浅谈沥青混合料质量的影响因素及控制

2020-05-05

中国新技术新产品 2020年4期

关键词：离析原材料施工单位

（山东省路桥集团有限公司，山东济南 250023）

0 引言

沥青混合料的质量关系着交通事业的发展。提高沥青混合料的质量是一项系统的工作。因此，施工单位需要把控各种质量控制要素，避免沥青混合料质量受到不良影响，进而保证道路建设工作的顺利推进。

1 沥青混合料

通过搅拌矿料与沥青，最终会形成沥青混合料。根据公称最大粒径的大小可以把沥青混合料划分为5 个类别，即特粗、粗粒、中粒、细粒、砂粒[1]。热拌和冷拌是不同工艺下的沥青混合料的拌合方式表现。

2 影响沥青混合料质量的因素及控制措施

2.1 材料级配

工地试验室须对原材料做筛分试验，明确混合料的目标配合比及生产配合比，并按照标定好的冷料仓胶带转速曲线，确定出各冷料仓胶带的上料转速。由于各仓转速影响着材料级配水平，相关人员有必要把控各仓转速，没有特殊情况，不要随意调整转速。级配曲线是混合料筛分水平高低的重要依据，因此，要把混合料筛分结果控制在级配曲线合理范围之内。

2.2 沥青油量

沥青混合料拌和要求偏差范围满足每拌缸±0.3%，整体偏差±0.1%。所以，要根据沥青混合料拌和要求优化沥青油量控制工作。

2.3 温度控制

2.3.1 出厂温度

摊铺温度＋混合料贮存温损＋运输温损=出厂温度。其中，摊铺温度是影响出厂温度的重要因素。普通沥青混合料的摊铺温度大于110℃，不超过165℃。不同的天气对摊铺温度将会产生不同的影响[2]。在天气温度较低时，要适量的增加摊铺温度。运输的距离、贮存混合料的时间也会干扰路面施工质量，所以，要把这2 种要素考虑在出厂温度控制工作之中。

2.3.2 骨料加热温度

材料的含水率会对加热骨料的温度产生影响，进而影响沥青混合料的质量。在骨料含水率突然增加或者减少，并且没有及时发现处理的情况之下，混合料的质量会直线下降。而原材料的含水率比较高时，油消耗量将会增加。在标准状态下，集料平均含水率每增加1%，燃油消耗量将增加10%。这样骨料加热工作产生的费用将会提高。为了降低成本，提高资金利用效率，要采取措施控制集料平均含水率，以此起到强化路面施工的作用。

2.3.3 排气温度

通常情况下，要把排气温度控制在110℃~140℃，最高不超过200℃[3]。这是由于排气温度会对滤袋的寿命、风机负荷等产生影响，具体表现为，排气温度过高时，滤袋会由于温度的影响而减少使用寿命；排气温度过低时，除尘器中会结露。相关人员需要调大风机风量，保证空气流通面积。但是这种行为将会加大风机负荷，会影响设备使用寿命。

2.4 材料离析

根据实践研究发现，施工单位在整个施工过程中，都会面临沥青混合料的材料离析问题。因此，要综合考虑分析该问题。一般而言，沥青混合料的离析主要分为2 个类型。

2.4.1 级配离析

在粗料与细料分布不均时，路面施工工作质量将会受到负面影响。而在细料集中的部分，将会产生油渍。在这种情况下，路面会出现一些痕迹。在粗料集中部分，水将会对该部分产生不良影响，影响路面施工质量。

2.4.2 温度离析

在出现温度离析问题时，不仅会影响道路工程的美观，而且会影响道路建设的施工质量，降低道路使用寿命。为了升材料离析水平，要科学地控制以下工作。

2.4.2.1 规范原材料堆放工作

一方面，要根据原材料类别，规划原材料堆放方案，进而指导具体的堆放工作[4]。另一方面，要控制原材料堆放的厚度。一般而言，各种规格料应分层堆放，每层厚度不应超过1 m，这样可以减小由于粒径的差别造成的离析现象。

