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赤一大高速公路机械化施工混合料离析的控制技术

   日期:2017-08-12    
目前高速公路沥青路面的一些早期损坏,如松散、网裂、坑洞、局部严重辙槽、局部泛油等,都与沥青混合料的离析密切相关,沥青混合料的离析是造成路面不均匀的主要原因。是降低路面使用性能的顽症。本文结合内蒙古赤峰―大阪高速公路沥青面层施工的实践经验,探讨了沥青路面施工过程混合料离析的机理,分析了施工工艺流程中的薄弱环节,提出了相应的混合料离析的控制技术。
  1、沥青混合料离析的种类及后果
  1.1沥青混合料的级配离析
  沥青混合料的级配离析指沥青混凝土路面出现粗料、细料分别集中的现象,混合料变得不均匀。如沥青偏少,则集料碾压成型后路面松散,路面结构不均匀,呈现出较差的结构和纹理特性,路面强度大大下降;路面细料集中区域孔隙率小,可能会出现泛油现象和严重的车辙;粗料集中区域则孔隙率太大,可能出现渗水而导致路面的水损坏。
  1.2沥青混合料的温度离析
  温度离析是指沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响,因热量损失而出现温度差异的状况。混合料的温度离析,会导致路面压实度不均匀,温度较低区域路面的空隙率较大,纹理深度也较大,这些区域的路面易出现早期损坏。温度离析造成的后果与级配离析一样严重,都会导致沥青路面的早期损坏,大大缩短沥青路面的使用寿命。研究表明,严重离析的路面使用寿命可能会减少50%以上。
  2、沥青混合料离析的控制技术
  2.1原材料性质的稳定性
  首先要控制原材料的料源,保证料源出自固定的料场,骨料应经过反击式破碎机加工,而且要同目标配合比取样料源一致。赤―大高速公路项目的做法是:首先选定合格的固定料场,考察其加工方式和产量,确定料源之后再取样作配合比试验;其次是控制原材料进场后的堆放,必须堆放在硬化的、具有良好排水系统的地坪上,规格不同的材料应用墙体隔开,以免混料;另外,细集料应采取覆盖措施,潮湿的细料将影响拌和机产量和混合料质量;最后要控制原材料的取用,尤其是粗集料的取用应保证粗细均匀,生产过程中不允许装载机贴地装料、上料。
  2.2生产配合比的合理制定
  资料表明,沥青混凝土面层压实厚度与沥青混合料最大公称尺寸之比值应≥3:1,而赤―大高速公路下面层的层厚(6cm)小于这一规定(7.5cm),表现在施工过程中较易出现离析现象。为了解决离析问题,保证面层的压实厚度显得非常重要。
  在制定生产配合比时,必须使级配在规定的范围内,并接近所要求级配范围的中值。确定实际油石比时应注意,如果沥青用量过小,会造成骨料问黏附性降低,骨料易滚动,可能加重沥青混合料的级配离析程度。另外如果4.75mm和2.36mm这2档集料过少,将影响面层表面的均匀性,而过多则难以压实。集料中通过0.075mm筛的主要是矿粉,矿粉过多会使沥青混合料中有效沥青含量减少,表现为混合料外观发暗、无光泽,压实后表面不均、细料过多,而且影响沥青混合料的其他技术指标。在解决赤―大高速17标段出现的离析问题时,采用了控制拌合楼的引风并定期清洗布袋的措施,收到了很好的效果。
  2.3拌合过程中混合料的均匀性
  赤―大高速公路项目的经验表明,沥青混合料拌合过程中冷料仓进料比例应与热料仓的比例保持一致,达到供料平衡,避免出现溢料、待料和混料。要定期检查拌和站振动筛,防止由于局部破裂而使混合料混入部分超粒径的骨料,以避免加重离析。另外要控制拌合时问,防止出现“花料”。
  2.4运输过程中混合料温度离析的控制
  在热混合料运输过程中,混合料出现温度离析的主要原因有:运距长、道路不平整、车速高、气温低、风速大,以及车厢底、侧及顶面温度降低过快等。由于内蒙古风大气温低,所以赤―大高速公路项目采用运输车辆顶部和车厢周围加盖棉被的办法,很大程度上解决了这一问题。
  沥青混合料温度的离析还可以由沥青混合料转运设备来解决。由于沥青混合料转运设备具有二次搅拌作用,可以使混合料粒径分布和温度分布更加均匀,有效地避免沥青混合料的级配离析和温度离析,摊铺的沥青混合料温度均匀,不易出现冷料点,沥青路面结构均匀,空隙率一致,从而提高了沥青路面的工质量。
  2.5摊铺过程中混合料离析的控制
  有关资料显示,摊铺宽度为10.5m的摊铺机摊铺路面后,取样试验表明骨料离析相当严重,路面左右两侧大骨料占65%,而路面中间大骨料仅为35%,均超出规定的级配范围。一般来说,摊铺宽度越大,混合料的级配离析越严重。因此,在摊铺宽度较大时,应采用多幅摊铺的方式,每幅宽度最好不超过6~7m。在赤―大高速公路项目中,由于路面的单幅宽度为11.5m,所以采用两幅不等宽搭接的摊铺方式,使用2台摊铺机同时摊铺,实践证明这一措施有效地解决了摊铺机摊铺过程中混合料的级配离析问题。
  赤―大高速项目采取了一些有效的措施,控制摊铺过程中混合料级配的离析。例如,使用2台摊铺机摊铺时,保证其工作参数一致;螺旋输料器在机身中部两侧的反向叶片的数量和叶片倾斜角度要合适;合理确定螺旋

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