水泥混合料（共10篇）
水泥混合料 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.
沥青混合料接缝施工技术探析 篇2
【关键词】沥青；接缝；施工
1、概述
随着人们经济水平的不断发展，道路车流量也飞速增涨，同时车辆要求路面的平整度等也越来越严格，但是路面施工遗留的各种接缝问题直接影响到人们的要求。路面遗留的施工接缝一般有横向和纵向两种，如果这种接缝处理的不好就会使路面的这个部分产生凹凸不平或者由于这个部位的压实不好而导致裂纹的产生，甚至压垮和压松。以上现象是施工过程中长见到的情况。即使用比较先进的宽幅摊铺机摊铺的情况下也会产生接缝，但是会相对的减少纵向接缝，或者每天都会产生一条横向工作缝。
2、接缝施工技术
2.1沥青路面横缝处理技术
道路横向施工接缝应在每天施工完成后进行处理。即在最后一辆运料车的混合料导入斗中并逐步使用完结的时候，摊铺机操作人员应随时注意输送器中的混合料的剩余量，注意把握摊铺机宽度范围内保持摊铺均匀，尽量使接缝垂直道路的中心线，一定不要出现斜线。
如果接缝位置预留的恰当(即在接缝位置的摊铺厚度与其他区域的厚度一致)，接口的截面与地面垂直，在下一天施工时调整摊铺机的参数与原来保持一致(即向新铺层错轮20~25cm与接缝平行碾压)等，这么处理可以使横缝变成平整度理想的接缝。
为了保证接缝的位置预留恰当，应当在已经完成摊铺的地方，沿路线纵向方向放多个三米尺，用来查找出已摊铺的表面或已铺层厚度开始发生变化的断面(已铺层表面与3m直尺底面开始脱离接触外)，利用锯缝机器将这个对面切割成垂直于地面的断面，并将切缝一侧不符合要求的尾部铲除。以上措施一般在在建摊铺层碾压完成后的当时完成。为方便去除不合格的混合料，已预先在预计摊铺结束的撒上一层薄砂层，或者用旧报纸摊铺，当摊铺机完成施工移走后，组织施工人员确定切割位置，并人工将摊铺末端的不合格混合料铲除并把断面处理成垂直面。下次开始施工前，将断面清扫干净，并刷上一层乳化沥青。再指挥摊铺机械倒驶至断面前，保证熨平板前缘位于断面约5cm的位置。这时候将2~3块垫木垫入，垫木厚度的计算方法为：垫木厚度=铺层压实厚度×松铺系数-压实厚度，完成这些准备工作后加热熨平板。
当摊铺机驶离接缝处时，堆积在出料口的剩余混合料将推动熨平板，这种结果将使熨平板被抬高并且在这个地方留下凸起。所以在摊铺开始的阶段应该控制攤铺机料斗中的混合料料不要过多，保持少量就行。如果料斗中的堆料高度不均匀可以人工加料，不要继续进行摊铺，防止摊铺机出料口中间部位堆料，产生隆起带。当摊铺机驶离断面时会在原来的铺层上留下混合料，必须有施工人员进行清理，并用粒径较细的混合料把接缝处的缝隙填补上。
横向接缝的碾压在整个压实工序中是非常关键的步骤，碾压时应首先是压路机垂直路中心线进行压实，这时为方便压路机行驶可以在路面两侧铺垫木板，操作时使压路机的轮子绝大部分在已压实的路面上，20cm左右的轮面压住新铺层，然后以20cm为单位逐步向新铺层方向压实行进。直至完成整个横行碾压过程。
2.2沥青路面纵缝处理技术
部分高等级公路对路面的质量要求较高，为了减少路面的纵向接缝，一般采用两台摊铺机相配合的摊铺方法，即一台在前，一台在后，同时进行摊铺，对于表面层宜采用宽幅摊铺机全幅摊铺沥青混合料(针对中央分隔带一侧仅两个行车道的双幅双车道高等级公路)。用两台摊铺机或梯队同步摊铺沥青混合料时应注意以下几点：
(1)两台摊铺机的前后距离宜为5~10m，使沥青混合料在高温状态下相接。
(2)两台摊铺机的结构参数和运行参数应调整成相等。
(3)接缝两侧摊铺层的横坡和厚度均应一致，搭接重叠应在6~10cm之间。
(4)后一台摊铺机在靠接缝—侧施加一热熨平板，后者跨接缝行走、熨平接缝。
由于路面的宽度太大不得不设置纵向接缝时，可以在先进行摊铺的铺层靠近另一条摊铺带的一侧设置一个挡板，并使其高度与摊铺层的厚度一样，这样摊铺后的纵向断面就会是一个垂直于地面的垂直面，如果不用挡板的话，摊铺并碾压后断面就会形成斜面，这样就会给相邻路面的摊铺施工带来不必要的困难，还得进行切割等工序，给施工带不便。摊铺时新混合料应叠在已铺带上5~10cm，以此加热接缝边邻的冷沥青混合料。开始碾压的，人工铲除重叠的混合料。
2.3宽幅沥青路面施工技术
为了大幅度提高路面的质量和车辆行驶的速度，当前规划并建设了大量超宽的路幅。但是，我国目前工程中使用的摊铺机的宽度一般都不超过12m，远远小于规划的16m的宽幅路面，这种情况导致了一些接缝必须存在的后果，我们下面将结合当前部分工程的施工着重探讨超宽路面的接缝处理工艺。
对于宽幅沥青路面施工，一般采用多机联合施工，纵向拼缝的处理成为一大难题。鉴于纵向拼缝处理的因素较多，只能通过层层分析逐一解决。
2.3.1从纵缝的摊铺基准着手，以往前机摊铺后第二台摊铺机的找平仪横杆自然就搁置于已摊路面上。为了防止操作工人和辅助人员工作时在已摊铺路面上留下的轻微脚印被摊铺机的找平设备探测到，反应到后摊铺的路面上，产生纵缝不平整，采取在找平探测杆上加装1m长的滑杆，通过加大接触面来减少和消除找平的误差，效果很好。
