摘要:對瀝青混合料的級配離析和溫度離析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和危害進行分析和討論,指出了攤 鋪機結(jié)構和施工方法不當是造成級配離析的主要原因,而自卸卡車的運輸過程是造成溫度離 析的主要原因,并都相應地提出了控制措施。
關鍵詞:攤鋪 離析 產(chǎn)生 控制
1 引言
隨著人們對高速公路平整度及行車舒適性的要求越來越高,從底基層開始,以前靠平地機,路 拌機等機器完成的穩(wěn)定材料鋪設工作都由攤鋪機來完成,從而最大程度保證了道路平整度和質(zhì) 量。
由于攤鋪機的廣泛使用,使得在攤鋪過程中出現(xiàn)的離析的控制成了一個很重要的問題。本人 通過多年的施工實踐就離析的產(chǎn)生和控制等談一點看法。
2 攤鋪過程中離析的產(chǎn)生
混合料的離析包括級配離析和溫度離析。級配離析是指集料在外力作用下大粒徑料和小粒徑 料分別聚集的現(xiàn)象?;旌狭现泄橇系牧讲煌溥\動慣量也不相同,當混合料受到外力(機械)作 用后,大粒徑骨料的運動速率必然大于小粒徑骨料的運動速率,于是就產(chǎn)生了大小粒徑料的分離 而形成離析。溫度離析是指在攤鋪瀝青混凝土面層時,經(jīng)充分攪拌、溫度均勻的瀝青混合料,經(jīng)過某一過程后,溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象。
2.1 級配離析之縱向離析的產(chǎn)生
大量的試驗以及攤鋪實踐都表明,縱向離析現(xiàn)象是由螺旋分料器結(jié)構產(chǎn)生,如圖1所示。
由于攤鋪機所鋪設的材料都是從中間向兩邊輸送的,在螺旋送料槽這個開式空間里,由于結(jié) 構的需要,必須有一個中間驅(qū)動的鏈輪箱,在兩端還必須有多個加長支撐,這些支撐造成了螺旋 的不連續(xù),同時材料的流動增加了阻力,料流在這個空間內(nèi)大粒徑材料和小粒徑材料分離,造成 了多條離析帶。
2.2 級配離析之橫向離析的產(chǎn)生
橫向離析現(xiàn)象的產(chǎn)生與攤鋪機本身因素關系不大,它主要是由作業(yè)方法帶來的,如圖2所示。
圖2 橫向離析帶
在攤鋪機的一個工作循環(huán)中,混合料拌和站貯料倉存料時形成錐狀堆料,第一次造成了在貯料倉 中的離析,拌和站的卸料器向卡車卸料時,也形成錐狀堆料,第二次造成了在卡車料斗中的離析,當 卡車向攤鋪機料斗中卸料時,又一次形成錐狀堆料,在攤鋪料斗中形成再次離析,一個工作循環(huán)完 成后,卸料卡車離去,攤鋪機將料斗收起,這時,留在最后的大粒徑的材料全部送到螺旋分料器,形 成了一條又一條的橫向離析帶。
2.3 溫度離析的產(chǎn)生
自卸卡車的運輸和卸料過程是造成瀝青混合料溫度離析的主要原因。
自卸卡車在運料到攤鋪機途中,瀝青混合料會通過車廂壁與空氣進行熱量交換,毫無疑問,靠近 車廂壁及頂層的混合料溫度大幅降低,由于導熱性能低,熱量從混合料堆的中心向四面?zhèn)鲗У乃俣认?nbsp;當慢。所以在卡車抵達攤鋪現(xiàn)場時,車廂內(nèi)四壁的物料溫度就會大大低于物料中部的溫度,出現(xiàn)溫度 差別。
卸料過程中,車廂中部的物料因溫度高,粘性低首先被卸到攤鋪料斗中,而靠近車廂壁的物料總 是最后落在料斗的兩側(cè)和頂部;高溫物料又是最先攤鋪到基層上,而低溫混合料被延時到最后攤鋪, 這個過程進一步加劇了瀝青混合料溫度的不均勻性,溫度的離析更加嚴重,而且每車的運輸和卸料 都會出現(xiàn)這種離析現(xiàn)象。
