摘 要: 分析了瀝青混凝土路面施工中的離析現(xiàn)象和高速公路路面施工中普遍遇到的問題, 提出了控制離析現(xiàn)象和提高瀝青混凝土路面使用性能的措施.
關(guān)鍵詞: 瀝青混凝土路面; 施工; 離析; 控制
中圖分類號: U 416．2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 1004－0366 (2006) 04－012－203
根據(jù)交通部有關(guān)規(guī)定[ 1～ 5 ]并結(jié)合蘭臨高速公路瀝青路面施工經(jīng)驗(yàn), 以及對新規(guī)范的理解, 將從熱拌瀝青混合料礦料級配角度, 分析如何減少瀝青路面施工中的離析現(xiàn)象, 從而提高瀝青路面的使用性能及使用壽命, 最大程度上減少瀝青路面的早期破壞.
瀝青路面早期破壞究其根本原因在于2 種, 水破壞和高溫穩(wěn)定性能差[ 6～ 8 ]. 而二者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中又存在著一定的矛盾, 一方面要考慮足夠密實(shí), 以達(dá)到防水目的, 直接弊端則是混合料的高溫穩(wěn)定性能很難達(dá)到重載及交通渠化的行車要求. 各種類型的混合料設(shè)計(jì)在不同的結(jié)構(gòu)層中發(fā)揮著不同的功能,因此, 施工過程中, 在瀝青混凝土組成設(shè)計(jì)級配范圍的選定中, 充分滿足設(shè)計(jì)要求從而保證瀝青路面的使用性能.
在瀝青混凝土路面施工過程中, 產(chǎn)生離析現(xiàn)象雖然是不可避免的, 但在施工過程控制中如何最大程度減少離析, 是保證瀝青混凝土路面使用壽命的關(guān)鍵[ 9 ].
國道212 線蘭州至臨洮高速公路全長92. 69 km , 瀝青混凝土路面為3 層式結(jié)構(gòu), 上面層為4 cm 厚AC216É 型中粒式瀝青混凝土, 中面層為5cm 厚AC220É 中粒式瀝青混凝土, 下面層為6 cm 厚AC225É 型粗粒式瀝青混凝土. 在瀝青混凝土路面施工中主要從以下幾個(gè)方面控制.
1 配合比控制
瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的原則是: 在滿足高溫穩(wěn)定性的前提下, 達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的空隙率, 同時(shí)滿足瀝青飽和度要求的礦料級配和瀝青用量才是最佳的配合比設(shè)計(jì)[ 10 ] , 見圖1. 從瀝青路面的路用性能的角
度可以理解為: 在滿足高溫穩(wěn)定性能的前提下, 達(dá)到充分的防水性能.
在實(shí)際的配合比設(shè)計(jì)過程中, 會出現(xiàn)高溫穩(wěn)定性與空隙率發(fā)生矛盾的情況, 也就是滿足了設(shè)計(jì)的空隙率, 會出現(xiàn)高溫穩(wěn)定性偏小的情況; 而實(shí)際的大于設(shè)計(jì). 因此, 級配曲線的選定應(yīng)該是在不斷的調(diào)整過程中確定的, 而且一經(jīng)確定的級配曲線是不允許有很大波動(dòng)范圍的. 這就給施工過程帶來一定的困難. 因此在施工中, 應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比, 嚴(yán)把集料的級配關(guān), 以保證工程質(zhì)量.
2 拌和站控制
瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)僅僅是停留在試驗(yàn)室階段, 如何將試驗(yàn)室確定的最佳配合比能夠大規(guī)模的生產(chǎn)加工出來, 完全取決于拌和站的生產(chǎn)加工控制.瀝青混凝土拌和設(shè)備采用了智能化程度高, 計(jì)量、拌和系統(tǒng)精確的M 3000 型拌和機(jī), 這就為生產(chǎn)加工出合格的瀝青混合料提供了基本保障.對拌和站在施工過程中從3 個(gè)方面加大控制,以減少離析的發(fā)生.
2．1 認(rèn)真完成生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)
生產(chǎn)配合比是試驗(yàn)室和拌和站共同配合完成的最為重要的一項(xiàng)工作, 生產(chǎn)配合比是大規(guī)模生產(chǎn)瀝青混合料的根本依據(jù). 原則上依然確立配合比設(shè)計(jì)設(shè)定的各熱料倉比例不得隨意改變. 通過從“各熱料倉篩分結(jié)果的合成級配”中“計(jì)算出各熱料倉比例”,再從各個(gè)熱料倉比例中計(jì)算出各熱倉的分倉比例,然后從分倉比例中計(jì)算出各檔集料在不同冷料倉的比例, 來滿足目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)曲線. 這樣就更為有效地解決了施工過程中出現(xiàn)的因“集料級配發(fā)生變化”而導(dǎo)致冷料倉進(jìn)料比例發(fā)生變化的問題, 見圖2.
2．2 標(biāo)定冷料倉
眾所周知, 瀝青混合料規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大多都是體積指標(biāo). 如空隙率、飽和度等, 而拌和設(shè)備各熱料倉稱重計(jì)量過程是一個(gè)質(zhì)量比例配. 如何能確保熱料倉各質(zhì)量比例的摻配達(dá)到設(shè)計(jì)要求的體積指標(biāo)?冷料倉的標(biāo)定是關(guān)鍵的環(huán)節(jié). 標(biāo)定冷料倉是采用不同的皮帶轉(zhuǎn)速和倉門開啟程度稱量不同的冷料重量, 除去集料的含水量, 繪制出的不同的冷料倉, 不同規(guī)格集料的集料質(zhì)量和皮帶轉(zhuǎn)速的直角坐標(biāo)曲線. 冷料倉在送料比例的控制是通過冷料倉料斗的倉門開關(guān)大小以及相對應(yīng)的冷料倉的皮帶轉(zhuǎn)速控制的. 這樣就控制了不同的冷料倉進(jìn)料的質(zhì)量比例與目標(biāo)配比確定的質(zhì)量比例相一致.
