碎石混合料论文（通用12篇）
碎石混合料论文 篇1
近几年来,水泥稳定碎石混合料作为一种半刚性基础材料,已被广泛用于太原市城市道路结构中。它具有整体性好、稳定性好、强度高、刚度大等特点,还有较好的承受反荷载作用的能力,抗弯拉强度较高,尤其能减少收缩裂缝,这对延长道路的使用寿命、节约养护投入、提高通行质量非常重要。在重交通作用下,观察使用效果很好,而且施工质量高、进度快、操作简便、经济实用,是一种优质的路面基层材料,具有很好的推广价值。下面就其实际应用作一简单介绍。
1 影响水泥稳定碎石强度和稳定性的主要因素
1.1 水泥的成分与剂量对水泥稳定碎石的强度起主导作用
因水泥稳定碎石从拌和到碾压成型需要一定的时间,故应选用终凝时间较长(宜在6 h以上)的水泥。如325号硅酸盐水泥和火山灰水泥等低标号缓凝型水泥。水泥稳定碎石的强度随水泥剂量的增加而增加,但考虑到水泥稳定碎石抗温缩、抗干缩以及经济性和施工不均匀性等因素,水泥剂量一般选为5.5%(重量比),效果较好。7 d无侧限抗压强度主干路达到3.0 MPa～4.0 MPa,次干路达2.0 MPa～3.0 MPa。
1.2 含水量对水泥稳定碎石强度有重大影响
水泥稳定碎石混合料不同于水泥混凝土,后者靠振捣成型,前者靠压实成型,为了在最小压实功下获得最大压实度,必须采用最佳含水量。在进行试件对比试验时发现,最佳含水量一般控制在4%～7%。在施工过程中,要随时检测混合料的含水量,确保处于最佳含水量。
1.3 碎石级配对混合料无侧限抗压强度的影响
水泥稳定碎石混合料的颗粒级配既影响其技术性能,又影响其经济效果,因此碎石级配的选定是水稳混合料组成设计的重要一环,经几年的试验及施工应用,选用的碎石为轧制碎石,最大粒径不大于30 mm,含泥量不大于2.0%,集料压碎值不大于30%,碎石颗粒组成范围符合下面级配,见表1。
1.4 压实度对水泥稳定碎石抗压强度的影响
压实度是影响水泥稳定碎石基层质量的重要考核指标,一般选用能量大的振动压路机与三轮压路机配合碾压,遵循先轻后重、先慢后快、先边缘后中间的原则,确保快速路、主干路压实度达98%以上,次干路及其他路达97%以上。
1.5 延迟时间对水泥稳定碎石抗压强度及稳定性有很大影响
通过成型试验结果表明,延迟(包括拌和、运输、摊铺、碾压)相对时间越短相对抗压强度越高。采用集中厂拌法施工时,延迟时间不应超过2 h～3 h。从拌和4 h时已开始有硬化迹象,接近5 h 时就已开始初凝,因此尽量在4 h内成活,如果延迟时间超过水泥终凝时间,成型后水泥稳定碎石的强度、板结效果都会大大降低。
2 施工工艺流程
施工工艺流程见图1。
3 施工现场质量的控制
3.1 压实度、平整度的控制
当拌和好的混合料经质检人员和工程监理试验合格后,方允许进行摊铺。用摊铺机摊铺。施工中必须贯彻“宁高勿低、宁刮勿补”的原则。设专人(3人～5人小组)携带一辆装有新拌混合料的小车及时消除粗集料窝(带)。摊铺后先用振动碾加振4遍,再用18 t三轮碾4遍,追压密实。 在压实中间,要进行高程和平整度的检查,用16 t的轮胎压路机碾压2遍封浆处理。此时需要水车配合洒水碾压封浆,效果较理想。
3.2 接槎的控制
接槎宜采用直槎衔接。即在前一工作面上画线,凿除约50 cm左右,刨出直槎,并将浮石、浮灰清扫干净,洒水湿润,即可进行连续作业,碾压时在该部位应加强碾功,不得漏压,以确保全位置的压实度均匀一致。
每日下班前,应将横向接槎刨成直槎,以便与次日的混合料相接。机铺混合料,因故中断2 h,应设置横向接缝,避免纵向接缝,如不能避免,纵缝必须垂直相接,严禁斜接。
3.3 养生质量的控制
碾压成活后,立即进行洒水养生。洒水量应达到表面水不流动,既不冲走水泥浆液,又能形成一层水膜,洒水量一般控制在3 kg/m3～5 kg/m3较适宜,每日洒水2次～4次。成活后的7 d内要保持湿润状态,在养生期内禁止除洒水车外的其他车辆通行,实行全封闭养护。养生期后如不能及时进行下道工序施工,应泼洒透层油进行封层养护,不能使其长期暴晒,但此时一切车辆应禁止通行,并撒布石屑,且在5 d～10 d内铺上层。
3.4 延迟时间的控制
水泥稳定碎石施工时,必须采用流水作业,使各工序紧密衔接。尽量缩短从拌和、运输、摊铺到碾压成活的时间,以满足所规定的延迟时间,提高混合料的施工质量。
4 主要病害产生的原因及防治措施
4.1 水泥稳定碎石混合料的离析现象
1)产生原因:
a.材料的因素,如水泥的品种、剂量、碎石的级配、含水量过低等都是造成水泥稳定碎石离析的原因。b.设备的因素,如料仓供料速度不稳定、拌合机搅拌不均匀、下料斗落差过大、运输造成的二次离析。c.摊铺过程停顿、间断等也是造成水泥稳定碎石离析的原因。
2)防治措施:
a.选料符合设计要求,准确控制配合比,并在施工过程中随时监测、调整。b.拌和过程中,设专人对各料仓给料情况进行巡视,使下料斗落差适宜,运输选择大吨位车,尽量保证摊铺机连续作业,减少工地来回倒料次数。c.将离析部位的混合料挖除,换以新的混合料,碾压成型。
4.2 施工期间出现套坑现象
1)产生原因:
由于混合料摊铺不均匀,施工过程中没有及时挖补造成。
2)防治措施:
施工过程中设专人进行检查找补,一经发现立即挖出,换以新混合料,再次碾压成型。
4.3 碾压时发生龟裂现象
1)产生原因:
a.混合料含水量严重不足;b.下基层软弱,压路机碾压时出现裂纹。
2)防治措施:
a.在拌和及施工中,经常检查含水量,含水量不足时及时洒水;b.严把下基层质量关,保证压实度达标。
4.4 碾压时发生弹簧现象
1)产生原因:
a.混合料含水量过高;b.下基层过软,压实度不够或出现弹簧、翻浆现象。
2)防治措施:
a.控制混合料的含水量,使其达到最佳值;b.施工时注意气象情况,避免摊铺后碾压前的间断期间遭雨袭击,造成含水量过高;c.严把下基层质量关,若有弹簧、翻浆现象先处理后再做上层。
4.5 施工完毕出现表面松散、飞砂走石现象
1)产生原因:
a.施工后期管理跟不上,洒水养生不及时,时干时湿,使早期强度达不到设计要求;b.没有按要求封闭交通,重车跑飞面层;c.没有及时铺筑上层路面。
2)防治措施:
a.加强洒水养生,在成活后的7 d内保持水稳层处于湿润状态;b.实行全封闭施工,禁止除洒水车外的其他车辆通行;c.及时铺筑上层路面。
4.6 施工缝的局部损坏
1)产生原因:
施工时因图省事没有按规定垂直接槎,而是斜面搭接。
2)防治措施:
按操作规程施工,做成垂直接槎。
5 结语
水泥稳定碎石基层施工时,应严格按规范组织进行,严格控制影响水泥稳定碎石强度和稳定性的各种因素,做好施工现场的质量控制,消除发生病害的原因,就能确保工程质量,充分体现其优点。
摘要：分析了影响水泥稳定碎石强度和稳定性的主要因素,阐述了水泥稳定碎石施工工艺流程及施工现场质量的控制方法,并论述了水泥稳定碎石基层主要病害产生的原因及防治措施。
关键词：水泥稳定碎石,抗压强度,含水量,压实度
参考文献
[1]JTJ 034-2000,公路路面基层施工技术规范[S].
[2]刘红峰.水泥稳定碎石土在高速公路底基层中的应用[J].山西建筑,2007,33(18):295-296.
碎石混合料论文 篇2
沥青稳定碎石基层混合料最佳沥青用量的确定
沥青混合料组成设计的总目标是确定沥青混合料的最佳组成,而沥青用量时混合料的.组成有非常重要的影响.在通过大马歇尔试验确定沥青稳定碎石基层混合料最佳沥青用量时,稳定度和流值可作为检测检验数据,密度、空隙率和饱和度等体积指标则是主要的设计依据.
