【摘要】連續(xù)級(jí)配的瀝青混合料具有高溫穩(wěn)定性良好、水穩(wěn)定性良好和耐老化性良好等優(yōu)點(diǎn),能夠有效地抵抗瀝青路面病害的發(fā)生,使得道路使用壽命得以延長(zhǎng),從而被廣泛地應(yīng)用到高速公路建設(shè)項(xiàng)目中。結(jié)合G40滬陜高速公路滁州支線(滁州西環(huán)高速)路面工程實(shí)例,從原材料組成特性對(duì)AC-25C下面層瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與驗(yàn)證,對(duì)瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)影響因素進(jìn)行分析及設(shè)計(jì)優(yōu)化,從而確保瀝青路面工程的施工質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土配合比;優(yōu)化設(shè)計(jì);原材料
瀝青混凝土是高速公路路面建設(shè)中必不可少的施工材料,瀝青混凝土的質(zhì)量直接決定著公路工程、瀝青公路路面的耐久性、穩(wěn)固性。因此,在公路工程施工中,必須加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土質(zhì)量的把控,通過(guò)優(yōu)化瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì),以此保證瀝青混凝土的質(zhì)量,保證工程的質(zhì)量。
1、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)概述
瀝青混凝土是由礦料(包括碎石、石屑、機(jī)制砂和填料)與瀝青結(jié)合料經(jīng)一定比例混合拌制而成的混合料的總稱,其中粗細(xì)集料起骨架作用,瀝青與填料起膠結(jié)填充作用。確定這種比例關(guān)系和混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)的工作,稱為瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)。混凝土配合比設(shè)計(jì)非常重要,其對(duì)于工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生很大影響,因此需要重點(diǎn)加強(qiáng)研究。
2、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)影響因素分析
瀝青混合料的性能表現(xiàn)取決于組成材料的性質(zhì)、合適的組成配合比例以及合理的拌合施工工藝,其中組成材料自身質(zhì)量是瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)保證的基礎(chǔ)。
2.1瀝青
瀝青路面所用的瀝青標(biāo)號(hào)應(yīng)根據(jù)氣候條件和瀝青混合料類型、道路等級(jí)、交通性質(zhì)、路面類型以及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)等因素確定,瀝青的黏度過(guò)高,混合料低溫變形能力相對(duì)較差,容易產(chǎn)生裂縫。采用較低黏度的瀝青,混合料在低溫時(shí)具有較好的變形能力,有益于減緩裂縫的形成,但夏季熱穩(wěn)定性不足,容易產(chǎn)生較大裂縫。根據(jù)綜合考慮本項(xiàng)目采用的是A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青作為下面層的用料。
2.2粗集料
瀝青混合料用粗集料應(yīng)該潔凈、干燥、表面粗糙、形狀接近立方體,且無(wú)風(fēng)化、不含雜質(zhì),具有足夠的強(qiáng)度、耐磨耗性,各項(xiàng)指標(biāo)必須滿足規(guī)范要求;對(duì)瀝青的粘附等級(jí)應(yīng)該滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,若達(dá)不到要求必須采取抗剝落措施。
2.3細(xì)集料
在瀝青混合料中,細(xì)集料對(duì)混合料的各項(xiàng)指標(biāo)影響相當(dāng)大。所用細(xì)集料應(yīng)該潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、不含雜質(zhì),并有適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍;各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求。
本項(xiàng)目采用20mm-30mm石灰?guī)r碎石經(jīng)自加工而成的機(jī)制砂,嚴(yán)格控制0.075mm通過(guò)率及潔凈程度。
2.4填料
填料在瀝青混合料中發(fā)揮著重要的作用,通過(guò)瀝青和填料之間相互作用形成的結(jié)構(gòu)瀝青和組成的瀝青膠漿,是瀝青混合料中重要的組成部分,對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性有直接的影響。填料的另一關(guān)鍵性能是細(xì)度,達(dá)到一定的細(xì)度才能保證與瀝青之間有更高的接觸程度,形成更多的結(jié)構(gòu)瀝青。
3、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化
3.1目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化