2.4.2.2 把控装载沥青混合料的工作

如果混合料暴露在空气中的时间过长，将会影响混合料的质量。因此，相关人员要及时装载沥青混合料，并在装载的过程中采取一些措施缩短混合料暴露在空气中的时间。

3 沥青混合料质量管理注意事项

3.1 认真检查

沥青混合料质量影响着道路工程建设水平。所以，施工单位要重视沥青混合料质量控制工作。在调制沥青混合料之前，要做好相关设备的检查工作。例如，检查沥青拌和机的性能，了解沥青拌和机的运转水平。具体检查的事项包括检查各气阀开关、温度探头、振动筛网、拌缸叶片拌臂、提升斗等机械部件及电器元件。与此同时，要对混合料进行抽样检查。由于样本本容量对试验结果有很大的影响，要根据公式（1）计算样本平均值的置信区间。

式中：Xn—n 个试样变动范围；—n 个试样均值；t—分布；T—置信水平；s—样品总体标准差；n—取样数量。

3.2 标定计量电子秤

由于不同地区的计量局所核定的标准砝码存在差异，因此，施工单位要根据施工地区的实际要求标定计量电子秤。在标定计量电子秤的过程中，要注意逐步地加载各个混合材料（粗骨料、细骨料折叠、填充砂）。与此同时，要观察控制台上量显示器所显示的数值，控制实际数与标准数的误差。即把实际数控制在合理的误差范围之内。当误差过大时，则需要及时进行调整。最终，要保证所加载荷质量不能小于额定载荷的80%。这样才能提升材料级配的准确性。标定计量电子秤需要注意的事项包括2 个方面。1）要注意在称量时去掉皮，确保称量的有效性[5]。2）要对称摆放砝码，以此保证电子秤受力的平衡性，避免其影响称量的精度。

3.3 操作管理

施工单位需要注重沥青混合拌和时间，以此材料质量。在拌合过程中，如果材料堆积过满，最上面的材料得不到充分拌和；如果材料太少，搅拌器效率太低。为了强化拌合效果，有必要根据公式（2）计算搅拌器充盈率。拌和时间越长，拌和均匀性越好，但不可过长，时间过长会对混合料质量产生负面影响，如图1 所示。而在没有出现花白、离析和结团成块等问题时，就代表材料已经混合均匀。相关人员需要从源头上把控原材料，即在沥青混合料不符合相关规范的情况下，不允许沥青混合料流出工厂。这需要相关人员担负起自身责任，严格地规范沥青混合料工作人员的行为，并检查记录沥青混合料相关数据，保证沥青混合料符合当前道路工程建设要求。

式中：η—充盈率；V料—混合料体积；Vh—伴锅有效容积。

图1 拌合时间对搅拌均匀性的影响

3.4 原材料管理

耐久性、黏聚性、感温性和抗老化性等是沥青混合料的特性，为保证沥青混合料符合路面施工标准，就需要严格地检验这些原材料。检验原材料的依据是：J032—94《公路沥青路面施工技术规范》表C.1。与此同时，还要做好沥青管理工作。例如，把沥青贮存温度控制在150℃~170℃。如果需要长期存放的沥青，就需要构建低温环境保存，以此保证沥青的性能。不同来源、不同规格的原材料适用性存在差异。因此，需要对这些原材料进行分类管理。由于温度、湿度等会影响材料质量，管理人员要构建相关应管理方案，减少外界环境对原材料性能产生的影响。

3.5 应用新技术、新设备

针对沥青混合料温度离析的情况，国外专家研究出了应对技术和设备用于优化沥青混合料的温度离析现象，并投入使用。例如，应用沥青混合料转运车，就可以在摊铺前进行一次搅拌混合料，降低运输途中级配和温度离析发生的概率，进一步地保证路面施工质量[6]。因此，施工单位需要关注新技术、新设备动态信息，并且积极地引进新技术与新设备，解决沥青混合料出现的质量问题。

3.6 选择优质的合作厂家

沥青混合料生产厂家的材料质量对道路工程水平产生了很大的影响。要尽量选择多个综合发展水平相对较高的厂家作为合作对象。主要原因是，如果只是选择一个厂家购买沥青混合料，厂家容易松懈材料质量管理，进而影响道路应用效果。除此之外，施工单位需要组建质量检验团队，使团队按照相应的工作标准，进行沥青混合料质量检查工作。如果沥青混合料质量不符合合同规范的指标，施工单位就可以与厂家进行沟通，解决材料质量问题。