级配的碎石或砂、无机填料(水泥、石粉、粉煤灰等)以及改性乳化沥青、水、外加剂等按一定比例拌和形成的稀浆状沥青结合料,用摊铺机械将其均匀摊铺在路面上形成沥青封层。
微表处之所以能在诸多国家地区的道路养护工作中被广泛应用,源于其施工和效果方面的显著优势:(1)经微表处后的路面相当于为路面顶层补充磨耗层,令原有路面的防水能力和抗滑能力均有显著提升。
(2)显著延长路面使用寿命,防止路面老化及面层松散剥落现象,具有明显经济效益。
(3)施工材料简单、施工进度快、施工难度低,可以实现短时间封闭(施工)—开放交通的效果,快速修补路面辙槽类病害。
(4)施工要求较低,常温下施工即可,且环保无污染,不产生烟尘废气及噪音等。
二、微表处施工基本质量要求(一)材料质量要求集料:集料所采用的碎石石材需坚硬耐磨,表面整洁无污泥杂物附着,选用级配以中粒式为主,成型厚度为5或10毫米。
相关研究调查表面,结合料中砂石当量值与路面湿轮磨耗值呈负相关关系,也就是说砂石当量越低,湿轮磨耗值越大,其耐磨能力就越低。
浅谈微表处混合料配合比设计郭慧敏【摘要】通过结合山西广源高速公路微表处施工的工程案例,从试验方法、材料用量和路用性能的评价指标等方面对微表处混合料配合比设计进行了论述.【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】1页(P98)【关键词】微表处;试验;用量;设计【作者】郭慧敏【作者单位】山西交通职业技术学院,山西太原 030031【正文语种】中文【中图分类】TU47微表处是一种冷拌冷铺的混合料,施工过程中呈稀浆状态,为了能迅开放交通,要求混合料摊铺后稀浆能迅速固化成型。
1 表层沥青混合料试验指标1.1 可拌和时间首先拌制混合料,在搅拌锅内加入矿料和填料,搅拌均匀后加入水和添加剂,倒入改性乳化沥青,并搅拌记录时间。
用力快速搅拌。
当搅拌中感觉到手需要用力,且目测稀浆状态混合料变得浓稠之时,即表明发生破乳,这个时间点就是可拌和时间。
拌合直至可拌和时间结块抱团,这个时间点为不可施工时间。
对于上述试验的温度以及湿度需记录。
1.2 稠度试验与指标微表处混合料既要有足够的时间进行拌和,还要求有良好的施工性。
若混合料过稀,会导致跑浆进而引发路面接缝不再直顺,变得弯曲;甚至引发“出油”状况,即细集料浮于路面面层上,导致混合料的摊铺厚度失控。
反之,过于粘稠的混合料会导致摊铺工艺难以操作,进而形成观感质量差的路面,还会导致于旧路表明黏结不够牢固。
在摊铺施工中混合料稠度在不断变化,施工中要求混合料稠度保持合适的状态即范围在2~3cm之内。
1.3 初凝时间试验将刚拌和均匀的微表处混合料立即摊在油毛毡上,并且要将混合料铺平,开始计时,为初凝时间起点。
初凝状态是在室温放置试件,采用滤纸按压混合料表面观察是否形成褐色斑点,如没有形成则表明混合料已初步凝结;如出现则等待三分钟继续试验,重复等待试验操作直至半小时后如仍出现斑点,将试验间隔延长为十分钟,直至混合料初步凝结,记录初步凝结时间点的温湿度。
上述试验进程中,如果混合料表层沥青微粒发生水相分离,滤纸上将无斑点。
微表处混合料配合比设计方法比较关键词:道路工程微表处配合比设计方法引言微表处(micro-surfacing)是一项经济有效的预防性养护技术。
该技术被国际公认为是修复道路车辙、轻度裂缝等病害,防止路面水损害,改善沥青路面表面功能,提高路面抗滑性能的最有效、最经济的手段之一。
尽管现在有许多微表处的应用实例,但目前的微表处混合料配合比设计方法与实际情况的关联性差,导致了微表处工程出现了很多失败的例子,这也是微表处技术在我国的推广受到影响的一个原因。
所以,有必要对现有的微表处混合料配合比设计方法进行改善。
1研究的意义及必要性在实际应用中发现,无论是用于微表处罩面还是微表处填补车辙,都存在设计方法与工程实际不相符的情况。
导致路面出现泛油等病害,甚至影响使用寿命。
故有必要分析比较现有的微表处混合料配合比设计方法,通过对设计方法的改善来提高微表处的路用性能。
2现行微表处混合料配合比设计方法比较微表处技术源于60年代末70年代初的德国,在欧洲迅速得到推广。
在美国,微表处技术在高速公路的维修养护工作中的使用越来越普遍,并逐步取代了普通的稀浆封层。