作 者：魏建明 王东 周容 WEI Jian-ming WANG Dong ZHOU Rong 作者单位：重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074 刊 名：交通标准化 英文刊名：COMMUNICATIONS STANDARDIZATION 年，卷(期)： “”(1) 分类号：U416.214 关键词：沥青稳定碎石 大马歇尔试验 最佳沥青用量浅析沥青混合料离析防治措施 篇3
关键词：沥青混合料；离析；防治措施
沥青混合料离析反映为同一区域内粗细集料的不均匀，沥青含量不均匀，离析区域内混合料级配组成及沥青用量与设计值不一致，造成混合料空隙率过大，极易产生沥青路面的早期损坏。因此提高沥青路面的施工均匀性，对于提高路面的使用质量，减少路面多种初期破坏现象以及保证路面的使用寿命具有十分重要的意义。
1、离析的类型
1.1 纵向离析
纵向离析是比较常见的一种离析形式。通常出现在摊铺机中央、螺旋布料器支撑处和端部。在摊铺机中央区域细集料较多，比较密实，表面纹理较浅，而在摊铺机两侧特别是螺旋布料器支撑处粗集料较集中，细集料、沥青含量较少，孔隙率较大，表面纹理深。
产生纵向离析的主要原因是摊铺机本身或者操作问题，如螺旋布料器不连续，烫平板安装不当，摊铺机卡机等。
1.2 横向离析
横向离析现象的产生与摊铺机本身因素关系不大，它主要是由作业方法带来的。在摊铺机起步时，由于螺旋布料器处于初始供料状态操作人员操作不当，螺旋布料器旋转速度过快，粗集料在高速旋转下分布到布料器两侧，从而形成横向离析带；在摊铺的一个工作循环完成后，卸料卡车离去，摊铺机将料斗收起，这时，留在最后的大粒径的材料全部送到螺旋分料器，形成了横向离析带。
1.3 竖向离析
竖向离析是指在横断面上，下部大粒料多而上部大粒料少的上下离析现象。竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落，这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的工况下，由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙向下滚落，结果造成大粒料沉落于摊铺下层。
1.4 不规则离析
（1）由于沥青混合料的原材料级配波动、筛孔堵塞或破坏、设备故障、拌和机称量系统误差等引起混合料级配的波动，造成不规则的离析。
（2）在摊铺的一个工作循环中，拌和站向卡车卸料时形成锥状堆料，第一次造成了在卡车料斗中的离析，当卡车向摊铺机料斗中卸料时。又一次形成锥状堆料，在摊铺机料斗中形成再次离析。一个工作循环完成后，卸料卡车离去，摊铺机将料斗收起，摊铺机经常性合拢受料斗，摊铺机在每次运料车卸完料后都收斗，造成不规则的离析。
2、离析对沥青路面的影响
沥青面层离析表现在沥青面层的不同部位粗、细集料明显分离，一些部位粗集料较为集中，而另一些部位细集料集中，原有混合料级配组成受到破坏，沥青路面局部混合料与设计的结构、性能有较大的差异，其力学指标和路用性能也远远达不到设计的要求，路面开通交通后在外界荷载的作用下就会先破坏，沥青路面的使用寿命大大缩短。
（1）粗集料较为集中部位的结构组成特点是混合料孔隙率过大、沥青含量较少。当混合料孔隙率过大时，路面透水性能增强、水稳定性变差，当雨水下渗后在行车轮胎作用下产生“泵吸”现象，水分逐渐深入沥青与及集料的界面上，使得沥青膜渐渐从集料表面剥离，导致集料之间的黏结力丧失，从而发生沥青混合料松散和掉粒，继而形成沥青路面的剥落、坑槽等损坏现象：而当沥青含量较少时，混合料拉伸强度较低，抗裂性能差，通车后极易造成沥青路面结构性损坏，产生早期病害。
（2）细集料较为集中的路面部位沥青含量偏多，孔隙率小，路面易出现永久变形，并伴随出现泛油等其他病害。
3、混合料离析的控制措施
3.1 原材料控制
（1）原材料生产加工控制
集料规格的一致性对防止和降低混合料出现离析有很重要的作用，集料加工应该有稳定的料源、合理的破碎工艺、固定的筛分方法，这样才能满足外观形态良好、级配稳定一致的集料。
（2）原材料存储控制
大粒径集料对堆料方法特别敏感，如采用单一的传送带堆料，大集料滚落到料堆外侧，集料易产生离析，因此在原材料堆放过程中，为保证原材料的均匀性，可从顶上卸料，用推土机摊开摊平水平堆放，铲运机在边缘垂直装料，力求每次装的料比较均匀，减少材料的变异性。同时供原材料堆放的场地要进行硬化，防止原材料被污染，并有较好的排水措施，保证材料堆场不积水，料堆之间应砌筑坚固的隔墙，防止原材料串料，避免人为的增大集料变异性。为减少材料含水量的变异性，细集料场地必须加盖顶棚防雨。
3.2 沥青混合料的生产过程中控制
（1）冷料供應、热料筛分系统的控制
对冷料仓隔板进行加高，并且一个规格冷料只装一个冷料仓，除非某种规格料用量大且有富余冷料仓，才使用两个冷料仓。在冷料仓上方搭建棚盖，防止冷料仓受雨淋。
在生产过程中由于筛分量相当大，热料振动筛很容易坏，会导致超粒径的大集料增加，为保证筛分系统稳定和合理筛分能力，防止筛分系统超负荷运行，在施工中要定期地对筛网进行检查更换，避免筛孔损坏、堵塞等现象影响热料仓集料的级配。如果原材料的组成变异性大，通过二次筛分不能明显改善颗粒级配组成，为使生产的沥青混合料的级配变异小，每天生产前应对每个热料仓进行取样筛分，并根据筛分结果重新计算调整生产配合比，然后正式开始生产，可取得了较好的效果。
（2）称量、搅拌过程的控制
间歇式沥青混合料搅拌设备对原材料计量的准确性主要是由配料秤来保证，称的计量精度直接影响沥青混合料的级配精度和沥青含量准确性。一般来说，在满足生产前提下，尽量较小的打开称量斗的阀门，并且采用先轻后重的称量顺序进行投料，有利于提高称量精度。
沥青混合料拌和时间越长拌和越均匀，但是拌和时间太长会使沥青老化，从而影响混合料的质量，一般拌和时间在40～50s之间。
（3）沥青混合料的运输过程控制
nlc202309020002
在装料过程中为减少混合料的离析，应尽量缩短出料口至车厢的距离，且运输车应停在不同的位置受料，如一次装完，易使得较大的碎石滚落到车厢的周围，其结果会使得货车开始和最后卸下的都是粗料，两侧的粗料则卸载摊铺机的两块侧板上，故应分三个不同的位置往货车装料，先装前端再装后端最后装货车中部。
3.3 沥青混合料的摊铺过程中控制
（1）摊铺机的工作状态直接影响到沥青路面的均匀性，因此将摊铺机调整到最佳状态是避免和减少摊铺过程中离析的重点。（2）摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。（3）摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺机速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离析。（4）由于正常安装的螺旋布料器叶片在支撑处不连贯，沥青混合料传输到此，暂时停止，只有靠后面的混合料推挤至支撑处外侧，造成混合料产生离析。因此可对支撑处叶片进行反向安装。在布料过程中将支撑处内侧螺旋输送来的混合料反向挤压，在支撑处进行二次搅拌，能较好的解决混合料离析。（5）摊铺过程中摊铺机应在每车料卸完后应立即收受料斗，此时受料斗中充满混合料，虽然粗料含量相对较多，但经过螺旋布料器搅拌后可以将混合料拌和均匀，相对减少离析。
4、沥青路面离析的处理措施
尽管在施工中采取了相应的措施防止沥青混合料离析，但是如果沥青路面在施工过程中产生离析。应及时采取必要的措施予以弥补，否则会造成工程质量的缺陷。
（1）在摊铺后尚未碾压时，对于局部出现的不规则离析，采用换料处理。对于大面积粗集料离析，用人工撒布混合料，使较细的混合料嵌入大集料孔隙中。
（2）对于已经碾压成型后的沥青路面，在进行渗水试验时，如发现渗水系数过大时，则须进行处理。下面层，在离析处喷洒黏层油时，用量加大并撒布适量石屑然后进行碾压，碾压完成后清除多余松散石屑：中、上面層须对离析处取芯样进行空隙率计算，如大于规范要求则进行切割（铣刨）处理，然后重新铺筑新拌沥青混合料碾压。
5、结语
沥青路面在施工过程中产生离析是我国沥青路面早期损坏的主要原因之一。对于离析，我国目前还没有相关规范对其进行检验和评定，仅以目测方法结合渗水试验进行评定。本文借鉴相关研究资料，结合宁连高速公路沥青路面施工及养护的实际情况，采取了相应的措施，针对离析现象进行事前、事中控制，有效地减少了沥青混合料的离析现象的发生，提高了沥青路面的使用性能。
沥青稳定碎石混合料路用性能研究 篇4
沥青稳定碎石混合料(ATB)作为一种柔性基层材料,比半刚性基层材料具有更好的水稳定性或排水能力,可有效的减少路面反射裂缝和水对路面的损坏,延长路面使用寿命。沥青稳定碎石基层在国外已被广泛应用,有的被称作大粒径沥青混凝土。作为路面基层要求该层混合料具有足够的强度和抗疲劳性能。本文采用骨架嵌挤密实设计思想,采用石石接触度(SSC)指标评价沥青混合料粗骨架是否形成紧密骨架,用大型马歇尔和旋转压实仪成型设计沥青稳定碎石混合料,并对其路用性能进行评价。
2 沥青稳定碎石混合料ATB配合比设计方法
沥青稳定碎石混合料要求混合料中粗集料能形成优良的骨架作用,本文采用SSC(Stone on Stone contact)方法来确定[1,2]。配合比设计流程与现行规范(JTG F40-2004)附录B相同,需要补充粗集料的捣实密度试验相关内容,具体试验及计算方法如下:
(1)粗集料的捣实密度试验
在设计级配范围内选择粗、中、细三种级配,测定粗集料的捣实密度,测定方法如下:
将集料在110±5℃烘箱中烘至恒定质量,选取适宜的试验容器,用室温的水对容器的体积进行标定和修正。
①对最大粒径不大于40mm的路面集料,分3次装入容器中达1/3的高度,每次用一根直径16mm、长600mm、一端为圆头的钢棒,均匀地捣实集料25次,捣实至下层的表面附近。最后使集料与容器口大体齐平,用稍细的集料填充表面的大空隙,用直尺刮平。
②称质量,按标定的体积计算集料的捣实密度。公式如下:
式中:Dca—粗集料捣实密度;
A—粗集料+干捣容器重;
B—干捣容器重;
C—干捣容器体积。
(2)计算混合料中粗集料的密度
公式如下:
Dcm=(Gmb×dw)×(1-AC)×R (2)
式中:Dcm—混合料粗集料密度;
Gmb—试件毛体积密度
dw—水的密度;
AC—沥青用量;
R—粗集料占混合料的百分比。
(3)计算三种混合料的SSC
公式如下:
式中:SSC—混合料中粗集料嵌挤状况的量度;
Dcm—混合料粗集料密度;