2．3 加大自檢力度
在生產(chǎn)加工過程中, 試驗(yàn)室的自檢結(jié)果是衡量產(chǎn)品合格與否的唯一標(biāo)準(zhǔn), 應(yīng)隨機(jī)進(jìn)行抽提試驗(yàn), 檢查瀝青混合料的級配, 糾正可能出現(xiàn)的偏差細(xì)節(jié), 以精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)來指導(dǎo)日常生產(chǎn).在拌和站還存在著可能產(chǎn)生離析的一個(gè)環(huán)節(jié),就是在成品倉往運(yùn)輸車輛裝料過程中產(chǎn)生離析. 成品倉出料口距車廂底板有一定的高度, 這就使得成品瀝青混合料有一個(gè)裝廂起堆的過程. 而起堆則必然導(dǎo)致離析(大料分散在料堆底部, 細(xì)料集中在頂部). 減少起堆的次數(shù)是減少離析的一種方法. 按照前、后、中的順序分3 次裝車減少一次起堆.
3 原材料控制
在原材料加工生產(chǎn)過程中, 為確保瀝青混合料使用性能達(dá)到配合比設(shè)計(jì)要求:
3．1 嚴(yán)格控制料源
在片石的選擇上, 選擇強(qiáng)度性能高, 石料與瀝青的粘附性能強(qiáng)、潔凈程度高的片石加工成碎石, 為了使碎石的壓碎值指標(biāo)和針片狀含量達(dá)到規(guī)范要求,采用反擊式破碎機(jī)生產(chǎn)碎石.
3．2 碎石加工設(shè)備的控制
碎石加工是一個(gè)時(shí)間相對較長的工序, 定期檢查振篩篩孔的磨損情況和進(jìn)行集料篩分試驗(yàn), 使得原材料的級配維持在一個(gè)相對穩(wěn)定的范圍以內(nèi), 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明, 在碎石加工過程中, 篩孔變化可能會達(dá)到3～ 4 mm 的變化, 粗集料的篩分結(jié)果會有偏粗的趨勢. 因此要定期檢查篩孔, 更換振篩以保證原材料級配穩(wěn)定.
3．3 攤鋪控制
攤鋪過程是離析最容易產(chǎn)生的一個(gè)工序, 而且有些離析是不可避免的. (例如在攤鋪機(jī)熨平板兩端是最容易產(chǎn)生離析的部位). 但攤鋪過程中離析的產(chǎn)生, 很大程度上是由攤鋪機(jī)本身的性能決定的. 應(yīng)采用熨平板、螺旋布料器、自動(dòng)找平系統(tǒng)等較好的L T 1200 型瀝青攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪, 很大程度上減少離析現(xiàn)象的發(fā)生.
另外, 根據(jù)不同的攤鋪厚度, 調(diào)整螺旋布料器和熨平板前緣之間的距離, 也能減少混合料出現(xiàn)離析.熱拌熱鋪密級配瀝青混合料的壓實(shí)厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2. 5～ 310 倍. 在混合料集料粒徑較大, 攤鋪層較厚的情況下, 螺旋布料器離下臥層的距離和離熨平板前緣的距離都應(yīng)稍大, 反之可適當(dāng)調(diào)小. 螺旋布料器離熨平板前緣的距離在保證供料充分, 滿足攤鋪厚度要求的前提下, 宜盡量調(diào)小. 這樣能保證攤鋪后表面平整及厚度均勻, 減少離析.在攤鋪過程中, 攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度發(fā)生改變也會導(dǎo)致攤鋪厚度不均勻而發(fā)生離析. 在其他條件不變的情況下, 攤鋪機(jī)速度的變化會帶來熨平板下面混合料數(shù)量和密度的變化. 當(dāng)速度變慢, 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入熨平板底部混合料數(shù)量增加, 熨平板將被抬高,同時(shí)又因熨平板前的混合料積多, 密度變大, 當(dāng)進(jìn)入熨平板底部后, 密度大的混合料變形率小, 熨平板亦相對抬高, 導(dǎo)致攤鋪層變厚. 相反, 當(dāng)速度變快, 將導(dǎo)致攤鋪層變薄[ 3 ].
在運(yùn)輸車輛卸料完成后, 后面一輛運(yùn)輸車進(jìn)入卸料料斗前會有一小段時(shí)間間隔, 通常攤鋪操作手會將攤鋪機(jī)料斗兩側(cè)的擋板合攏繼續(xù)向前攤鋪, 直至料斗空倉再讓自卸車卸料. 其實(shí)料斗擋板兩側(cè)的瀝青混合料是粗集料最集中的部位, 攤鋪在路面上非常容易形成“粗集料窩”, 因此, 在卸料攤鋪過程中, 攤鋪機(jī)始終不將料斗合攏, 等到當(dāng)天攤鋪?zhàn)詈蠼Y(jié)束時(shí), 一次性將該部分混合料清除, 做廢料處理.
3．4 碾壓控制
碾壓過程本身并不能減少瀝青混合料的離析,但是對于連續(xù)密級配瀝青混凝土的AC 結(jié)構(gòu)來說,大噸位的輪胎進(jìn)行復(fù)壓可以提高AC 結(jié)構(gòu)瀝青混凝土的密水性. 因?yàn)檩喬郝窓C(jī)的輪胎之間存在一定間隔, 對瀝青混凝土進(jìn)行局部的搓揉碾壓, 使碾壓范圍內(nèi)粗集料排列更有序, 細(xì)集料填充更密實(shí).
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