目前,有若干由不同机构推出的微表处混合料配合比设计方法,其中主要有《公路沥青路面施工技术规范》,我国交通部公路科学研究院《微表处和稀浆封层技术指南》,国际稀浆封层协会设计方法(issa tb a143),美国材料试验学会设计方法(astm 6372-99a)和德克萨斯交通运输学会设计方法(tti 1289)。
其中issa提出的issa tb a143设计方法世界范围内被广泛使用。
2.1issa微表处混合料配合比设计方法issa a1432.1.1集料级配良好的矿料级配是稀浆混合料性能的重要保证。
国际稀浆封层协会(issa)“乳化沥青稀浆封层使用指南a105(revised)may2005”提供了3种级配,由细到粗分别为i,ii,iii型;而“微表处使用指南a143(revised)may2005”中的级配只有ii、iii型,这两种级配与a105的ii型和iii型完全一致,这主要是考虑了微表处适用于承受重交通、填补车辙、摊铺厚度较大的原因。
微表处混合料配合比设计存在的问题及改进
摘要基于现行微表处配合比设计对微表处路段在施工中、施工后发生病害的影响,分析了目前微表处混合料配合比设计存在的问题。
研究了将飞散试验引入微表处混合料配合比设计的可行性,并提出改进微表处配合比的设计方法。
关键词微表处;配合比设计;飞散试验;质量损失
中图分类号:u418.6
文献标志码:b
文章编号:1000—033x(2012)07—0062—03
0 引言
微表处乳化沥青混合料既不同于一般的沥青混凝土,又与稀浆封层混合料有一定的差别;其优良的路面特性需要通过沥青混合料的使用性能来实现。
世界各国沿用多年的图解法和中国采用的现行方法在确定沥青用量方面尽管有诸多缺陷,但其具备经济、简单、可行、方便的优点、因此,在中国微表处研究仍处于起步阶段的情况下,仍应借鉴传统思路对沥青混合料进行设计。
同时,为了弥补现行方法存在的不足,需要增加新的试验方法对其进行补充。
本文提出引入飞散试验进行微表处混合料设计的新方法。
1 现行设计方法存在的问题
目前,中国微表处工程混合料配合比设计中对沥青用量的确定一般采用《微表处和稀浆封层技术指南》中的建议,而这些建议也在很大程度上借鉴了issa混合料配合比设计中沥青用量的确定方法,
在实际工程应用中,存在诸多问题。
1.1图解法存在的问题
现行《微表处和稀浆封层技术指南》中油石比的确定方法是对初选的3个左右的混合料配方分别变化不同的沥青用量(沥青用量一般在6.0%~8.5%之间),按要求重复试验,并分别将不同沥青用量的1h湿轮磨耗值及砂粘附量绘制成如图1的关系曲线。
以1h湿轮磨耗值接近要求的沥青用量作为最小沥青用量pbmin,砂粘附量接近要求的沥青用量作为最大沥青用量pbmax,得出沥青用量的可选择范围pbmin~pbmax。
在采用图解法设计微表处混合料配合比过程中,发现该方法存在以下问题。
(1)混合料成型困难。
图解法中必须变化4~5个不同油石比制备试样,由于微表处混合料敏感性强,当油石比变化时,改性乳化沥青的用量随之变化,导致混合料的拌和状态出现明显变化。
油石比过小,混合料可能很快破乳,成型困难;油石比过大,混合料过稀,跑浆严重。
(2)由于微表处混合料有6d湿轮磨耗的要求,因此,如果采用图解法,应该有1h湿轮磨耗、6d湿轮磨耗、粘附砂量3条曲线,而不是现在的2条曲线。
图解法确定的最佳沥青用量在通常情况下是由粘附砂量一个指标确定的,是单指标的设计方法。
(3)由图解法确定的最佳油石比往往偏大。
只有当试样表面泛油严重,形成油膜时,粘附砂量才可能超过538kg·m—2,由该用油
量降低1.5%后得出的最佳油石比明显偏大。
1.2施工中油石比低于设计油石比
此外,调查中还发现,微表处混合料设计得出的油石比与施工中实际采用的油石比相差较大。
ⅲ型级配的设计油石比一般在7.0%以上,而实际采用的油石比一般不会超过7.0%,多数在6.0%左右。
可见,即使严格按照中国现有的issa设计方法进行微表处混合料的设计,也不能完全控制微表处的施工质量及相应的路用性能。
1.3路面泛油现象
在现行的wtat试验方法中要求将石料预先过4.75mm筛,过筛的目的是为了易于获得表面平整的wtat试件,但这样做改变了微表处本身的级配。