Dca—粗集料捣实密度。
(4)根据VMA、SSC、粉胶比等测定结果,选择SSC >80%的级配为设计级配,并检验其它体积指标是否符合要求。
3 沥青稳定碎石混合料ATB性能研究
为了综合研究沥青碎石混合料的性能,根据国内外密级配沥青稳定碎石混合料级配范围,采用辽宁省高速公路用沥青、集料及矿料,分别设计六种级配的沥青稳定碎石混合料(ATB-30),进行水损害性能、高温性能、力学性能和疲劳性能试验研究,级配曲线见图1。根据国内外相关资料,试验选取设计空隙率为4.5%。采用大型马歇尔和旋转压实成型方法进行混合料设计。
3.1 大马歇尔试验
采用大马歇尔试验方法,双面击各112次(相当于马歇尔标准击实75次),分别成型3.0%、3.5%、4.0%、4.5%油石比试件,表1为各级配在设计空隙率下的各项指标。
3.2 旋转压实体积设计法
参照Superpave设计方法,用旋转压实机按3.0%、3.5%、4.0%、4.5%油石比成型,选取初始压实次数8次,设计压实次数采用100次。各级配设计最佳油石比下的各项体积指标见表2。
从试验结果来看,级配越细,相同油石比下旋转压实试件所得空隙率愈小,级配越粗、集料的骨架性能愈好,这种空隙率等体积指标的差异越小,试验结果表明当混合料的骨架性能较好时,大马歇尔成型方法与旋转压实方法设计体积指标的差异很小。
3.3 抗水损害性能
抗水损害性能试验采用我国传统的浸水马歇尔试验方法。六种级配在最佳油石比下的浸水马歇尔试验结果见表3:
从水损害的试验结果来看,浸水马歇尔试验残留稳定度均大于75%。采用旋转压实成型方法设计的混合料浸水马歇尔指标要略低于大马歇尔方法设计结果,因此按浸水马歇尔指标来评价其水损害性能,旋转压实成型法要比马歇尔设计的混合料差。其主要原因是SGC成型的混合料油石比低,其水损害性能相对较差些。
3.4 高温抗永久变形能力
高温性能评价采用车辙试验,不同级配的车辙试验结果见表4。
从车辙试验结果可以看出,小的沥青含量、较粗的级配对抵抗车辙有利。沥青碎石混合料有较好的抗车辙性能,完全能满足高速公路对基层的要求。
3.5 力学性能试验
(1)回弹模量试验
回弹模量试验采用现行沥青混合料规范的单轴压缩试验方法。各级配抗压强度及回弹模量试验结果见表5。
据文献[3]对28条高速公路、一级公路的水泥稳定类基层及56条高速公路、一级公路的二灰稳定类基层回弹模量的统计结果,水泥稳定碎石7d无侧限抗压强度在3.0～6.0MPa左右,二灰稳定类基层7d无侧限抗压强度在0.8～1.2MPa,考虑到二灰材料强度会随龄期增长,其后期强度达到4～5MPa。
沥青稳定碎石回弹模量与半刚性基层材料相当,而7d无侧限抗压强度略低于水泥稳定类基层,与二灰稳定类基层的后期强度相当。
(2)劈裂试验
劈裂试验采用径向加载,求取沥青混合料的间接抗拉能力,本次试验采用的试件尺寸为Φ150×100mm,试验方法参见现行规范。劈裂试验结果见表6。
据文献[3]统计,水泥稳定基层90d的劈裂强度在0.48～0.87MPa之间,均值为0.67MPa,二灰稳定类基层180d的劈裂强度在0.52～0.80MPa之间,平均值为0.72MPa。水泥稳定碎石基层180d劈裂模量为1287MPa,二灰碎石基层180d劈裂模量为1720MPa。
从结果比较来看,密级配沥青稳定碎石基层的劈裂强度与半刚性基层相当。但是沥青碎石基层的极限抗拉应变要远大于半刚性材料,具体表现为水泥稳定碎石的劈裂模量要远高于沥青稳定碎石混合料,也就是说沥青碎石基层具有很好的抗变形能力。
3.6 疲劳性能
理论计算表明,路面结构中沥青稳定碎石基层层底会产生拉应力,这样就要求沥青稳定碎石混合料具有足够的抗疲劳性能。本文采用独立式小梁疲劳试验系统(BFA)进行小梁疲劳试验,试验温度为15℃,加载频率为10Hz,并与AC-25沥青混合料进行对比,试验结果见表7。
线性回归两种混合料的疲劳方程如下:
试验研究分析表明,沥青稳定碎石混合料ATB-30的疲劳寿命不如沥青混凝土AC-25。在300和500微应变时,沥青稳定碎石ATB-30 的疲劳寿命是AC-25的46%和34%。虽然沥青稳定碎石的疲劳寿命相对于沥青混凝土要低,但是根据总结出的疲劳寿命方程计算,只要应变水平不高,仍然可以承受足够的荷载作用次数。例如,按照上述ATB-30的疲劳寿命方程计算,当应变为100με时,其疲劳寿命可达到607万次,完全能满足路面结构设计的要求。
4 小结
通过对ATB混合料的高温稳定性、抗水损害性能、力学性能(抗压强度、抗压模量)、劈裂强度、劈裂模量、抗疲劳等性能的研究表明,采用骨架嵌挤密实设计方法设计沥青稳定碎石混合料,与半刚性基层材料相比抗压性能、间接抗拉强度相当;间接抗拉回弹模量大大低于半刚性基层材料,即ATB材料具较大的极限抗拉变形能力,适应变形能力要大大高于半刚性基层材料;疲劳寿命相对于沥青混凝土要低,但是根据总结出的疲劳寿命方程计算,只要应变水平不高,完全可以承受足够的荷载作用次数。即:只要优化路面结构设计,合理设置沥青稳定碎石基层,将有效提高路面的使用寿命。
摘要：采用骨架嵌挤密实设计方法设计沥青稳定碎石混合料,并对其抗水损害性能、高温稳定性能、力学性能和抗疲劳性能进行了试验研究。
关键词：沥青稳定碎石混合料(ATB),骨架嵌挤密实设计方法,石石接触度(SSC),车辙动稳定度
参考文献
[1]Design Guide.Wisconsin Asphalt Pavement Association DesignGuide.5,2001.
[2]Standard Specifications for Construction of Roads and Bridges.Ne-vada Department of Transportation.2001.
碎石混合料论文 篇5
沥青玛蹄脂碎石混合料在路面施工中的应用
结合济南二环东路高架桥工程沥青路面的`铺筑技术,研究了沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)技术性能及施工特点.结果表明沥青玛蹄脂碎石混合料弥补了传统沥青混合料的缺陷,使其使用性能更加全面,而改性沥青马蹄脂碎石混合料又在此基础上提高了沥青混凝土路面的高温稳定性、低温抗裂性及水稳性.
作 者：周丽萍 刘金宝 ZHOU Li-ping LIU Jin-bao 作者单位：山东省公路建设(集团)有限公司,山东济南,250102刊 名：山东交通科技英文刊名：SHANDONG JIAOTONG KEJI年，卷(期)：“”(1)分类号：U414关键词：沥青玛蹄脂碎石 改性沥青 矿粉 级配 施工特点
热拌沥青混合料路面的施工 篇6
【关键词】热拌沥青混合料;沥青路面;施工
沥青混合料路面施工,如施工工艺处理不当,会出现泛油、凸起、车辙和裂缝等现象。为了避免可能多种因素造成沥青路面损坏的影响,只有在施工过程中对路面压实度、稳定性、平整度和弯沉等方面进行控制,严格按设计和施工规范要求施工,工程质量才能得到保证。
１．施工前的准备
1.1施工前的材料检测
沥青路面所需材料包括沥青、砂、碎石、矿粉等,都通过试验检测,符合设计要求后选优使用,同时做好材料供给的连续性,满足生产的需要。
江肇高速公路建设所使用的沥青、改性沥青由业主招标采购，委托材料供应管理公司签订采购供应合同，并由材料供应管理公司统一组织供应给承包人，经科学研究所对沥青样品三大指标质量检测结果如表1所示。
表1 道路沥青质量检测结果
检测结果A-70#和A-50#沥青的三大指标均符合JTJ 032-94公路沥青路面施工技术规范规定符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的物理力学性能要求，并满足粒径规格要求。
LM2段碎石分布来自鹤山上南石场和肇庆龙兴石场，鹤山上南含有方解石和软石，需要减少软石含量和加大防尘措施减少0.075mm含量，加大系集料的砂当量检测频率，提供质量原材料水平。试验室还对要进场材料进行抽样检查,确保材料质量关。
1.2施工测量放样
测量放线人员到位开展测量工作,先进行路线恢复,保护中桩、交点及导线点,复测水准点等,作好现场测量记录。核查实测数据与设计图纸之间的误差,如有错漏现象及时向主管部门反映存在的问题,及时得到解决。
1.3配合比的选定
热拌沥青混合料配合比设计应按设计配合比-目标配合比-生产配合比-标准配合比的程序进行。配合比设计主要采用马歇尔试验确定沥青混合料的沥青用量和体积参数，应达到下表2所列的技术标准，并有良好的施工性能。
表2热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准
沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度，对于普通重交沥青，下面层应不小于1000次/mm，中面层应不小于1500次/mm，对磨耗层应不小于1500次/mm。
对用于上面层、中面层和下面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过旋转压实机对配合比在Superpave方法规定的最终压实次数下校核其残余空隙率。在规定条件下，各结构层沥青混合料的残余空隙率不得低于2%。
LM2合同段沥青上面碎石粘附性较小，碎石幽默较薄，9.5mm曲线宜在中线上，补充16mm集料，体积指标按5%控制孔隙率，0.3mm、0.6mm偏差较大，导致渗水严重，混合料级配不稳定，部分路段现场空隙率偏大，要求对配合比进行优化设计，形成骨架密实性结构，以提高路面结构层的防水性和高温稳定性。沥青上面层油石比宜控制在4.4%。
2.热拌沥青混合料的施工
2.1试验段的施工和要求
在全面开展路面施工之前,以监理工程师通过审批的生产配合比进行试拌,并在指定的路段进行一段试验路面的施工。在现有的机具设备情况下,进行施工测定,收集有关数据等。从沥青拌合楼的混合料出炉开始,检测出炉温度(控制在170℃内)、油矿比、摊铺前温度、卸料、布料摊铺、测定摊铺后温度(检测结果在115℃~145℃),还有压实度和压实遍数、平整度的控制等。
2.2碾压时的温度控制
沥青路面摊铺好后,实测碾压前温度为120℃~135℃左右,碾压过程分初压、复压、终压三个阶段,在K126~K138公里段初压2遍后实测其压后温度在110℃~120℃之间,而终压达压实度、平整度后的实测温度为:昼夜最低温度不低于75℃,整个碾压过程的温度控制能满足规范的要求。
2.3施工缝的处理
