热拌沥青混合料路面施工技术研究

2010-08-15杨继禹李洪林

黑龙江交通科技 2010年9期

杨继禹,李洪林

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司)

1 热拌沥青混合料生产配合比的确定

热拌沥青混合料的配合比设计简称混合料设计,根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)的要求,全过程的混合料设计分为三个阶段,即目标配合比设计阶段,生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。其中目标配合比设计可以由设计单位进行,也可由施工单位进行,而后两个阶段由于要借助于拌和设备和摊铺设备,故宜由施工单位或设计、施工单位联合进行。通过三个阶段确定沥青混合料的材料品种、矿料级配和沥青用量。普通的热拌沥青混合料配合比设计用马歇尔试验进行,并对混合料性能进行各种检验,特殊类型的沥青混合料如SMA等,还需采用其他一些实验方法检测,马歇尔试验仅能作为参考标准。

1.1 目标配合比设计

目标配合比的设计非常重要,不仅关系到混合料的高稳定性、低温抗裂性,还关系到路面耐久性、表面构造深度以及施工和易性和可压实性等一系列指标。混合料的设计空隙率和路面完工后的实际空隙率,也决定其抗水损坏能力。根据研究,沥青路面的实际空隙率在 8%以上时,水容易进入混合料内部,且在荷载作用下易产生较大的毛细压力成为动力水,易造成沥青混合料的水损害破坏。应当说明,我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)中,虽然规定了多种沥青混合料的级配范围,但由于范围往往为了兼顾我国南北等不同气候条件,规定的级配区域是很大的,在实际施工中需根据道路所在地的具体情况进行详细的目标配合比设计,不一定以规范中的级配中值为标准。近年来在多条高速公路沥青路面施工中所采用的沥青混合料,如 SAC,AK,SMA等,虽然其矿料级配曲线也在规定范围的区域以内,但已不是按照规定级配的中值来配料,而是在规定区域内采用间断级配,使混合料性能有了非常大的变化。目标配合比设计一般在沥青面层施工前一个月左右进行,所选定的矿料配合比供确定拌和厂各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用,根据规范规定,在进行目标配合比设计时,必须采用工程实际使用的材料而不是材料场的材料样品。

1.2 生产配合比设计

拌和厂冷料仓的集料按目标配合比确定的比列进入烘干筒烘干后,如果采用间歇式拌和机,烘干的热料经过第二次筛分重新分成 3～5个不同粒级的集料,分别进入拌和机内的热料仓。各个热料仓中集料颗粒组成已不同于冷料仓,因此,需要重新进行矿料配合比计算,以确定各个热料仓进入拌和室的比例,并检验确定最佳沥青用量,这一过程即为生产配合比设计,该阶段一般在沥青面层施工之前 10d左右进行。生产配合比设计阶段仍应进行矿料颗粒组成检验和马歇尔试验。

1.3 生产配合比验证

生产配合比验证阶段也是正式铺筑沥青面层之前的试拌试铺阶段,采用的机械设备、施工工序、质量管理和检验方法均与面层正式开工后的日常生产相同,通过试拌试铺,为正式铺筑提供经验和数据。施工单位进行试拌试铺时,应报告业主、监理部门,并会同设计部门一起进行鉴定。拌和机按照生产配合比进行试拌,得到的混合料在试验路段上试铺,在场人员对混合料级配、油石比、摊铺、碾压过程和成型混合料的表面状况进行观察和判断,同时,试验室密切配合,在拌和厂出料处或摊铺机旁采集沥青混合料试拌,进行马歇尔试验,检验混合料是否符合规定的要求,同时还进行车辙试验,浸水马歇尔试验用以检验高温稳定性和水稳定性,只有当试拌的混合料符合所有的要求时才能允许生产使用。