2.3.2摊铺机送料方法是：自卸卡车中的材料，通过铰轮输送到通过的熨平板前，机械振动和夯实是在全机宽进行，这样就造成机器中间的材料受到了正常的夯实，而前行的摊铺机在拼缝处受到的是无侧限夯实，两者之间的细微差异造成了拼缝处路面不够密实。
3、结语
沥青混合料接缝施工适当的处理了路面施工产生的各种接缝问题，提高了路面的施工质量，使道路交通的安全性、舒适性、快捷性、稳定性不断提高，保证了通车的畅通快捷。
水泥混合料 篇3
1 混合料的原材料特征和组成设计
本文选用的废旧沥青混合料采自京沪高速淮江段路面面层的铣刨料。经过测试, 测试结果见表1, 同种结构的沥青路面, 夏季的铣刨料较之春秋两季偏粗, 这是由于夏季气温高, 沥青相互粘连的情况与春秋两季相比较多。废旧沥青混合料, 无论夏季与春秋季铣刨, 其原有的级配都超出规范要求之外, 尤其突出的是夏季的铣刨料, 9.5mm粒径以下的部分明显偏少, 见图1。而春秋季的铣刨料, 虽然大多数粒径能满足要求, 但都处于规范要求的下限。
在春秋季废旧沥青混合料加入适量填料调整废旧沥青混合料的级配见图2。添加10%或20%石屑的春秋季铣刨料在级配要求范围内, 而添加30%的则高于级配上限。因此, 对于春秋季铣刨料添加20%的石屑, 可改善其级配至要求范围。
选用的水泥为扬州产绿杨牌32.5普通硅酸盐水泥, 选定3%、4%、5%三个水泥剂量进行研究。
2 水泥稳定废旧沥青混合料技术性能试验
由于废旧沥青混合料中包裹于骨料上的相当量沥青的存在, 使无机稳定废旧沥青混合料有别于传统无机稳定材料, 因而, 运用无机结合料稳定材料试验方法测试得到的材料技术性能结果可能并不能反映其真实性能。为考察沥青的存在对无机稳定废旧沥青混合料性能的影响, 本课题决定采用沥青混合料的试验方法同时对其进行技术性能试验。试验项目同样包括力学性能中的强度、刚度及耐久性中的水稳定性。
2.1 强度特性
2.1.1 马歇尔稳定度
静压法成型的Φ101.6mm×63.5mm圆柱体试件标准养生6d, 浸水24h, 再放入60℃恒温水箱中30min~40min后进行马歇尔试验, 马歇尔试验结果如表2。表2列出试验结果表明, 相同水泥掺量无机稳定废旧沥青混合料不同龄期稳定度没有表现出一定的相关关系, 且90d与7d稳定度比值的差异性明显大于28d与7d的。
随水泥掺量增加, 空隙率降低, 相同龄期下材料马歇尔稳定度提高, 而流值下降。5%水泥掺量的稳定度均有明显提高。水泥掺量越高, 随龄期增长, 流值降低越明显。
2.1.2 劈裂强度
静压法成型的Φ101.6mm×63.5mm圆柱体试件标准养生6d, 浸水24h, 根据沥青混合料试验规程, 再放入15℃恒温水箱中浸水1.5h, 然后以50mm/min的加载速率进行试验, 记录试件高度h和破坏荷载TP。按式RT=.0006287PT/h计算劈裂强度TR。从表3可以看出, 随着水泥掺量增加, 利用沥青混合料试验方法得到的水泥稳定废旧沥青混合料劈裂强度逐渐增大。
2.2 刚度特性
Φ10cm×10cm的试件标准养生90d, 养护期结束前一天浸水24h, 然后分别放入15℃和20℃的恒温水箱中浸水2.5h以上, 在加载速率2mm/min下进行试验, 分7级加载。对不同水泥掺量的水泥稳定废旧沥青混合料在两个不同温度下进行抗压回弹模量试验, 试验结果见表4。
表4列出的抗压回弹模量试验结果中各水泥掺量该材料用于计算弯沉的20℃抗压回弹模量与各种沥青混合料设计参数范围相比, 具有较高的值;用于验算弯拉应力的15℃抗压回弹模量与各种沥青混合料设计参数相比, 则稍低。不同温度条件下水泥稳定废旧沥青混合料的抗压回弹模量随水泥掺量增大而提高。
2.3 水稳定性
沥青混合料的水稳定性性能通常通过浸水马歇尔试验进行。因此本课题首先用7d龄期的Φ101.6mm×63.5mm圆柱体试件进行浸水马歇尔试验, 得到水泥稳定废旧沥青混合料浸水马歇尔稳定度与未浸水马歇尔稳定度对比结果如表5。
由上显然可见, 水泥稳定废旧沥青混合料的浸水马歇尔稳定度高于马歇尔稳定度。这是因为水泥稳定材料, 养生龄期较短时, 水和温度的增加促进水泥水化速度。因此, 沥青混合料的浸水马歇尔试验并不适合用于评价水泥稳定废旧沥青混合料的水稳定性。
静压法成型Φ101.6mm×63.5mm圆柱体试件在标准条件下养生28天, 然后进行干湿循环, 饱水24小时后进行马歇尔试验并按式计算水稳定系数。
干湿循环的马歇尔试验结果表明, 水泥稳定废旧沥青混合料具有较好的水稳定性, 水稳定系数都在90%以上。
3 结语
(1) 试验表明, 水泥掺量越高, 随着龄期的增长, 流值降低越明显。
(2) 不同温度条件下水泥稳定废旧沥青混合料的抗压回弹模量随水泥掺量增加而提高。
(3) 水泥稳定废旧沥青混合料具有较好的水稳定性。
(4) 基于沥青混合料试验方法检测水泥稳定废旧沥青混合料的技术特性可以更全面地反映该种沥青混合料的路用性能。
摘要：从减少环境污染、发展可持续经济和减轻地方政府负担等角度出发, 本文提出将从高等级公路路面上铣刨下来旧沥青混合料加入适当的集料调整级配, 用水泥稳定后运用基于沥青混合料试验方法检测水泥稳定废旧沥青混合料的技术特性。
关键词：废旧沥青混合料,级配调整,干湿循环,试验研究
参考文献
[1]刘广环, 杨林.水泥、石灰稳定废旧沥青混合料收缩特性试验[J].低温建筑技术, 2009 (3) .