按此试验方法和最大磨耗值限制得到的油石比偏高,导致微表处路面使用中泛油现象尤为严重。
本文对泛油路段进行了抽提试验,试验结果表明,该路段施工油石比的高值达到了7.63%,而低值也达到了6.97%。
对典型泛油路段的混合料级配进行抽样筛分试验,结果见表1。
从表1不难看出,微表处混合料施工级配过细,基本上接近issa 推荐的ⅲ型级配上限,混合料体系中充当骨架结构的粗颗粒用量偏少。
这主要是因为微表处的施工厚度一般都非常薄,为避免施工中出现划痕现象,故减少了粗集料的用量,但由于时值盛夏高温,这样虽然改善了路面的美观性,却为泛油带来了隐患。
由于确定混合料油石比的试验方法不够严格,因此无论用于微表处罩面还是微表处填补车辙的沥青用量设计都存在不合理之处,需要
进一步研究。
2 飞散试验用于混合料设计的可行性研究
要使飞散试验应用于微表处混合料油石比的设计,就要考虑它在不同情况下的适应性和可行性。
结合工程实际,同时考虑到飞散试验量过大,本文仅选择两种基质沥青(埃索—70#、sk—70)、一种乳化剂(慢裂快凝乳化剂a)、一种改性剂(美国胶乳x)进行飞散试验。
针对不同改性剂剂量、水泥掺量和不同级配,实施了三种试验方案。
在确定微表处混合料最佳油石比飞散试验之前,首先利用现有规范中的湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验确定最小及最大沥青用量,再引入飞散试验,在该区间内寻找微表处混合料最佳沥青用量。
沥青分别为埃索—70#、sk—70,乳化剂a的剂量为1.8%,改性剂x的剂量分别为3%和5%。
试验结果见图2、3。
由图2的试验结果确定不同改性剂剂量和不同沥青条件下混合料的最小及最大沥青用量,见表2。
从表2看出,由湿轮磨耗和负荷轮试验确定的油石比范围过大,最大超过了2%,显然在实际工程中,在该范围内选择施工油石比具有随意性,只要在该区间选择,都满足要求。
但实际上因油石比的不同造成微表处混合料性能的差别很大,因此有必要对油石比范围进一步缩小。
本文采用飞散试验“质量损失差”指标进行最佳油石比确定。
试验结果如图4所示。
图4表明,对于不同沥青、不同改性剂剂量,随油石比增加,飞散
质量损失差减小。
当油石比在6.5%~7.0%之间时,飞散质量损失差曲线趋于稳定,并且这个油石比范围在由湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验确定的最小及最大沥青用量之间;此后随混合料油石比增加,飞散质量损失差基本不变。
本文主要研究用于车辙填充的微表处,为保证混合料具有良好的高温稳定性,油石比应取下限,该结论与实际工程施工中采用的油石比完全吻合,这充分证明,引入飞散试验并采用“飞散质量损失差”指标进行微表处混合料设计,可有效解决由湿轮磨耗及负荷轮粘砂试验确定的混合料油石比范围过大的问题,能够精确地确定微表处混合料的最佳沥青用量。
3 改进后的微表处配合比设计方法
结合湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验,引入飞散试验确定微表处沥青用量,设计思路如下。
(1)结合主要研究沥青用量的设计方法,直接采用微表处工程广泛采用的ms—3型中值级配。
(2)进行湿轮磨耗试验和负荷轮粘砂试验,初步确定沥青用量的范围。
(3)进行肯塔堡飞散试验,应用“图解法”确定曲线拐点,以拐点油石比确定微表处混合料的最佳沥青用量。
(4)如果所设计的混合料不能满足性能检验指标要求,应该调整级配、沥青胶结料以及油石比。
(5)最后在满足肯塔堡飞散试验设计参数建议范围的同时,要根据性能指标检验的原则综合确定最佳油石比。
其具体流程如图5所
示。
4 结语
(1)详细分析现行微表处配合比设计流程,指出现行湿轮磨耗试验、负荷轮试验确定油石比的方法存在的不合理之处。
(2)由湿轮磨耗和负荷轮试验确定的油石比范围过大,本文采用飞散试验“质量损失差”指标进行最佳油石比确定。
(3)对于不同沥青、不同改性剂剂量的混合料,随油石比增加,飞散质量损失差减小,当油石比达到某值时,飞散质量损失差曲线趋于稳定,此后随混合料油石比增加飞散质量损失差基本不变。
[责任编辑:袁宝燕]。