2 沥青混合料拌和与运输

2.1 材料供给

堆料场贮存的集料数量应为平均日用量的 5倍以上,集料应加遮盖,以防雨水。研究表明,集料含水量的多少对拌和设备生产能力影响很大,含水量大则意味着烘干及加热时间长,生产能力降低,燃油消耗量增加。集料要干净,无垃圾、尘土等杂物,堆放要严格,防止不同粒径的料混杂。生产热拌沥青混合料,通常采用 4～5种不同粗细规格的集料、每种集料置于相应的冷料仓中。各冷料仓向拌和机的供料数量,需根据目标配合比所确定的集料比例进行调整,使混合料的颗粒组成符合已确定的目标设计级配。各个冷料仓的集料通过仓口下的小皮带输送到通往拌和机的大输送带上,仓口开启的大小和调整皮带运行速度可控制各冷料仓的供料数量。在实际生产中,一般均根据集料粗细和所需的比列固定出料口的开启度,通过改变皮带的运行速度调整供料的数量。画出皮带运行速度与供料数量的关系曲线,作为调整供料数量时设置皮带运行速度的依据。在进行冷料仓的布置时,为了易于在输送带上观察细集料供给是否正常,将细集料安排在靠近烘干筒一侧,并由细到粗逐个向另一侧布置。矿粉和沥青贮量应为平均日用量的 2倍以上,贮存的矿粉必须遮盖,不得浸水,否则影响矿料配合比精度和拌和机生产效率。

2.2 拌和设备的运行

在拌和设备运行前,要检查各岗位人员到位情况和各个部位情况,确认准备就绪才能合上电闸启动设备,各个组成部分的启动,应按料流方向顺序进行,待各部分无荷空机运行片刻,确认工作正常时,才开始上料进行负荷运转。

在拌和设备运行中要经常检查料仓中的贮料情况和冷料运输带的运行情况,如果发现各料仓内的贮料严重失衡时,应及时停机,以防满仓或贮料串仓。经常检查振动筛的橡皮减震块,发现有裂纹时,要及时更换,贮料仓中的存料要过半后才开始称量。矿粉要根据用料情况上料,防止上料过多或卡住机器,防止沥青从保温箱中溢出,必要时可用工具在箱内搅动,以免沥青溢出。

拌和设备在停机前应先停止供给集料并少上矿粉,使干燥滚筒空转 3～5s,等滚筒内出完余料才停止筒的转动。在筒空转时还应加大喷燃气的风门,尽量驱除筒内废气,并使筒冷却,然后关闭喷燃器的油门和燃油泵的总油门。停机后矿粉仓和矿粉升运机内不得有余料,停止喷沥青,将进入搅拌器内的余料干拌几分钟后放净,以便刷净搅拌器内的残余沥青。拌和设备在每次作业完毕后都必须立即用柴油清洗沥青系统,以防止沥青堵塞管路。

2.3 试拌

对间歇式拌和设备,应按生产配合比确定的沥青用量进行试拌,试拌后取样进行马歇尔试验和抽提试验,并将其试验值与生产配合比试验结果进行比较,验证沥青用量的合理性,必要时可作适当调整。确定适宜的拌和时间。间歇式拌和设备每盘拌和时间宜为30～60s,其中干拌时间不得少于5s,以沥青混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。

2.4 拌制

根据配料单进料,严格控制各种材料用量及其加热温度。拌和后的沥青混合料应均匀一致,无花白、无离析和结团成块等现象。每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量检验。每班拌和结束时,清洁拌和机械,放空管道中的沥青。做好各项检查记录,不符合技术要求的沥青混合料禁止出厂。在实际施工中,每天提前一定时间开始拌和,使混合料贮于拌和设备的贮料仓中,以防止施工中由于拌和设备的小故障导致摊铺机停机。

3 沥青混合料拌和质量管理和检测

3.1 质量管理

(1)原材料质量：各种粗细集料的质量均需符合材料设计要求的规定,集料的含水量大时,烘干时间就需相应延长。

(2)配合比的计量：各种粗细集料的冷料仓都要按事先确定的配合比供料,在拌和机开始试生产之前必须请计量部门为各个计量装置进行检查和标定,以确保计量正确。在拌和厂生产过程要经常注意料仓供料是否正常和热料仓受料和供料是否均衡。如发现异常现象,应及时分析研究并进行调整。

(3)温度控制：沥青混合料生产的每个环节都必须特别强调温度控制,沥青、集料的加热温度和沥青混合料的出厂温度应根据沥青品种、标号、粘度、气候条件和铺筑层的厚度确定,沥青的针入度小、粘度大、气温低,铺筑层薄时采用高限,沥青材料温度过低,沥青裹覆不匀,装车将比较困难,若混合料温度过高,不仅易使沥青老化,在运输中也易发生滴漏。