[2]黄晓明, 赵永利, 江臣.沥青路面再生利用试验分析[J].岩土工程学报, 2001, 23 (4) :468～471.
沥青混合料拌和站常见故障分析 篇4
【摘 要】我国高等级公路越来越多地采用沥青混凝土路面，是因为其自身具有明显的优点。有着更加良好的力学性质，更加优良的高温稳定性与低温柔韧性，铺筑的路面平整无接缝，减震吸声让行车更舒适；且无强烈反光，有利于路面行车的安全；施工方便无需养护，能及时开放交通。当然这一切均需拌和站高效工作，为路面施工提供高质量的沥青混合料，才能路面施工质量提供有力支撑。本文对沥青混合料拌和站生产中可能出现的故障进行了深入探讨。
【关键词】沥青混合料拌和站；常见故障分析
在生产实践中，沥青拌和站由于工作强度大出现故障在所难免。只要认真分析沥青拌和站的常见故障，总结出常见故障的原因及相应处理方法，才能够有效提升拌和站工作效率。拌和站设备故障的形成原因有很多，这里重点阐述的是可以通过现场简单的维修调整即可解决的常见故障。
1.设备运行参数设置不当
这主要体现在：拌和时间设置不当，及料门开启、关闭时间调整不当。通常情况下每一个搅拌生产循环为45s～60s（其中包括拌缸进料时间，拌缸拌和时间，拌缸门开关时间）。在实际生产过程中，只要勤观察多调整几次，一般均能达到设计要求。需要注意的是，在保证沥青混合料拌和均匀无花白料的前提下，应当尽量缩短搅拌的时间。
2.燃烧器燃烧效率偏低
现在大多数沥青拌和站的燃烧器均使用燃油燃烧器。当燃烧器风油比不对，或是燃料油的热值过低等原因，都可能造成燃烧器效率的低下，导致石料温度不稳定，烘干筒加热能力不足，最终将严重影响出料速度和沥青站的整体生产效率。风油比的调整应以设备厂家提供的技术资料为依据，适当结合实践经验，在反复细致调整基础上来确定的。风油比在生产过程中并非是一成不变的，设备的磨损，燃油指标的变化等，都可能对风油比造成一定影响，所以应做到勤检查、早发现，及时进行相应调整，以保证设备的正常运转。
3.冷料进给装置故障
在沥青混凝土拌和站内，引发冷料进给装置故障的原因一般就是可变速皮带机的停机，这类故障的出现最大的可能就是变速皮带机自身故障导致的，当然冷料皮带底下若被碎石或是异物卡死也可能引起此类故障。在对这类故障进行处理的时候，首先需要弄清楚引发故障的真正原因。若是电路方面出现问题，则在进行处理时就应首先对检查其电机控制变频器，查看变频器是否有故障存在，也可以先从线路进行检查，查看线路是处于导通状态还是断路状态。除此之外，皮带打滑也可能引起以上故障现象，这一点在实际工作环境中同样不能够被忽略，打滑就会引起跑偏，跑偏就会导致整个皮带正常运行困难，在这种情况下就需要适当地调整皮带的松紧度，如果被卡死则还需要专门的工作人员来对设备进行障碍清理后，才能保证皮带处于正常良好的运行状态。
4.搅拌机故障
搅拌机出现故障的表现也是多样化的。如果仅是其声音出现不正常的变化，有可能是搅拌机在较短时间内发生了超负荷运转所引起的，致使驱动电机固定支座发生了一定程度的错位，也有可能是固定轴承本身发生不良损坏引起的，若是这种情况的话，就需进行轴承的更换或是修复了。如果是搅拌机的叶片、机臂或者是内部的护板发生损坏或者是严重脱落，则必须要对其进行备件更换，否则就会在进行搅拌的过程当中出现不均匀搅拌的状况。如果是在搅拌的过程当中出现出料温度显示上的异常，更多的可能原因是温度传感器出现故障了，对于此类情况，应要对温度传感器进行必要的清洁处理，并对其清洁装置进行检查看其是否依然处在正常工作的状态中。
5.滚筒系统故障
滚筒通过两滚圈之间的驱动齿圈使干燥滚筒旋转，理想状态下滚圈与四个拖轮是完全面与面间的接触，正是这种接触产生连续摩擦的驱动，滚筒在运动中才会处于动态平衡状态，一旦外来因素将这种平衡打破，那么滚筒在运动中就会产生沿筒体纵轴线方向的上下位移，进而可能摩擦排烟箱、加料箱，或是引起滚筒冷却罩等部件的磨损。这种外来因素主要有以下几方面：
一是干燥滚筒内腔因素引起的。在生产过程中由于筒体内的骨料与叶片间的碰撞和摩擦，长时间使筒内的叶片掉落或损坏，这样骨料在旋转的筒体内对干燥筒就会产生不均匀的冲击。这种不均匀的冲击会破坏滚筒滚圈与拖轮间面与面的完全接触，形成瞬间的点面摩擦。这种不持续的摩擦驱动会使滚筒沿筒体纵轴线方向产生位移，也就使滚筒动态平衡状态发生改变。所以应定期对干燥筒内叶片进行仔细检查，发现磨损严重的应立刻予以更换，出现开焊的也要进行焊接处理，以保持筒内叶片处于良好状态。