该路段的沥青路面摊铺是以单向全幅宽度进行,没有纵缝,只有横向接缝。在接缝施工中,先用3 m直尺检测平整度,在不符合要求的位置横向拉线,并用粉笔沿线画在地面上,且沿画线将旧沥青路面接缝处切刮顺直平整,并清除干净,且涂薄层沥青油,将摊铺机的熨平板起步线压在接口处齐平,在摊铺机两侧放长×宽=50 cm×6 cm左右,厚度与结构层厚度一致的硬质木垫板,摊铺时先慢速起步,并加大振频,摊铺离开接口1 m左右后再以正常的摊铺要求进行。
关键要做好接缝处的碾压工作。首先以轻型双钢轮压路机与缝口有30°的夹角方向前进碾压,从老路面开始起步,并以前轮不完全离开老路面为准退回后,再前进碾压新接口,且轮迹重叠有1/3以上。
碾压1遍~2遍后,再换重型双钢轮压路机顺接缝方向振压,此时钢轮压在老路面上有1/3左右即可,直至压到设计要求的压实度、平整度为止。
2.4平整度的控制
2.4.1路面下承层的平整度控制
确保下承层平整度达到规范要求是沥青路面施工质量控制的关键。由专业的基层整修队伍负责。
2.4.2放桩、定高程、挂基准线时的质量控制
专人负责,测量组统一放线控制高程和桩点等。对弯道部分点位加密(弯道部分5 m或直线部分10 m)控制,要求张拉基准线受力程度保持一致,长度对应相等,并且加強测量施工放线的复测。
2.4.3摊铺过程的控制
沥青路面摊铺时,混合料供应充足,保证连续施工、拌和均匀,并且无粗细离析现象。同时摊铺速度和布料保持均匀、稳定,这样摊铺出的路面就不会出现波浪。相邻两幅摊铺时应有10~20cm左右宽度的沥青混合料搭接。相邻两台摊铺机宜前后相距10~20m作业，且不得造成前面摊铺的混合料冷却。摊铺机在开始受料前应在料斗内涂刷少量防止粘料用的柴油。摊铺机熨平板需预先加热后方可工作。当施工气温低于10℃时，不得摊铺热拌沥青混合料。机械操作手的操作熟练程度、摊铺前的气候变化、施工缝的处理效果等对平整度都会造成一定的影响。摊铺不得中途停顿。摊铺好的沥青混合料应紧接着碾压，如因故不能及时碾压时，应停止摊铺,并对卸下的沥青混合料覆盖保温；混合料来不及碾压，已冷却时应废弃不用。摊铺遇雨时，应立即停止施工，并清除未压实成型的混合料，遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。
2.5压实控制及工艺
压实是最后一道工序,良好的路面质量最终是要通过碾压来实现。碾压中出现质量缺陷,会导致前功尽弃,因此,必须十分重视压实工作。沥青混合料的分层压实厚度不得大于10 cm。应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,以求达到最佳效果。压实应按韧压、复压、终压(包括成型)三个阶段进行。压路机应以慢而均匀的速度碾压。
2.5.1初压
初压应在混合料摊铺后较高温度条件下进行,不得产生推移、发裂,压路机应从外侧向路中心碾压,碾压带重叠轮宽的1/3~1/2。应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动装置的振动压路机碾压2遍,其线压力不宜小于350 N/cm。
2.5.2复压
复压应紧接在初压后进行。宜采用重型轮胎式压路机,也可采用振动压路机或钢筒式压路机。碾压遍数应经试压确定,不宜少于4~6遍。
2.5.3终压
终压应紧接在复压后进行。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,不宜少于2遍,并要求压后无轮迹。路面压实成型的终了温度应符合技术规范的要求。
3.结术语
碎石混合料论文 篇7
1 离析现象产生的原因
归结离析产生的原因,混合料粒径的差别、级配的不成比例是混合料产生离析的内因;外力作用于各粒子,使其受力的大小和方向不同是产生离析的外因。稳定剂(如水泥)及其他外界条件(如温度等)是离析产生的重要影响因素。
1.1 原材料的级配组成和配合比因素
1)级配:研究表明,从形成均匀混合的机理出发,连续级配具有良好的“堆砌性”。因此,一般情况下应选择连续级配为好。
2)水泥:在施工过程中,如果水泥的控制不够严格,特别是它的终凝时间过早(<6 h),计量不准(掺量过少),均会造成离析现象的产生。水稳碎石基层的强度、稳定性及其拌和的和易性均通过水泥这一关键材料来实现。
3)碎石:是水稳碎石基层的主要材料,其质量好坏直接影响基层的质量。因此碎石必须采用规格料进行配制,不可使用混合料,最大粒径不得超过31.5 mm。离析的产生主要是由于碎石的级配不符合要求,未采用较小粒径来填充较大粒径的孔隙,并且还有超大粒径碎石存在;若碎石表面包裹有过多的杂质,如泥土等,则这些含杂质的石料就不能很好地和水泥等胶凝材料混合,在下料斗放料过程中,这些石料和超大粒径碎石就会离析。
4)含水量:应控制在最佳含水量±0.5%范围内,若含水量过低则容易产生离析。
5)在水泥稳定碎石基层的施工中,由于当地资源和就近取材的限制,加上材料堆放和筛网制作不周,各种骨料不可能时刻保持一致,往往容易造成筛分料的级配不合理,同时混合料配合比与试验室提供的配合比存在偏差,也会造成混合料的和易性变差而产生骨料离析。
1.2 拌合机的因素
1)拌合机的配料斗中,由于输料皮带的移动,带动级配料沿输送皮带方向在配料斗中堆积,当骨料粒径不一致时,形成供料不均匀。
2)皮带输送机由于倾角不合适,输送皮带的线速度较大,造成拌合料中的粗粒料沿皮带向下滚动,从而产生不应有的离析。
3)在拌合缸中,由于混合料中粗粒料惯性大,在搅拌起动或停机过程中,其被搅动翻转抛出的力量也大,集中在拌缸周边,进而产生离析。
4)拌合料进入成品料仓中,由于受输送皮带线速度的影响,粗粒料的惯性较大,直接冲撞成品料仓前壁,然后反弹回成品料仓后壁下方,形成粗细料严重离析的现象,这是拌合过程中产生离析的重要因素。
5)配料计量不准,搅拌时间不够及拌和不彻底,这也是混合料不均质的重要影响因素,是造成摊铺机摊铺过程中出现离析的最重要原因。
1.3 拉料车的接料、运料和卸料
拉料车在接料时,不能及时地前后移动接料的位置,使混合料过于集中堆积,发生粗、细料的离析。在运料中,由于路况坑洼不平和运距较远,混合料经过剧烈颠簸而发生粗、细料离析。在卸料时,车厢缓慢地升起,而后车厢门提前打开,造成部分粗粒料首先滚落下来,也同样可以产生离析。
1.4 摊铺机的接料和出料
摊铺机在进料时,由于进料斗处于空载状态,拉料车卸料使粗粒料滚入底部集中。摊铺机作业中,进料斗两侧的翻板经常向中间翻动收料,也使粗粒料滚入底部集中。当拉料车的供料速度不能满足摊铺机的需要,致使摊铺机螺旋分料器的转速时快时慢,不能保证稳定旋转分料,造成大粒料集中在上部或两侧,也会产生离析,影响摊铺的质量。
2 解决离析问题的对策
2.1 材料的控制
1)水泥。
在保证水泥强度的前提下,必须保证其终凝时间大于6 h,质量鉴定不合要求的不得使用。
2)碎石。
到场的碎石,必须是经试验室试验合格的材料,符合级配范围。试验室应在拌合过程中不断地对拌合料进行取样筛分,发现问题及时对组成设计做适当的调整,满足施工要求。
3)含水量。
拌合料含水量的控制极为关键,粒料拌合站同施工现场应保持经常联系。施工现场根据施工的速度、混合料的运距、设备运行以及天气等情况,再结合水稳基层的摊铺碾压成型情况,现场取样测含水量和压实度的情况等,及时同拌合站取得联系,对含水量在一定范围内进行适当调整。
2.2 混合料的拌和
1)厂拌设备配料仓应避免供料“死”结构,以及采用梯形自卸式出料口。
2)皮带输送机的倾斜角度应在使用范围内取较小值(15°～18°之间),以减少粗料的滚动,同时也可减小拌合料进入成品料仓的惯性力,减少反弹离析。
3)搅拌混合料时应让搅拌机连续稳定作业。混合料随机最佳混合状态产生于搅拌过程的某一时区,应严格控制搅拌时间。
4)卸料的位置与方向。无论采用何种方式卸料,卸出的物料都应保持垂直下落,使其不出现水平方向的轨迹。卸料口的尺寸在满足卸料能力的原则下,不要取得过大。较小的卸料口可以迫使物料集中地卸出,以减少离析现象的产生。
5)成品料仓的设置。成品料仓的最小容量应不小于一辆自卸车承载量的1.3倍～1.5倍,目的是防止贮仓卸空时锥形仓底对混合料产生离析作用。减小成品料仓的横断面积,使其与卸料口的尺寸相对应,可减少物料离析现象的产生。
2.3 混合料的运输和装料、卸料
1)在堆放混合料时应呈水平“凹”形(半圆形也可),车辆从“凹”形中间进去卸料,呈水平逐渐倾斜升高堆放;在给拌合机喂料时,同样从“凹”形中间尽量呈水平朝四周扩展铲料装料。最后剩余周边粗料可予以清理,另外堆放。
2)自卸车在接料时应尽量前后移动,使拌合料均匀落在车厢里。
3)平整并碾压施工现场的道路,适当降低车辆行驶速度,以减少因车辆颠簸造成的混合料离析。
4)自卸车向路基或摊铺机受料斗卸料时,在确保车体稳定的情况下,应将车厢大角度、快速升起,使物料整体向后滑下,以减少粗料向外侧滚动、堆积。
2.4 混合料的摊铺
1)应采用沥青混合料摊铺机摊铺水泥稳定碎石混合料。适当减少摊铺宽度,一般宽度在6 m左右即可。较小的摊铺宽度可以使摊铺机稳定连续地工作,并减少因螺旋分料形成的离析。
2)每次摊铺机开机前,应根据拌合机的出料量及运输车辆情况,确定连续施工的条件,以保证摊铺机能稳定、连续地工作。摊铺机的工作速度应控制在2 m/min以内,一旦开机,尽量减少中途停机次数。摊铺过程中摊铺机受料斗后端的闸门尽量开大,确保向后部充足供料。
3)摊铺机在接料时,应保持进料斗有1/3的拌合料为佳,注意两侧翻板不要向中间翻动。因为粗料在摊铺机受料斗两侧的堆积和翼板翻转是造成物料离析的又一原因,所以摊铺作业中不要把受料斗底的物料掏空,使粗料馈入斗底。
4)螺旋分料器应作如下调整:在保证摊铺厚度的前提下,螺旋下边缘与路基的距离调到最小;选用大直径的螺旋叶片,其直径不得小于铺层虚方厚度的1.5倍;调整分料螺旋的转速,使其稳定在连续布料状态;摊铺室内的物料高度应始终保持在螺旋叶片高度的2/3处。
5)采用混合料摆渡车供料(不采用自卸车直接供料),以保持对摊铺机的稳定连续供料,避免运料车顶撞摊铺机、粗料在受料斗两侧的堆积,使摊铺机自始至终连续工作,防止混合料由于含水量不均匀而产生离析现象。
6)摊铺机的喂料及螺旋分料可采用自动超声波料位传感器控制,使混合料始终保持在最高位置,即熨平板前充满拌合料,这样可防止粗粒料的滚动造成两端离析。
摘要：对水泥碎石混合料的离析及其危害进行了论述,从原材料的级配组成、混合料的拌和、运输和摊铺等方面分析了水泥混合料离析的成因,并详细地阐述了解决离析问题的对策,以保证水泥稳定碎石基层的质量。
关键词：水泥碎石,离析,成因,处治措施
参考文献
[1]郭鹏飞.浅谈水泥稳定碎石基层施工质量控制[J].山西建筑,2007,33(3):307-308.