目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)是整個(gè)過(guò)程的開始,結(jié)合施工文件要求,選擇相應(yīng)的材料,計(jì)算礦料級(jí)配比,選擇最佳狀態(tài)的配合比。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)固定一個(gè)最佳瀝青含量的范圍,設(shè)計(jì)出不同油石比的配置的5組材料試件,每組間隔是0.5%,然后分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、試件密度、流值、瀝青最佳瀝青用量OAC,然后再按最佳瀝青用量OAC制件,做水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。最后,判定實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確定理想的目標(biāo)配合比。
在目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須重視一個(gè)重要指標(biāo):混合料空隙率。瀝青混合料的空隙率是反映瀝青路面泛油、松散、裂紋、車轍等病害的最重要指標(biāo),這個(gè)指標(biāo)對(duì)調(diào)整混合料穩(wěn)定性和耐久性特別重要。
當(dāng)空隙率偏大時(shí)路面的雨水和空氣很容易深入到路表穿過(guò)路面,破壞瀝青性能,導(dǎo)致過(guò)早老化,縮短使用壽命,使瀝青路面產(chǎn)生破壞??梢赃m當(dāng)增加填料,盡量選用細(xì)的填料來(lái)調(diào)整混合料的空隙率;當(dāng)空隙率偏小時(shí)會(huì)導(dǎo)致瀝青路面泛油和壅包等問(wèn)題,此時(shí)可以適當(dāng)調(diào)整礦料的級(jí)配比,適當(dāng)增大粗集料的比例,減少細(xì)集料的用量,同時(shí)調(diào)整瀝青混合料的油石比。
3.2生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,目標(biāo)配合比確定后,要根據(jù)實(shí)際施工情況,進(jìn)行實(shí)際施工的瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行配比設(shè)計(jì)。根據(jù)路面的結(jié)構(gòu),確定生產(chǎn)配比的類型,選擇符合要求的振動(dòng)篩。用熱拌和料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn),試驗(yàn)油石比是確定的目標(biāo)配合比油石比的0.3%。根據(jù)目標(biāo)配合比用的試驗(yàn)方法確定最佳用油量,最終得出的結(jié)果為生產(chǎn)配合比。確定生產(chǎn)配合比根據(jù)拌和設(shè)備的拌和能力確定每盤料所需的礦料數(shù)量和瀝青數(shù)量。
在進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)一定確保放出的熱料與大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)一直,就必須采取一定的措施:1.保證供應(yīng)的熱料與目標(biāo)配合比一直;2.過(guò)拌合樓的冷料要充足,保證有足夠的熱料排出;3.拌合樓的除塵系統(tǒng)不得隨意改動(dòng)。
3.3生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證
確定生產(chǎn)配合比后在進(jìn)行施工前,要通過(guò)實(shí)際施工對(duì)預(yù)期的目標(biāo)值進(jìn)行驗(yàn)證,即從感性的角度評(píng)估瀝青混合料配比的設(shè)計(jì),同時(shí),也要驗(yàn)證施工單位的施工方案,檢驗(yàn)施工過(guò)程中的拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)的可行性和協(xié)調(diào)情況??梢詮幕旌狭系念伾?、均勻情況、碾壓后的表面情況及試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷;同時(shí)監(jiān)督施工的全過(guò)程,實(shí)時(shí)檢查設(shè)備的設(shè)備參數(shù)材料的操作情況。最后整理每個(gè)階段的數(shù)據(jù),進(jìn)行總結(jié)分析,如果指標(biāo)不能滿足要求,及時(shí)做出施工調(diào)整或者調(diào)整施工工藝,盡可能的做到符合設(shè)計(jì)要求,保障施工順利進(jìn)行。
總結(jié):
瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)在高等級(jí)公路施工過(guò)程中,是一個(gè)非常復(fù)雜而且細(xì)致的過(guò)程,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求,控制各個(gè)環(huán)節(jié),最終得出可靠的配合比。近年來(lái)在公路施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn),控制混合料的配合比是保證工程的關(guān)鍵。同時(shí),必須從設(shè)計(jì)的全過(guò)程嚴(yán)格控制:首先,嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量,實(shí)時(shí)檢驗(yàn)原材料;其次;施工單位必須形成完善的自檢體系,嚴(yán)格控制材料的規(guī)格、混合料的級(jí)配組成和瀝青用量。瀝青用量必須通過(guò)馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)確定,在施工過(guò)程中及時(shí)的校驗(yàn)。從設(shè)計(jì)、選料、試驗(yàn)、施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié),嚴(yán)格控制,加強(qiáng)管理。
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作者簡(jiǎn)介;
倪盛昌(1986-),男,安徽合肥人,學(xué)歷:本科,目前職稱:工程師,專業(yè)方向:公路水運(yùn)工程試驗(yàn)檢測(cè)。