二是因温度不同引起的变形。主要分为以下情况，一种是操作不当造成的。一般情况当干燥滚筒温度达到100℃时方可投料进行生产，温度达到100℃而未投料生产引起干燥滚筒变形。其二是停止生产后，滚筒温度未降到40°～50°时关机导致干燥筒变形。其三是生产过程中突然停电。以上这些因素都能导致干燥滚筒局部变形，这种局部变形也会对滚圈与拖轮间的连续面面接触产生破坏。不连续面面摩擦驱动会打破干燥滚筒的动态平衡，因此设备的正确操作也是至关重要的。
三是保养期没有检查干燥滚筒的磨损情况。螺栓松动，导致滚圈的移动，这样滚圈和拖轮间产生不连续的摩擦驱动，进而打破了干燥滚筒的动态平衡状态。另一种情况是，干燥滚筒长时间没有发生沿筒体纵轴线方向的位移，也就是说既没有听见异常的摩擦声音也没有发现干燥滚筒的止推定位滚轮与滚圈有明显的摩擦，这种情况我们也要加以防备，有可能是滚圈与拖轮暂时维持着面面间的摩擦驱动，这种暂时的维持一旦破坏，也会出现干燥滚筒的动态不平衡。由此可见，设备的定期检查也是至关重要的。
6.计量系统的故障
6.1执行机构动作不顺畅
控制骨料、粉料、沥青进秤的执行机构动作不顺畅，每次动作的时间就不尽相同，这时即使计算机控制系统不断调整飞料补偿也无法获得稳定而精确的计量结果。而导致执行机构动作不顺畅的主要原因是气路系统使用和维护不当引起的：对因气路中的压缩空气含水或粉尘过多，引起控制气缸动作电磁阀阀芯变慢甚至卡死。这种原因引发的故障，可通过将电磁阀拆下来清洗一下阀芯或者更换一个新的即可解决。
如果发现粉料称量结束后，重量却还在增加，就应检查一下粉翻板开关处密封胶圈是否磨损，以及翻板是否被杂物缠住。发现密封胶圈磨损及时更换，有杂物也应及时清除。
6.2沥青称量
油石比是指沥青混凝土中沥青质量和砂等填加料质量之比，是控制沥青混凝土质量最重要的指标。油石比过大，摊铺碾压后路面起“油饼”，油石比过小，混凝土料发散，碾压不成形，都属严重质量事故。
沥青秤是由两个拉力传感器即时采集信号的，利用沥青喷射泵将称得的沥青喷入搅拌锅，沥青的喷入量取决于实际称得的骨料重量，即所谓的二次称量。以严格保证恒定的油石比。沥青喷射泵通常采用的是带电磁抱闸刹车电机来驱动的，在生产过程中应定期检查刹车系统是否需要调整。另外沥青喷射泵在沥青秤箱体内的管道下端有一单向阀，是为了防止喷射泵停止运转后沥青回流至箱体中。如果单向阀损坏，称量结束后沥青秤的读数也会慢慢变大，这时就应通过及时的调整或更换来予以解决了。
【参考文献】
[1]李夏.沥青混凝土拌和站生产质量控制及常见故障分析探讨[J].科技信息，2011（9）.
水泥混合料 篇5
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.
水泥混合料 篇6
沥青路面再生研究在国外起步较早, 已经形成了一个技术系统。1997年美国NCAT (National Center for Asphalt Technology, 国家沥青技术中心) 的报告全面总结了沥青路面再生的研究成果, 其中包括了沥青路面冷再生的材料与混合料设计的研究成果。国内近几年在沥青路面冷再生方面的研究也逐渐增多, 再生剂主要为乳化沥青、泡沫沥青及掺加少量水泥等。
乳化沥青是一种最常用的广义再生剂, 采用其进行沥青路面冷再生, 操作简单、方便。由于乳化沥青冷再生混合料在成型过程中掺入沥青乳液, 而乳液需经历破乳过程, 其粘结力随时间增长。由于混合料早期强度低, 易于发生松散, 因此早期需采取封闭交通或限制车速等措施, 待其强度在行车荷载和外界环境作用下增强到一定程度后, 才完全开放交通, 严重影响了其工程应用和推广。而在冷再生混合料中加入少量的水泥, 可加速乳化沥青破乳, 提高混合料的早期强度、缩短开放交通时间。沥青和水泥共存, 其混合料兼具刚性与柔性特点。本文以乳化沥青为主要再生剂, 通过试验, 对掺加水泥的乳化沥青冷再生沥青混合料试件的强度进行对比分析和探讨。
(一) 试验用原材料
旧沥青路面材料为京珠国道主干线湖南境内某段高速公路路面面层铣刨料, 旧沥青混合料级配为AK-16型, 其沥青结合料为SBS I-D聚合物改性沥青、含量4.4%、集料为玄武岩。乳化沥青为拌和用慢裂慢凝型SBR改性乳化沥青, 蒸发残留物含量为59%。水泥为PO32.5级普通硅酸盐水泥, 其各项技术指标满足《公路水泥混凝土路面施工技术规范JTG F30-2003》相关要求。将旧路面材料当作集料或“黑石头”, 100%RAP集料级配的筛分结果如图1所示。
(二) 混合料试件制件与养生