碎石混合料论文 篇8
新疆建设项目G3014克拉玛依至乌尔禾段, 路面基层采用32cm水泥稳定砂砾, 路面沥青结构层为三层, 厚度4cm+5cm+7cm, 设计级配类型均为AC密级配, 下面层AC-25F、中面层AC-20C、上面层AC-13C, 下、中面层采用克拉玛依90号A级石油沥青, 上面层采用克拉玛依90号A级石油沥青为基质沥青改性的SBSⅠ-B型改性沥青, 但是防止反射裂缝的效果并不理想。本文针对国内外研究进展, 设计了一种微沥青碎石混合料过渡层, 以有效防止反射裂缝的产生。计算了微沥青碎石混合料过渡层最大沥青用量、最小沥青用量、最佳沥青用量, 并通过车辙试验测量了混合料的抗变形性能。
1 微沥青碎石混合料级配设计
微沥青碎石混合料是一种新型材料, 国内研究还不多见, 其与沥青混合料的性质不同, 因此沥青混合料的级配设计并不适用于微沥青碎石混合料。研究表明, 集料嵌锁和摩阻作用对微沥青碎石混合料性能影响最大[4,5]。参考设计规范中的AM-20中值, 首先确定了微沥青碎石混合料的最大粒径, 随后进行级配设计。
从国内外学者的研究情况看, 集料的粒径越大, CBR值越大, 集料的强度刚度越大[6]。但是粒径过大不利于集料的运输与施工, 粗集料在施工过程中产生离析将降低路用性能。试验表明, 最大粒径在31.5mm时, 集料不会出现明显的离析现象。因此微沥青碎石混合料的最大粒径取26.5mm或31.5mm, 粗细集料的分界点为2.36mm。
由于本文中的微沥青碎石混合料作为过渡层, 其应该具有良好空隙结构和骨架结构。在确定粗细集料的级配后, 应该进一步确定粗细集料的比例。考虑到微沥青碎石混合料中的沥青含量很少, 若细集料太多就会导致粘结不足。因此对集料进行CBR试验, 依据试验结果确定粗细集料的比例。填充比例以5%为步长, 粗集料的含量范围为60%~95%, 细集料的含量范围为5%~40%。CBR试验结果见图1。
从试验结果看, 填充比例为7∶3的时候CBR值最大, 因此微沥青碎石混合料粗细集料的填充比例应该为7∶3。为了研究不同级配对微沥青碎石混合料性能的影响, 本文共设计了3种级配。级配1通过多级嵌挤理论得出;级配2取设计规范中过渡层的级配碎石中值;级配3取AM-20中值。三种微沥青碎石混合料级配曲线见图2。由图2可以看出, 级配3粗集料含量最多, 级配偏粗;级配2细集料含量较多, 偏细;级配1位于两者之间。
2 沥青用量设计
2.1 最小沥青用量设计
为了保证有足够的沥青使混合料不松散, 进行沥青用量设计时首先应该利用黏聚性试验确定最小沥青用量。试件制作时采用标准击实法, 双面击实50次, 成型后放到标准筛内滚动20圈, 测量试验后的残留质量。三种级配下的质量损失率见图3。
由图3可以看出, 质量损失率随着沥青用量的增加而减小。由于级配2最细, 集料的表面积最大, 因此需要的沥青用量也较多, 相同沥青用量下其质量损失率最大。三种级配质量损失率下降曲线在1.6%左右存在拐点, 此时的质量损失率在2%以下, 说明此时的试件已经具有一定黏聚性。由此确定三种级配的最小沥青用量依次是1.4%、1.5%、1.6%。
2.2 最大沥青用量设计
为了保证集料的包裹性, 应该利用析漏试验确定最大沥青用量。本文参考日本的试验方法, 利用搪瓷盘进行析漏试验, 将拌和好的样本放入搪瓷盘中, 将样本放到170℃±2℃保温箱中加热1h, 将加热后的沥青混合料扣到烧杯中, 称取搪瓷盘的质量。根据析漏试验结果, 得出不同沥青含量下的析漏损失率曲线, 见图4。
由图4可知, 随着沥青用量的增加, 析漏损失率逐渐增大。由于集料3的粗集料成分较多, 因此相同沥青含量下, 其析漏损失率较小。当沥青用量为3%时, 析漏损失率曲线出现拐点, 上升的速度梯度明显增加。因此最大沥青用量就在3%附近, 由此得出三种级配的最大沥青用量依次是2.9%、3%、3%。
2.3 最佳沥青用量设计
最佳沥青含量通过马歇尔试验得出。以本文选取的三种级配为例, 沥青用量介于最大沥青用量和最小沥青用量之间, 试验步长为0.3%。对微沥青碎石混合料进行马歇尔稳定性试验, 试验结果列于表1~表3, 由此确定三种级配下的最佳沥青用量。
由表1~表3可知, 与普通沥青混合料相比, 微沥青碎石混合料的稳定度较小, 流值较大。由于沥青用量极小, 流值变化不稳定, 因此很难确定最佳沥青用量。可以参照级配碎石设计指标确定最佳沥青用量, 得出其最佳沥青用量分别是2.4%、2.2%、2.5%。
3 微沥青碎石混合料车辙试验
车辙是半刚性路面常见的病害, 本文设计的过渡层介于半刚性基层和沥青面层, 因此若过渡层的抗变形能力不足, 在车辆载荷长期作用下就会出现车辙、推移等病害。对三种最佳沥青用量下的级配混合料进行车辙试验, 试验结果见图5。
由试验结果可知:级配2的动稳定度最大, 为5 841.8次/mm;级配3的动稳定度最小, 为1939.4次/mm, 由此可知动稳定度随细度的增加而降低。研究表明:三种级配下的动稳定度均满足设计规范要求。
4结论
针对国内外研究情况, 设计了一种微沥青碎石混合料过渡层, 以有效防止反射裂缝的产生。计算了微沥青碎石混合料的粗细集料配比, 并提出三种级配用于试验研究。试验确定了微沥青碎石混合料过渡层最大沥青用量、最小沥青用量、最佳沥青用量, 并通过车辙试验评价了混合料的抗变形性能。研究表明:三种级配的最小沥青用量依次是1.4%、1.5%、1.6%;最大沥青用量依次是2.9%、3%、3%;最佳沥青用量分别是2.4%、2.2%、2.5%。
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[3]刘斌清, 宋柳, 王选仓.开级配沥青稳定碎石最佳沥青用量确定方法研究[J].中外公路, 2011 (03) :256-259.