3 對離析的控制
雖然在攤鋪過程中離析無法避免,但我們可以通過一些措施進行有效的控制,減少分離現(xiàn)象的產(chǎn) 生。瀝青混凝土路面必須從混合料設計,集料加工,堆集,混合料拌和,運輸,攤鋪等各環(huán)節(jié)抓起,嚴 格按技術標準和規(guī)范進行施工。
3.1 縱向離析的控制
實際攤鋪過程中,主要通過三種途徑來控制。一是選用高性能的攤鋪機來保持刮板輸料器和螺旋 分料器穩(wěn)定、連續(xù)地工作,則混合料將始終沿熨平板寬度方向均勻分布,混合料產(chǎn)生的離析將降低至 最少;二是通過調(diào)整超聲波料位器,使物料淹沒螺旋葉片2/3以上,這樣使得物料從中間向兩邊運動 是整體移動,而不是不斷翻滾,避免了大小料分離;三是螺旋前導料板的間隙隨機適度調(diào)整和螺旋的多 級調(diào)整并在螺旋分料器兩端改裝反向葉片,使混合料在分料時兩端形成二次拌和從而減少粗細粒料的 堆積從而有效地抑制離析現(xiàn)象。
3.2 橫向離析的控制
解決橫向離析現(xiàn)象最有效的措施有以下幾種:一是混合料宜采用大噸位卡車運輸,它形成的離析 量要少;二是自卸卡車在裝料時應移動裝料,并按車廂前、后、中的裝料順序,從而減少材料的離析 現(xiàn)象;三是從貯料倉卸料時,不要每次都將料倉里的料卸光,由于貯料倉在裝料時總是形成同心圓形 的離析,卸料過程中最后一些絕大多數(shù)為粗骨料;四是自卸卡車卸料時要快速卸下,使整塊物料往下 卸,以減小料的離析;五是每一輛卡車卸完料時,不要將螺旋料槽中的材料鋪完,料斗收起,余料送入 刮板輸料器后,放下料斗,將新料及時卸入攤鋪機,使得刮板、螺旋輸送過程中新舊料充分混合,有效 地抑制離析現(xiàn)象。
3.3 溫度離析的控制
目前主要采取兩種方法來控制溫度離析。一是使用重攪拌螺旋機構來減輕或消除溫度離析。如設 計成變徑變螺距螺旋輸送器,僅當寬螺距時混合料才能進入攤鋪;窄螺距時混合料重新攪拌,該過程 將冷粗料和熱好料徹底重新拌和,消除了運輸過程中產(chǎn)生的溫度離析和級配離析。二是,使用一種稱 為“瀝青混合料轉(zhuǎn)運車”的新的施工機械,其主要功能是對攤鋪前的瀝青混合料重新進行一次攪拌。 同時,避免了運料汽車對攤鋪機的碰撞。消除運輸過程中產(chǎn)生的級配離析和溫度離析。
3.4 其他一些控制離析的措施
(1)拌和站的生產(chǎn)能力應該與攤鋪機的攤鋪能力配套,否則就會造成攤鋪機斷斷續(xù)續(xù)作業(yè),混合 料產(chǎn)生離析也就無可避免。
(2)嚴格控制混合料的最大粒徑和級配。集料中粒徑愈大運動慣量愈大,混合料在拌和運輸和攤 鋪過程中就容易產(chǎn)生大小顆粒料分離,級配不成比例,大小粒料更易產(chǎn)生離析,所以集料在破碎,篩分和混和料級配中應嚴格控制最大粒徑的含量和保 證級配的準確性。
(3)寬幅作業(yè)時(寬度大于7m)采取兩臺并機梯形聯(lián)合熱接縫施工法。
4 結(jié)語
混合料離析導致鋪筑層的力學性能變壞,出現(xiàn)不良結(jié)構,從而降低路面的使用壽命。目前的施工工藝,材料的級配離析和溫度離析都還不能杜絕。所以采取各種措施控制和減少混合料的離析是保證 高速公路路面平整度和質(zhì)量的關鍵。
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