慢裂慢凝型乳化沥青多采用最佳液体总量确定最佳含水量, 而本试验采用的为慢裂快凝型乳化沥青, 所以本文采用最佳含水量法确定外加水的用量。
先将RAP与水泥一起拌和使水泥分布均匀, 再加入适量的水, 拌和均匀, 使集料表面完全湿润, 然后加入乳化沥青, 再拌和均匀。为了模拟混合料实际的强度生长过程, 以及路面修筑后为使混合料进一步密实的要求而继续行车压实的情况, 混合料试件击实分两次进行, 第一次为混合料拌制入模时, 两面各击实50次;模内养生24h后两面各击实25次。
温度是影响养生的重要因素, 温度高固然能提高养生速度, 但温度越高混合料中的沥青越易软化, 引起材料的结构将改变, 且会抑制水泥的水化从而导致水泥水化物最终强度降低, 本次试验养生温度采用低压蒸汽养护温度60℃, 养生时间为3d, 确保试件中没有水分, 处于完全干燥状态。
(三) 试验结果与分析
1. 15ºC劈裂强度试验
劈裂试验间接地量测材料的抗拉强度, 操作方便, 是评价沥青混合料使用性能常用的试验方法。沥青混合料与半刚性基层材料的劈裂抗拉强度也是路面结构设计的重要参数, 现行规范JTJ F40也采用劈裂试验作为评价沥青混合料的水稳定性的手段。本文测试了不同水泥剂量 (0%、1%、2%、3%) 的乳化沥青冷再生沥青混合料的15ºC劈裂强度, 其结果见图2。
由图2可知, 乳化沥青冷再生沥青混合料的15ºC劈裂抗拉强度随水泥含量的增加而近似线性增加, 说明水泥的掺入能提高混合料的最终强度。
2. 冻融劈裂强度试验
由图3可见, 掺入少量水泥既可显著改善混合料的水稳定性, 加入1%水泥可使冻融劈裂试验残留强度比TSR提高到81%, 但继续增加水泥用量却不能进一步提高混合料的TSR及混合料的抗水损性能。
3. 15ºC与20ºC抗压强度
试件制作采用已经确定的最佳含水量与最佳油石比, 参照JTJ 052规程T0704“沥青混合料试件制作方法 (静压法) ”, 圆柱体试件直径100±2.0 mm、高100±2.0 mm。根据现行JTG D50规范, 试验在20°C与15°C两个温度下, 按照JTJ 052规程T0713“沥青混合料单轴压缩试验 (圆柱体法) ”进行, 加载速率为2 mm/min。
由图4可见, 混合料15ºC与20ºC抗压强度随掺入水泥的成近似线性关系。混合料15ºC抗压强度在1.5~2.2MPa之间, 20ºC抗压强度在1.1~1.4MPa之间。
(四) 结语
本文通过对掺加不同水泥剂量的乳化沥青冷再生混合料进行劈裂强度、冻融劈裂强度和抗压强度等室内试验, 对比分析和探讨了未加水泥和加水泥乳化沥青冷再生沥青混合料的性能, 可以得出以下几点结论:
1.乳化沥青冷再生沥青混合料的15ºC劈裂抗拉强度随水泥含量的增加而近似线性增加, 说明水泥的掺入能提高混合料的最终强度。
2.掺入少量水泥既可显著改善混合料的水稳定性, 加入1%水泥可使冻融劈裂试验残留强度比TSR提高到81%, 但继续增加水泥用量却不能进一步提高混合料的TSR及混合料的抗水损性能。
3.混合料15ºC与20ºC抗压强度随掺入水泥的成近似线性关系。混合料15ºC抗压强度在1.5~2.2MPa之间, 20ºC抗压强度在1.1~1.4MPa之间。
参考文献
[1]Asphalt Recycling and Reclaiming Association (ARRA) .Guidelines for Cold In-place Recycling[M].ARRA, Annapolis, MD, 1991.
[2]美国沥青再生协会/Asphalt Recycling and Reclaiming Association (ARRA) 编著, 深圳海川工程科技有限公司编译.美国沥青再生指南/Basic Asphalt Recycling Manual[M].北京:人民交通出版社, 2006.
[3]National Center for Asphalt Technology (NCAT) , Participant’s Reference Book.Pavement Recycling Guidelines for State and Local Governments[R].U.S.Department of Transportation, Federal Highway Administration, Publication No.FHWA-SA-98-042, 1997, 4-9.
[4]交通部阳离子乳化沥青课题协作组.阳离子乳化沥青路面 (修订版) [M].北京:人民交通出版社, 1998.