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碎石混合料论文 篇9
以沥青稳定级配碎石为基层的柔性基层沥青路面具有半刚性基层沥青路面所不具备的许多优越性:(1)沥青混合料对于水分的变化不敏感,不易受水损害,不易产生收缩开裂而导致面层出现反射裂缝,同时柔性基层有一定的自愈合能力;(2)由于面层和基层材料结构的相似性,路面结构受力、变形更为协调;(3)同沥青面层一起构成全厚式沥青面层,从而使得整个沥青面层的修筑时间减少;(4)刚度相对较小,减少裂缝产生的几率。
钢渣用于道路取代石灰岩,其力学性能较轧制的碎石好,不仅耐磨、颗粒级配形状好,而且与沥青有良好的粘附性,沥青包裹后能防止钢渣的膨胀。其比热值很大,很适宜作为沥青混凝土的骨料用于路面的铺筑中。钢渣用于沥青稳定碎石基层应用到道路工程领域,对于降低道路成本,节约天然石料,保护生态环境都具有十分重要的意义。
1 试验材料及方法
1.1 试验材料
1.1.1 钢渣集料
石灰岩是传统的优质集料,将钢渣的性能与石灰岩对比,可以更明确的判断钢渣是否适合作为天然集料的替代品。按照《公路工程集料试验规程》[3]对试验用钢渣的基本性能进行分析,并与石灰岩进行对比,结果见表1。
由表1可知,钢渣的各项性能已达到了规定的技术要求。在密度、压碎值和针片状的指标上明显优于石灰岩,压碎值指标优异说明钢渣自身的力学性能优异,这为钢渣混合料具有优异的力学性能提供了基础。而且从外形看,钢渣的颗粒性比石灰岩更接近立方体,在混合料成型后的嵌挤性更佳。在吸水率上,钢渣具有明显的不足,几乎无法达到技术要求。这是由钢渣的自身结构所导致,钢渣的内部和表面孔隙太多,而这又是由钢渣的生成过程所决定的。粘附性与石灰岩相比稍有优势。仅就物理性能而言,钢渣是优于天然集料的,这是其作为替代品的基础。
1.1.2 沥青结合料
本研究选用的是KOCH重交石油AH-70号沥青,按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》[4]进行试验,其基本性能指标和指标要求见表2。试验结果表明KOCH AH-70沥青符合重交通道路沥青AH-70技术指标的要求。
1.2 试验设备及方法
1.2.1 车辙试验
抗车辙能力是指沥青混合料在夏季高温条件下,经车辆荷载长期重复作用后,不产生车辙和波浪等病害的性能[5,6,7]。依据《公路沥青及沥青混合料试验规程》[4]中沥青混合料车辙试验测定沥青混合料的高温抗车辙能力,可以评价沥青混合料的高温稳定性。本试验采用的试验温度为60℃,轮压为0.7MPa。试件为轮碾成型的板状试件,其厚度为50mm,宽度为300mm,长度为300mm。试件在60℃的恒温空气室中保温至少6h。之后,才能开始车轮碾压。车轮碾压时,其运动方向应该以试件轮碾成型时的方向一致。试验进行时间为1h,然后得到混合料的形变数据时间t1(min)时的变形量d1(mm)与试件t2(min)时的变形量d2(mm),将动稳定度DS(次/mm)计算出来。每种混合料测试3次,取其平均值作为最终结果。
1.2.2 单轴静态蠕变试验
本试验参照沥青混合料的高温蠕变试验,试件为直径100mm,高100mm的圆柱。试件在40℃的环境内保温至少6h后开始试验,加载应力为0.1MPa,加载方式见图1。
2 钢渣沥青混合料配合比设计
一般而言,我国沥青稳定碎石基层采用的多是ATB-25与ATB-30。本研究采用钢渣沥青稳定基层(ATB-25)的设计。在级配设计过程中,尽可能多的使用钢渣,提高钢渣的利用率,从而追求较高的性能价格比。具体采用以下四种方案:
1)全部集料使用钢渣,记为混合料1#。
2)钢渣细集料(0～5mm)部分使用石灰岩代替,其余使用钢渣,记为混合料2#。
3)在混合料掺配部分中,将0～5mm、5～10mm部分使用石灰岩,其余使用钢渣,记为混合料3#。
4)全部集料使用石灰岩,记为混合料4#。
2.1 级配设计
沥青稳定碎石基层(ATB)是典型的连续密级配沥青混合料。本试验采用马歇尔设计方法进行对沥青混合料的设计,级配曲线见图2。
由图2可以看出,虽然采取了不同的掺配方案,但总体的级配曲线相差并不大。这样设计的目的是尽量消除由于级配的不同而造成的混合料性能的偏差。
2.2 优选油石比
在我国《公路沥青路面施工技术规范》[8]中规定,沥青混合料的油石比一般通过马歇尔实验确定。由于沥青稳定碎石(ATB)的结构特点,其沥青用量一般较小。因此,2#混合料可选择3%、3.5%、4%、4.5%、5%的沥青用量成型马歇尔试件。而对1#混合料,由于钢渣的吸水率较高的原因,因此,1#混合料选择4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6%的沥青用量成型马歇尔试件。以2#混合料为例,确定其较佳油石比。
在混合料合成级配确定之后,成型马歇尔试件之前,可计算出该级配的矿合成毛体积相对密度和沥青用量。由于本试验采用普通沥青,可通过实验,计算出2#混合料各油石比的理论最大相对密度。
测量成型后的马歇尔的体积性能,其结果见表3。按照《公路沥青路面施工技术规范》[8]的规定,取空隙率为4%时的油石比4.2%为OAC1,按照规范其满足各项指标的最大和最小油石比分别为5%和3%,OACmin与OACmax的平均值OAC2=4.0%,则符合沥青混合料技术标准的最佳沥青油石比OAC为:OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.1%。最终确定采用ATB-25级配的方案2配合比的最佳油石比为4.1%。
3 高温稳定性能研究
3.1 车辙试验
车辙试验结果见表4。由表4可知,各种混合料的动稳定度都大于1000次/mm,参考规范,可以认为均达到了技术要求。1#混合料的动稳定度比4#混合料高700次/mm左右,达到了1.6倍,可以认为是比4#性能优异得多。动稳定度仍旧是1#到3#依次下降,表明随着钢渣细集料被石灰岩替换,高温稳定性能呈下降趋势。
在各项指标均接近的情况下,主要是原材料的不同造成了以上变化。集料之间相互镶嵌挤压与沥青集料之间的高温黏结能力形成了大部分沥青混合料的高温稳定性。在高温环境下,沥青集料之间的高温黏结能力远比不上集料之间相互镶嵌挤压对高温稳定性的贡献大。钢渣与石灰岩相比,无疑形状上更接近立方体,颗粒性更加优良。这样的集料成型的混合料内部嵌挤结构更为坚固,抵抗路面荷载的能力更为出色。另外,众多钢渣的内部及表面孔隙的存在,在吸附了更多沥青的同时,也使沥青与集料的结合更为牢固,且钢渣本身的粘附性也要优于石灰岩。这实际上让沥青的流动变得更为困难,增加了沥青集料之间的黏结力。
3.2 单轴静态蠕变试验
蠕变劲度模量与残余应变比均可以反应沥青混合料的高温稳定性能。一般而言,沥青混合料的高温稳定性能越好,其蠕变劲度模量应越大,残余应变比应越小。残余应变比同时反应了沥青混合料的抗永久变形能力,其抗永久变形能力越强,残余应变比应越小。蠕变试验结果见图3～5。
各个混合料中,蠕变劲度模量逐渐减小,残余应变比逐渐增加。可以做出这样的判断,从1#混合料到4#混合料,高温稳定性能逐步下降,抵抗永久变形能力也逐渐变差。使用钢渣的沥青混合料高温稳定性能优于使用石灰岩的沥青混合料,且使用钢渣的沥青混合料随着使用石灰岩细集料的增加,高温稳定性能亦会逐渐下降。与车辙试验所得到的结果相同。沥青混合料抵抗永久变形的能力同样如此。使用钢渣的沥青混合料抵抗永久变形的能力强于使用石灰岩的沥青混合料,且使用钢渣的沥青混合料随着使用石灰岩细集料的增加,抵抗永久变形的能力会逐渐变差。即加入钢渣可以使沥青稳定碎石的抗永久变形的能力得到改善。这是因为钢渣与石灰岩相比较,更为坚硬、耐磨,颗粒性更好,相互间的嵌挤能力更强,其与沥青之间的粘附性也优于石灰岩。
4 结 论
(1)钢渣具有多孔结构,且是典型的碱性集料,其与微酸性的沥青粘附性达到五级,优于石灰岩与沥青的粘附性。而其作为集料的物理性能优异,颗粒性、密度、针片状和压碎值等技术指标均优于石灰岩。
(2)当混合料用集料全部为钢渣时,其最佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰岩混合料;而将石灰岩细集料(0～5mm)掺配入混合料后,其较佳油石比降为4.1%;同时,将石灰岩集料(0～5mm、5～10mm)掺配入混合料后,其较佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰岩集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部位,而粗料全部采用钢渣是最优方案。
(3)钢渣沥青混合料的高温性能均优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。
摘要：对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其较佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰岩混合料;而将石灰岩细集料(0～5mm)掺配入混合料后,其较佳油石比降为4.1%;同时,将石灰岩集料(0～5mm、5～10mm)掺配入混合料后,其较佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰岩集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部分,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。
关键词：钢渣,沥青混合料,高温稳定性
参考文献
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[7]王国峰,王俊,刘海霞.沥青混合料组成设计中对高温稳定性的考虑[J].黑龙江交通科技,2002(5):32-33.
碎石混合料论文 篇10
沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphal或Stone Mastic Asphalt，简称SMA)，是根据内摩擦角最大的原则,由间断级配的粗集料形成相互嵌挤的矿料骨架,后按照空隙率较小的原则,由沥青玛蹄脂填充矿料骨架之间的空隙而形成的骨架结构密实的混合料，其具有极其优良的抗车辙性能和抗滑性能，是最适合路面工程的材料。SMA自20世纪60年代中期开始在德国应用开始，至80年代，SMA混合料已广泛应用于欧洲许多国家，并于1990年进入美国。其后SMA在欧美占据了绝对的统治地位，几乎成了惟一的路面结构型式，取代了原来传统的浇注式沥青混凝土和密级配沥青混凝土。
我国于1992年首次提出试用SMA技术，并在广佛高速公路、首都机场进行试用。后交通部公路科学研究院于2002年出版了《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》(SHCF40-O1-2002)，《指南》系统的介绍了SMA的材料要求、设计方法、生产和施工工艺以及质量控制过程，更好地指导了SMA技术今后在我国工程实践中的应用。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)、《公路沥青路面设计规范》(JTJ014—97)都已经将SMA正式列入规范，对SMA技术进行了详细的规定和说明，有利地推动了SMA在我国的发展。
笔者通过对我国部分工程使用的SMA16实际情况进行研究分析,为进一步研究SMA混合料的级配组成,提高对其组成设计的理论水平以及大范围推广应用SMA混合料提供重要的参考意义。
1 沥青玛蹄脂碎石混合料中集料含量及作用探讨
1.1 集料含量及相关性质
(1)沥青玛蹄脂碎石混合料是一种间断级配的沥青混合料，其主要成分为4.75-16mm的粗集料，比例高达70～80%，其中9.5mm以上的集料约占一半;矿粉用量也很高，占混合料的比例一般可达8～13%(0.075mm筛的通过率高达10%，粉胶比也远远超出通常的1.2限制，一般达到1.8～2.0的程度);细集料只占混合料比重中的极少一部分。
(2)沥青玛蹄脂碎石混合料的沥青一般选用针入度小、软化点高、温度敏感性低的沥青(主要为改性沥青)，以提高混合料抵抗高、低温变形的能力及与集料的粘结力，使之具有较良好水稳定性、抗滑性和耐久性。
(3)沥青玛蹄脂碎石混合料的沥青用量在我国可达5.0%～6.5%，若使用改性沥青，用量要稍高些。由于沥青的用量较高，一般通过增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，其中纤维可以起到加筋、分散、吸附沥青、稳定、增粘、防止沥青稀漏等作用。若采用木质纤维，其用量一般为沥青混合料的0.3%。也可以采用矿物纤维，用量为混合料的0.4%，均使用专用的纤维添加设备。
(4)沥青玛蹄脂碎石混合料的对集料的质量较高，粗集料应采用质地坚硬，表面粗糙，形状接近立方体，有良好嵌挤能力的破碎集料;细集料一般需要采用硬度较大的机制砂，不宜采用天然砂;矿粉必须是磨细的石灰石粉，不宜采用回收的粉尘。
1.2 沥青玛蹄脂碎石混合料强度形成机理
(1)高温抗车辙能力
沥青玛蹄脂碎石混合料中4.75 mm以上粗集料比例一般占七成以上，从而使粗集料相互之间的接触面增大并提供较多支撑点,形成极强的骨架作用,使混合料的嵌挤力及内摩阻力大大提高。同时由于沥青玛蹄脂碎石中沥青玛蹄脂仅填充了粗集料之间的空隙，交通荷载主要由粗集料骨架承受。另外,由于用于沥青玛蹄脂碎石的粗集料坚硬、强度高、轧制石料表面粗糙、有棱角,加上对针、片状颗粒的严格限制,使沥青玛蹄脂碎石混合料的内摩阻力值远高于其它沥青混合料。即使在高温条件下,沥青玛蹄脂的粘结力有所下降,但粗集料之间良好的嵌挤作用及骨架强度也不会受到太大影响,所以,沥青玛蹄脂碎石混合料仍具有较好的抵抗荷载变形的能力。正如唐港高速公路试验结果一样,沥青玛蹄脂碎石混合料的动稳定度远高于其它沥青混合料。
(2)低温抗裂性显著
在低温条件下，沥青混凝土抗裂性主要由结合料的拉伸性能决定。由于沥青玛蹄脂碎石混合料的集料之间填充了相当数量的沥青玛蹄脂，它包裹在粗集料表面，随着温度的下降，混合料收缩变形使集料被拉伸时，玛蹄脂良好的粘结作用、柔韧性使混合料拥有较佳的抗低温变形性能。
(3)良好的水稳定性
由于沥青玛蹄脂碎石混合料的空隙率很小，混合料受水的影响亦很小，再加上玛蹄脂与集料的粘结力良好，使混合料的水稳定性也有极大改善。
(4)良好的路面表面功能
由于沥青玛蹄脂碎石混合料的集料是间断级配,一般采用大量坚硬、粗糙、耐磨的优质粗集料,使其构造深度较大,不仅可满足高速交通和低速交通的需要，亦可使路面的抗滑性能有所提高。此外,也由于沥青玛蹄脂碎石混合料压实后表面构造深度大,在雨天行车不会产生大的水雾和溅水,夜间行车会减小行车灯光反射,路面噪声可降低3～5dB。由于沥青玛蹄脂碎石混合料的高温稳定性比较好,路面可长期保持稳定而不变形,因而具有较好的平整度和行车舒适性。
(5)优异的耐久性
由于沥青玛蹄脂碎石混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，且沥青膜较厚，混合料的空隙率很小，沥青与空气的接触少，使沥青玛蹄脂碎石混合料的耐老化性能较佳。同时由于沥青玛蹄脂碎石混合料基本上不透水，对下面的沥青混凝土层及基层的保护作用较强，亦可使路面保持较高的整体强度和稳定性。
2 沥青玛蹄脂碎石混合料性能影响因素分析
沥青玛蹄脂碎石混合料是一种复合材料，它的技术性能不仅受材料组成的质量及数量影响,而且受温度、施工工艺等外界因素的影响。在这主要根据我们做的沥青玛蹄脂碎石混合料路面性能试验结果,通过对比分析,探讨其材料组成对沥青玛蹄脂碎石混合料的影响。本文对不同的沥青玛蹄脂碎石混合料进行了试验并作出汇总(见表一所示)。
2.1 沥青的品质
如普通沥青混合料一样,沥青的品种、标号、用量对SMA影响较大。沥青材料高温性能及低温性能优劣直接影响到SMA混合料的高、低温性能及抗疲劳性能。由表一可看出,SMA1、SMA3中采用了同种石料和级配,其沥青用量也相同,但两种SMA结构的动稳定度却因沥青品质不同而有很大差异。SMA1、SMA2使用了改性沥青,SMA3使用的是普通沥青。沥青经改性后,粘聚力增强,混合料中具有更厚、胶结力更强、细料比例更高的玛蹄脂SMA混合料的抗车辙能力也有明显提高。但由于所用沥青高、低温性能有所差异,导致其马歇尔稳定度也有明显差别。根据我们的试验结果,马歇尔稳定度依次排列为SMA1>SMA2>SMA3。
2.2 矿质集料品质、级配类型
沥青玛蹄脂碎石混合料中,矿料的级配类型、形状和表面粗糙度对其性能有极为明显的影响。由表可见,SMA1和SMA2中所用沥青一样,但是由于矿料的类型不同,因而马歇尔稳定度相差甚大。矿料的性能及级配对沥青玛蹄脂碎石混合料至关重要。
2.3 稳定剂类型及用量
稳定剂的主要作用是吸收稳定沥青,防止滴漏和泛油。稳定剂主要分为聚合物和纤维两大类。据美国乔治亚洲和马里兰州所铺实验路证明,不同类型稳定剂对混合料车辙或低温性能无显著影响。就析漏能力而言,聚合物稳定沥青的效果不如纤维,但前者使沥青抗老化性能更优。
2.4 矿粉
适宜的矿粉沥青胶浆体系是保证沥青玛蹄脂碎石混合料优良路用性能的重要条件。填料增加将导致沥青玛蹄脂碎石混合料中玛蹄脂的劲度增大,从而影响混合料的低温抗裂性和和易性，填料过少又会引起混合料的泛油和推移。因此SMA中矿粉的用量要适当,一般8%～12%为宜。
3 结束语
(1)沥青玛蹄脂碎石混合料设计的时候，骨架结构的密实度是其良好综合性能得以发挥的先决条件，必须加强对沥青玛蹄脂碎石混合料骨架的检验标准。
(2)沥青玛蹄脂碎石混合料中纤维的含量仍需进行进一步的研究，纤维用量的加大，一方面降低沥青胶浆的析漏，但另一方面，沥青混合料拌和相对困难，需要增加拌和时间和温度，导致施工难度加大。
(3)总体上分析，沥青玛蹄脂碎石混合料具有较好的路用性能,适宜做高等级公路沥青面层。
参考文献
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碎石混合料论文 篇11
【关键词】沥青混合料；路面特征；碾压工序；分析
Features of Asphalt Pavement and rolling step
Wong Wei-ming
（Chang nine conservation emergency management office management Nanchan Jiangxi 330000）
【Abstract】Asphalt Pavement compaction results have a direct impact on the quality of the road. This paper analyzes the problem of asphalt pavement construction in several rolling processes exist. To ensure the quality of asphalt pavement， rolling rolling speed work should be appropriate， timely rolling temperature and rolling reasonable length.
【Key words】Asphalt；Pavement characteristics；Rolling process；Analysis
1. 前言
（1）沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。沥青路面公路按照集料和矿粉混合比例的不同，可以分为多碎石沥青混凝土面层和沥青玛蹄脂碎石混合料面层两种。沥青路面有多种分类方法，按集料种类不同分为： 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。
（2）沥青路面约占我国高等级路面的90%，它在施工中的最后一道工序是碾压工序，它是保证沥青混凝土路面使用性能的关键工序，是良好路面质量的最终体现。碾压工艺的好坏直接影响到路面的质量和实用性能。因此，沥青路面的碾压工艺对沥青路面的施工有着非常重要的影响。压路机手要遵循施工准则从低到高碾压、从静碾到振动、碾压到要求的变数等就足够了，往往忽视了碾压温度、碾压时间、压实度、平整度等，结果会出现欠压、过压等许多弊端。
（3）沥青路面通常用于铺筑路面的面层，它直接受车辆荷载作用和大气因素的影响，同时沥青混合料的物理、力学性质受气候因素与时间因素影响较大，因此为了能使路面给车辆提供稳定、耐久的服务。
2. 沥青路面具有以下特征：
（1）沥青路面具有高温稳定性。
由于沥青路面的强度与刚度随温度升高而显著下降，为了能够更好地保证沥青路面在高温季节行车荷载反复作用下不致产生诸如波浪、推移、车辙、拥包等病害，沥青路面应具有良好的高温稳定性。
（2）沥青路面具有低温抗裂性。
由于沥青路面随温度下降，劲度增大，变膨能力降低。在外界荷载作用下，使得-部分应力来不及松弛，应力逐渐累积下来，这些累计应力超过材料抗拉强度时即发生开裂，从而会导致路面的破坏，所以沥青路面在低温时应具有较低劲度和较大的抗变形能力来满足低温抗裂性能。
（3）沥青路面具有水稳定性。
由于水分的存在一方面降低了沥青本身的粘结力，同时也破坏了沥青路面中沥青与矿料间的粘聚力，从而加速了剥落现象发生，造成了道路的水损害。所以说，沥青路面一定要具有水稳定性，这样才能够保证路面的耐用。
（4）沥青路面要具有耐疲劳性。
由于沥青路面在使用期间经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数以后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏，所以，沥青路面应该具有耐疲劳性。 沥青混合料进行摊铺工序之后，就进入了压实环节。碾压，摊铺后紧跟碾压工序，压实分初压、复压、终压（包括成型）三个阶段。正常施工时碾压温度为110～140℃，且不低于110℃；低温施工碾压温度120～150℃。碾压终了温度不低于65～80℃。碾压速度应慢而均匀。初压时料温较高，不得产生推移、开裂。压路机应从外侧向中心碾压，相邻碾压带重叠1/3～1/2轮宽。宜采用60～80KN双轮压路机慢速度均匀碾压2遍，碾压温度应符合施工温度的要求，初压后应检查平整度、路拱必要时应予以适当调整碾压时应将驱动轮面向摊铺机。复压采用重型轮胎压路机或振动压路机，不宜少于4～6遍，达到要求的压实度，并无显著轮迹，因此，复压是达到规定密实度的主要阶段；终压可用重型轮胎压路机或停振的振动压路机，不宜少于2遍，并应消除在碾压过程中产生的轮迹和确保路表面的良好平整度。在连续摊铺后的碾压中，压路机不得随意停顿。为防止碾轮粘沥青，可将水喷洒碾轮，严禁涂刷柴油。不得在成型路面上停放任何机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物，加强成品保护意识。
3. 碾压的最终目的是保证压实度和平整度达到规范要求，在碾压过程中有以下几个原因影响质量：
（1）沥青路面施工应配备足够数量、状态完好的压路机，选择合理的压路机组合方式，根据摊铺完成的沥青混合料温度情况严格控制初压、复压、终压（包括成型）时机。压实层最大厚度不宜大于100mm，各层应符合压实度及平整度的要求。