水泥混合料 篇7
本文采用静压成型、振动成型方法进行水泥稳定冷再生混合料配合比设计,通过一系列室内试验,对比分析了2种方法成型试件的物理性能和结构特点,探究2种成型方法的本质区别。
1 不同成型方法混合料的最佳含水量、最大干密度[1]
1.1 级配设计
考察了水泥剂量、新料掺量这2个因素对水泥冷再生混合料7 d强度的影响。
1)水泥剂量。水泥剂量为水泥稳定冷再生混合料中水泥所占的质量分数。考虑到水泥稳定冷再生混合料的干缩性及参照JTG F41—2008《公路沥青路面再生技术规范》,拟定了3%(质量分数,下同)、4%、5%3个水平。
2)新料掺量。新料掺量为水泥稳定冷再生混合料中新集料(粒径20~30 mm)所占的质量分数。考虑到经济性,拟定了10%、20%2个水平。
在正交试验设计的基础上选定水泥稳定冷再生混合料试验设计级配为5种:在不添加新料的情况下分别采用3.0%、4.0%和5.0%的水泥剂量,标记为1、2和3,在水泥剂量为4.0%情况下,分别添加新料10%、20%,标记为4、5。
1.2 试验结果
试验中分别采用重型击实和振动击实成型方法的成型混合料试件,以确定各配比的最佳含水量和最大干密度,见表1。
不同水泥剂量和新料掺量下得到的混合料最大干密度见图1和图2。
从图1、图2中可见,无论是添加的水泥剂量不同还是新料掺量不同,各种冷再生混合料在振动击实下的最大干密度均大于重型击实下的最大干密度。
1.3 击实功
重型击实法和振动击实法均通过对材料做功使其逐渐被压实,因此做功的差异势必也影响混合料的各项性能。表2、表3为2种试验参数及击实功。
从表2、表3中可以看出,振动击实明显高于重型击实的击实功(约提高2.19倍)。由此可以解释振动击实的混合料最大干密度较大。另外,在振动过程中,振动也会迫使水运动,使其有一定的动能,从而水会相对较容易地挤入材料颗粒间的空隙中,故其需要少量的水就能使混合料易达到密实状态。特别当振动频率与散碎颗粒固有频率相近时,产生共振,压实过程中颗粒间的静摩阻转化成动摩阻,更易于压实并形成结构[2]。
2 不同成型方法混合料的无侧限抗压强度试验
2.1 试验结果
按照JTJ 057—1994《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》试验方法,以振动压实试验结果为基础,按98%压实度分别计算不同水泥剂量的试件在最佳含水量时应有的干密度。按最佳含水量和计算得到的干密度分别用静压成型和振动压实制备试件,尺寸为准15 cm×15 cm。7 d浸水无侧限抗压强度设计值≥3.0 MPa。按标准试验方法进行试件的无侧限抗压强度试验,结果见表4。将不同水泥剂量和新料掺量下的得到的混合料最大干密度绘制成图,分别见图3和图4[3]。
2.2 试验分析
由表4可以看出,静力压实下的无侧限抗压强度处于4.3~6.2 MPa之间,振动压实下的无侧限抗压强度处于6.8~9.2 MPa之间。就2种成型方法确定的混合料无侧限抗压强度相差较大,平均比值为1.441倍。从按95%保证率计算的结果看,这一比值同样达到了1.421倍。由此可见,相同干密度、相同水泥剂量下,振动压实可使混合料中的骨架更密实而使混合料具有更高的抗压强度。相同的试验材料、相同的压实度,因试验设备的工作机理不同而使得强度结果产生巨大的差异。其原因如下所述。
1)静力压实试验设备采用自重将压力用于材料表面,挤压填充材料。随着材料深度的加大,作用于材料上的静压力很快下降,所以静压力作用的深度有限,为了获得较高的压实度,必须促使材料颗粒位移或运动,达到材料结构紧密的目的。但是,依靠静力压实材料,颗粒之间的摩擦力阻止颗粒进行大范围运动。随着静压力的增加,颗粒间的摩擦力也增加。因此,静作用压实,有一个极限的压实效果和影响深度,无限地增加静压力,也不能得到相应的压实效果,反而会破坏表层材料的结构。
2)振动压实试验设备向表面快速传递一系列连续冲击,冲击产生的压力波传向填充物,使微粒运动起来,减少或几乎消除了微粒间的内摩擦力,让微粒更紧密地重新排列。微粒间接触点的增多使得承载能力增强。振动压实对于粗颗粒有很大的影响,粗集料之间相互嵌挤较好,能够充分发挥骨架的强度;细集料作为填料能充分填充骨架的空隙。在振动压实后,被压材料不仅运动状态发生变化,同时还受到表面振动器的振动作用,材料颗粒之间更容易相对运动,出现了相互填充现象,颗粒之间的间隙减小。较大颗粒之间的紧密接触也增大了被压实材料的内摩擦阻力,使基础的承载能力随之提高。对于所有的填充材料来说,振动压实比静压实能达到更高的密实度和更好的压实深度,振动压实比静压实更有效[4]。
3 结语
通过室内试验,采用了静压成型和振动成型2种不同的成型方法分别对3种水泥剂量稳定回收水泥稳定碎石材料进行了抗压强度试验。主要结论如下。
1)与重型击实相比,振动击实可以较小的含水量得到较大的密度,通过振动击实确定水泥稳定冷再生混合料的最大干密度更符合施工现场实际。
2)与静压成型相比,采用振动成型方法可以明显提高水泥稳定冷再生混合料的抗压强度。材料内骨架颗粒之间相互嵌挤所产生的内摩擦阻力和结合料与集料的黏结力都很大。这种结构具有较高的承载能力和稳定性。
3)再生材料设计参数及其相关规律存在一定的局限性,在后续研究中还需要进行试验予以补充。
4)本试验仅选择了一种原材料。旧沥青路面材料还有回收沥青面层材料等,还应对比不同原材料类型对再生混合料路用性能进行研究。
摘要：采用了静压和振动2种不同成型方法,分别对水泥稳定冷再生混合料进行不同水泥剂量、新料掺量的配合比设计。通过一系列室内试验,得出了2种方法成型试件的物理、力学性能。经试验结果分析,表明振动成型方法与静压成型对比,可以明显提高水泥稳定冷再生混合料的抗压强度,从而提高路面结构的承载能力和稳定性。
关键词：水泥再生混合料,水泥稳定冷再生,振动成型,最大干密度,无侧限抗压强度
参考文献
[1]李宗民.水泥稳定冷再生混合料配比设计的试验研究[J].公路工程与运输,2008(02/03):150-152.
[2]孟庆营,周卫峰,赵可.水泥稳定碎石混合料静压法与振动法成型工艺的比较研究[J].公路交通科技,2007,24(1):21-25.
[3]陈朝霞,宋长柏,魏连雨.水泥稳定冷再生材料路用性能室内试验研究[J].河北工业大学学报,2004,33(3):108-112.