（2）碾压时温度是一个关键的参数，摊铺出来的混合料应及时碾压，如果碾压不及时，沥青混合料将压不实而影响到路面的压实度；同时碾压不及时还会出现混合料的推移。施工过程中，由于空气和碾压成型的面层或基层温度太低，使施工层上下表面的温度迅速降低，沥青的胶浆流动性减少，与下一层的粘结性减弱，而中间夹层的温度仍旧很高。
（3）初压宜采用钢轮压路机静压1～2遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，从外侧向中心碾压，在超高路段和坡道上则由低处向高处碾压。复压应紧跟在初压后开始，不得随意停顿。碾压路段总长度不超过80m。碾压速度做到慢而均匀，应符合规范要求的压路机碾压速度。
（4）碾压重叠不合理，如密级配沥青混合料复压宜优先采用重型轮胎压路机进行碾压，以增加密水性，其总质量不宜小于25t。相邻碾压带应重叠1/3～1/2轮宽。对粗集料为主的混合料，宜优先采用振动压路机复压（厚度宜大于30mm），振动频率宜为35～50Hz，振幅宜为0.3―0.8mm.层厚较大时宜采用高频大振幅，厚度较薄时宜采用低振幅，以防止集料破碎。相邻碾压带宜重叠100―200mm.当采用三轮钢筒式压路机时，总质量不小于12t，相邻碾压带宜重叠后轮的1/2轮宽，并不应小于200mm。压路机在碾压时机手通常是从路缘到路肩依次碾压，不重叠或重叠不够。一般情况下在有路缘石时，压路机可以从路缘开始都低到高依次碾压，但在无路缘石时，必须在离路面边坡30～50cm处开始碾压。因为摊铺出的混合料是松散的，是靠沥青的胶浆性联结在一起的，碾压时沥青混合料在力的作用下会向前后左右四个方向移动。在无路缘石时应留有30～50cm不碾压等到静碾一遍后再碾压此处，此时由于温度的降低沥青胶结力的加强可以减少混合料的推移。 再就是碾压时的重叠，无论是静碾还是起振碾压，碾压时一定要重叠前次碾压轮的1/3～1/2。振动碾压时，压实效率很高，每碾压一遍压实度增长很快。
（5）碾压段长度选择要在压路机最佳作业速度的条件下，根据混合料的初压温度、碾压终了温度、铺层厚度和环境温度等实际选择。但要始终坚持的原则是：铺层越薄、碾压时间越少、碾压段长度越短，要保证在最有效的温度范围内完成整个碾压作业。
（6）碾压喷水和胶轮压路机的使用不合理，为防止沥青混合料粘轮，对压路机钢轮可涂刷隔离剂或防胶粘剂，严禁刷柴油。亦可向碾轮喷淋添加少量表面活性剂的雾状水。喷水的量一定要适中。喷水太多会使混合料温度降低太快，降低压实度；喷水太少压路机轮子上易沾上混合料，影响路面平整度。所以，工作前要检查压路机的喷水系统，使喷出的水呈雾状。并且保证工作时水箱内的水要充足。
（7）终压应紧接在复压后进行。终压应选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机，碾压不宜少于2遍，至无明显轮迹为止。
碎石混合料论文 篇12
这种新型的路面材料在配比设计、原材料及施工中与以往的普通沥青混凝土有很大的差异,据笔者这几年的实际经验对其特殊性分配比和施工两大方面概述如下:
1 SMA的配比设计
SMA是一种全新意义上的沥青混合料,由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。除这些常用的材料种类外,有时,沥青改性剂、纤维等也是重要的组成部分。SMA的组成有以下特点:
(1)SMA是一种间断级配沥青混合料。以SMA—16为例,如表1,4.75mm以上颗粒的粗集料比例高达70%～80%,其中9.5mm以上的占一半,矿粉的用量达8%～13%,0.075mm筛的通过率一般高达10%,粉胶比超出通常1.2的限制值,由此形成间断级配,很少使用细集料。
(2)为加入较多的沥青,一方面增加矿粉的用量,同时使用纤维作为稳定剂,通常使用木质素纤维,用量为混合料的0.3%;也可采用矿物纤维,用量为混合料的0.4%。
(3)沥青结合料用量多,比普通混合料高1%～2%;粘结性要求高,通常选用针入度小、软化点高、温度稳定性较好的沥青,最好用改性沥青,以改善高低温变形性能及与矿料的粘附性能。
(4)SMA的配比不能完全依靠马歇尔配比设计方法,主要由体积指标确定;马歇尔试件成型后双面击实50次,目标空隙率3%～4%,其主要目的是确定矿料合成级配、各种体积指标、沥青用量,而不是马歇尔稳定度和流值,稳定度和流值不是主要指标,这是SMA混合料进行配合比设计时与普通密级配混合料配合比设计的最大不同之处;沥青用量还可参考飞散试验和高温析漏试验确定,车辙试验(动稳定度)是重要的设计手段。
2 SMA的施工控制
2.1 施工前准备工作
SMA施工前除按普通沥青混合料进行常规检查外,还应检查以下几个方面:
(1)木质素纤维必须在室内架空堆放,严格防潮,保持干燥。
(2)对于现场加工SBS改性沥青的工程,改性剂SBS必须保证其不受潮,防止受压成块、成团;存放时间不宜太长,以防止老化;对每种改性剂和基质沥青,必须现场采用实际的材料进行试验,以求达到最佳效果,而不是照搬不同材料的加工工艺。
(3)对木质素纤维添加设备进行计量标定,木质素纤维添加设备不得受潮。
(4)改性沥青运输温度不低于150℃,保温贮存温度不低于140℃,不得长时间存放;对现场加工的改性沥青必须不间断地搅拌,以防改性剂离析。
(5)制作好的改性沥青的温度应该满足沥青泵输送及喷嘴喷出的要求,在满足施工的前提下,沥青的加热温度不应太高,一般控制在170℃～180℃之间。
2.2 SMA的制拌
在采用间歇式沥青拌和机时,SMA与普通沥青混合料生产的主要区别是:
(1)木质素纤维的分散拌匀非常重要,干拌时间延长5～10s,加入沥青后的拌和时间延长5～10s,总生产时间延长10～20s。
(2)由于沥青可能会离析,SMA不应在贮料仓里储备时间过长,贮料仓里SMA的数量不宜过多,拌料不能过夜,即当天拌和的SMA混合料必须当天使用完毕。
(3)采用人工添加木质素纤维易产生由于人为因素而少加或多加的现象,从而影响SMA的使用品质;采用机械添加木质素纤维应防止输送管道堵塞。
(4)由于SMA使用了SBS改性沥青,拌和温度比拌普通沥青混合料提高了10℃～20℃左右。沥青加热温度掌握在170℃～180℃;矿料加热温度在185℃～195℃;矿粉和纤维不加热;混合料出料温度控制在170℃～185℃(实际施工时的温度范围),当混合料超过195℃时,予以废弃。实践证明,这样的温度施工没有困难。
(5)SMA细集料用量少,为保证其配料准确,要求细集料在存放期间,保证干燥、清洁,不能露天堆放;SMA矿粉用量比热拌沥青混合料需增加2倍,因此,要求配置的螺旋升送器数量足够,以保证供料正常。
2.3 SMA的摊铺和碾压成型
SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂,混合料的摊铺温度要提高,宜为160℃～180℃,温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时,不宜摊铺改性沥青SMA。
SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好,摊铺后应立即压实,不得等候。压路机应以2～4km/h的速度进行均匀的碾压,碾压按初压(1遍)、复压(2遍)、终压(1遍)三阶段进行;初压开始温度不低于140℃(不使用改性沥青)和150℃(使用改性沥青);复压温度不低于120℃(不使用改性沥青)和130℃(使用改性沥青);终压温度不低于110℃(不使用改性沥青)和120℃(使用改性沥青),终压时不得振动。在碾压过程中,可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥,碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水(经测定,SMA路面构造深度在0.9～1.25之间)。SMA的碾压与普通沥青混凝土碾压相比,有以下几点值得注意:
(1)为了防止混合料粘轮,可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿,水中掺少量的清洗剂或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。
(2)压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3～1/4轮宽,碾压工作面长度30～50m。
(3)SMA面层一旦达到足够的密度后,碾压即应停止,过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路表面,影响构造深度。工作中应密切注意路表情况,防止过度碾压。
(4)由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高,因而粘度大,不得使用轮胎式压路机碾压,以防止粘轮及轮胎揉搓产生沥青玛蹄脂上浮,从而造成构造深度降低,甚至泛油;在使用振动压路机碾压时应做到“高频率、低振幅”碾压。
2.4 SMA混合料沥青含量的控制
设计沥青混合料的难点在于保证其坚硬的矿物骨架和合适的沥青用量。沥青用量过多,将造成粗骨料之间的分离,易产生油斑;沥青用量过少,混合料将难以压实,空隙率过高,骨料之间的沥青膜过薄,从而影响其耐久性。因此,在实际操作过程中应随时控制每天SMA混合料的沥青用量,每天分上、下午在后场各取一组沥青混合料进行马歇尔试验、抽提试验,及时了解沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度等各项技术指标,并作相应调整。SMA混合料出料以混合料拌和均匀、纤维均匀分布在混合料中、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,拌和时间视实际情况可相应增减。
2.5 油斑的成因及处理方法
在SMA路面摊铺、辗压成型过程中,路面可能会出现油斑。产生油斑的原因有以下几点:
(1)运输距离较远,SMA混合料中骨料与沥青产生离析;
(2)SMA混合料温度过高,改性沥青发生老化;
(3)纤维掺加剂拌和不均匀;
(4)拌和时间太短,SMA混合料拌和不够充分;
(5)用油量过高;
(6)压路机碾压遍数过多,使路面超压;
(7)拌和料(特别是纤维掺加剂)及路表含有一定的水份;
(8)摊铺机等料时间过长及运料车积压过多,发生沥青析漏。
摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补,碾压中出现的油斑,应及时在油斑区域洒机制砂。当摊铺时遇雨或下层潮湿时,严禁进行摊铺工作。
3 结束语
SMA路面在重交通作用下有良好的抗车辙能力,这是因为高含量的粗集料(70%以上)在混合料中颗粒面与面直接接触、相互嵌挤结构的骨架直接承受了荷载的作用。因为它特殊的设计配比使这种骨架对温度敏感性小,而含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物——玛蹄脂使得混合料的整体力学性质提高。这两方面的作用使得混合料具有足够的竖向与侧向约束,故而在车辆荷载作用下,不产生或只产生微小的永久变形,大大提高了路面性能如高温抗车辙性、低温抗裂性、抗疲劳特性以及路面的耐久性,与普通的密实沥青混合料相比具有无可比拟的优越性。
随着经济的发展及交通的日益繁重,对公路的使用功能提出了更高的要求,而SMA路面必将日益展现它的优越性,得到越来越广泛的应用。
摘要：论述了沥青玛蹄脂碎石混合料SMA的配比设计和施工控制。
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