水泥混合料 篇8
为解决水稳基层裂缝密集发生问题, 《公路沥青路面设计规范》 (JTG D50—2006) (下称“D50设计规范”) 提出高速公路及一级公路宜选用骨架密实型混合料[1], 并提出了相应的级配范围, 较《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034—2000) (下称“034施工规范”) , 明显增加粗集料用量, 减少细集料用量, 如4.75 mm、0.075 mm筛孔通过率减少[2]。需要注意的是, 虽然D50设计规范提出的骨架密实级配可提高水稳基层的板体性, 并减少路面反射裂缝的出现, 但该级配制订吸收的研究成果均来自于中部省份, 如规范条文说明中所举山东、河南、天津等地区, 这些中部省份所用集料均为碎石, 而我国西北地区水稳基层集料普遍使用砂砾材料。
在西北地区实际工程施工中, 存在水稳砂砾采用D50设计规范中表6.1.6-2级配范围, 而出现基层强度不够的现象。一般认为, 水稳材料的强度主要来源于骨料间嵌挤力、水泥水化产物、水泥与骨料粘结强度。在整个混合料级配中, 细集料由于可提供更大的比表面积, 其与水泥材料间的粘结作用力也更大。另一方面, 与碎石相比, 天然砂砾几无棱角性, 集料间的内锁嵌挤力相对弱[3]。笔者认为, 对于砂砾材料而言, 简单地大幅减少细集料用量, 可能会导致混合料强度不足, 由此甚至可能出现反需增加水泥用量以满足设计强度的情况。本文采用两组不同粗细级配进行室内外的试验, 以探索适合水稳砂砾材料的级配。
2 室内试验
2.1 原材料
(1) 采用矿渣水泥, 各项技术性能指标见表1。
(2) 采用新疆地区常用的砂砾材料, 规格分别为:0~5 mm、5~10 mm、10~20 mm、20~30 mm, 天然砂砾筛分, 未破碎, 压碎值为23.1%, 0.6 mm以下颗粒塑性指数为1.7。
2.2 级配设计
采用两组级配开展试验, 级配A接近D50设计规范中表6.1.6-2级配范围中值, 级配B则适当提高4.75 mm以下细集料用量, 9.5 mm以上粗集料仍保持较高的用量, 两组级配设计见图1。
对两组级配水稳混合料分别采用3.5%、4.0%、4.5%水泥剂量, 进行振动成型、重型击实以确定最大干密度及最佳含水量, 结果见表2。级配B所含细集料量多, 最大干密度也略小, 最佳含水量接近。
2.3 不同级配强度对比
以确定的最佳含水量和最大干密度, 按要求的压实度98%分别采用振动压实法和静压法成型无侧限抗压强度试件。成型混合料试件在 (20±2) ℃, 相对湿度≥95%的条件下养护6 d, 浸水1 d后取出, 进行无侧限抗压强度试验, 结果见表3。
由表中可看出由于细集料减少, 砂砾与水泥粘结力下降, 较粗的级配A混合料强度低于级配B, 由此在配比设计中是极有可能出现降低细集料用量后, 反需提高水泥用量来满足设计强度要求的情况[4]。通过限制细集料用量来降低水稳裂缝发生机率的初衷, 并未达到效果, 水泥用量提高后更易出现裂缝。
3 工程案例
2009年, 在G30高速公路新疆伊犁段分别采用两组级配铺筑水稳砂砾试验段, 以验证不同级配的施工难度及强度形成状况, 水泥剂量均为4.0%。试验段均位于上基层, 施工各环节基本相同, 级配A由于更大的干密度, 在压实过程中增加了两遍振压, 压实工艺见表4, 现场压实度均大于98%, 压实完成后采取覆盖保湿养生。
在养生7 d、10 d后分别取芯观察芯样的完整性, 以了解水稳砂砾的强度形成状况, 结果见表5。可看出级配A铺筑段落的初期强度低, 7~10 d钻芯结果均不佳, 不满足034施工规范的要求。实体工程的强度趋势与室内结果一致, 即细集料用量大幅下降后, 水稳砂砾不易形成强度。
试验段所在伊犁地区冬季漫长寒冷, 水稳基层易温缩而形成路面反射裂缝, 铺筑后对于不同级配的裂缝发展情况进行了调研, 试验段铺筑后当年极低温度达到-25.4℃[5], 在冬季过后两试验段沥青路面均没有出现反射裂缝, 表明级配B有限度地增加细集料用量没有明显地增加裂缝发生机率。
4 结语
(1) 细集料在水稳混合料中既影响收缩系数, 又关系着材料强度的形成, 天然砂砾材料与破碎加工的碎石相比, 骨料间内摩阻力有着明显差异, 混合料设计中细集料用量的选择需要谨慎操作;
(2) 砂砾作为我国西北区域水稳基层常规使用材料, 需要针对其特性制订相应的级配范围, 既考虑通过限制细集料用量来降低裂缝产生机率, 更要综合考虑砂砾材料嵌挤力差对混合料强度的影响;
(3) 本文所述级配B选择了保证9.5 mm以上粗集料用量的同时, 适当增加4.75 mm以下细集料的用量, 整体级配接近034施工规范级配范围下限。通过室内外强度试验验证后, 在试验路所在高速公路全线进行推广应用, 项目通车3年使用效果良好。
摘要：采用粗细不同2种级配进行水泥稳定砂砾混合料的室内外强度试验, 以验证砂砾材料用于骨架密实水稳混合料时, 细集料用量对强度的影响程度。结果表明, 细集料减少, 砂砾与水泥粘结力下降, 建议级配设计时应综合考虑砂砾材料嵌挤力对混合料强度的影响。
关键词：砂砾,级配试验,强度,细集料
参考文献
[1]JTG D50—2006公路沥青路面设计规范[S].
[2]JTJ 034—2000公路路面基层施工技术规范[S].
[3]刘炜.影响水泥稳定碎石混合料基层强度的因素分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报, 2007, 9 (1) :15-17.
[4]刘九正.高速公路抗裂型水泥稳定碎石基层应用研究[J].公路工程, 2013 (6) :173-178.
SMA沥青混合料耐久性研究 篇9
【关键词】SMA沥青混合料，耐久性能，沥青玛蹄脂
本文简单介绍了相关试验方案以及试验方法，在此基础上对SMA沥青混合料耐久性的众多影响因素进行了一系列的试验与分析。
1试验方案及方法
1.1原材料试验
通过对沥青混合料、矿料、纤维、水泥、消石灰以及抗剥落剂进行相关的技术性质试验，使之均满足相关的技术要求。
1.2 SMA耐久性的试验
1.2.1 SMA沥青混合料的耐久性与混合材料的水稳性相关，同时还与混合材料的抗疲劳能力相关。因此，应该对其进行相关的疲劳性试验以及水稳定性试验，并在此基础上，在各项性能保持最佳时确定出沥青的最佳用量和沥青的级配。
1.2.2 通过对填料类型、粉胶比的分析研究，分析其对玛蹄脂耐老化前后的三大指标（延度、软化点以及针入度）的影响。试验方案如下。
图1耐老化试验
1.2.3水稳定性试验 对SMA沥青混合料水稳定性的试验应该通过冻融劈裂试验来进行，另外SMA沥青混合料水稳定性还应该通过相关的浸水马歇尔试验来测试。通过SMA沥青混合料的填料类型、填料与填料之间不同的空隙率、4.75mm筛孔通过率、SMA沥青混合料中的矿粉含量以及不同的沥青用量以及采取基质沥青还是改性沥青等不同的沥青类型的一系列的试验，全面综合地分析和探讨SMA沥青混合料水稳定性因素。
1.3 试验方法
对SMA沥青混合料的耐久性进行研究的相关试验除了上述的冻融劈裂试验等，还包括车辙试验、浸水马歇尔试验、肯塔堡飞散试验、疲劳性能试验、谢伦堡沥青析漏试验、渗水试验等等。
2原材料配合比
SMA沥青混合料同传统的沥青相比，其沥青的含量更高，矿粉的含量也较高，且混合料中的粗集料较多。应该严格控制SMA沥青混合料中粗骨集料与细骨集料的数量配合比，如果粗骨集料过少，则SMA沥青混合料的结构骨架不能有效形成，如果细骨集料过少，将会影响SMA沥青混合料的密实程度，从而最终影响SMA沥青混合料的耐久性。
沥青混合料的技术性应该符合一定的要求，如能与集料较好地粘附在一起，粘度较高，与沥青玛蹄脂的性能要求相互适应等等。
本次试验SMA沥青混合料中采用SBS改性沥青SK90#，在混合料中共掺入0.3%含量的垦特莱松散木质素纤维，混合料的粗集料和细集料分别选用角闪片麻岩和石灰岩机制砂。通过计算沥青用量，确定SMA沥青混合料的级配以及该级配条件下混合料的最佳油石比。
3 SMA沥青混合料的耐久性研究
3.1玛蹄脂耐老化性研究
3.1.1沥青材料的老化分主要体现在路面投入使用后的长期使用过程中的老化和SMA沥青路面的施工过程中的老化两个阶段。预测和评价SMA沥青混合料耐久性具有多项指标，其中较为重要的一项指标就是沥青的抗老化性能。玛蹄脂是SMA沥青混合料数量较多的填料，它的抗老化性能在很大程度上决定着沥青路面的耐久性，对SMA沥青混合料的耐久性影响比较显著。沥青玛蹄脂在混合料中起着胶结和填充密实粗集料和填充骨架空隙的重要作用，它主要由沥青、矿粉、细骨集料、各种纤维组成。沥青玛蹄脂同时还是一种粗胶泥，成分包括细胶泥和少量细集料。其中沥青、矿粉和稳定剂组成了沥青玛蹄脂中的细胶泥。因为粗胶泥的能够通过细胶泥的特征进行推测判断，因此可以将细胶泥作为代表。通过对玛蹄脂老化前后的三大指标（即软化点、延度以及针入度）的相关试验数据结果进行综合全面的对比分析可知，粉胶比与玛蹄脂老化前后针入度呈现线性关系，与玛蹄脂老化前后的延度也呈现线性关系，沥青玛蹄脂针入度和沥青玛蹄脂的延度均随着粉胶比的增大而显著减小，沥青玛蹄脂的软化点则随着粉胶比的增大而呈显著增大。
3.1.2通过对玛蹄脂老化前后的软化点、延度以及针入度的一系列相关试验可知，SMA沥青混合料的不同填料类型虽能在一定程度上影响沥青玛蹄脂的软硬特征，但是不能明显影响沥青玛蹄脂的针入度。沥青玛蹄脂耐老化性能最好的填料类型是消石灰十矿粉。通过有关的试验可知混合料的变形能力受到填料类型的影响，消石灰十矿粉的填料类型的混合料具有最差的变形能力，而普通矿粉比水泥十矿粉类填料类型的混合料的具有较强的的变形能力。
3.2水稳定性研究
3.2.1 4.75mm通过率影响。通过试验可知，4.75mm筛孔通过率的越大，则混合料的冻融劈裂强度越小，混合物的残留稳定度也逐渐减小。3.2.2 沥青用量和类型。通过试验对比几种不同类型的沥青可知，SMA混合料的水稳定性最好的是SBS改性SKA-90沥青，最差的是用SKA-90#沥青。在实际施工中，应该根据具体的工程情况以及经济条件选择使用改性沥青或者混合沥青等。
3.2.3 SMA混合料的水稳定性受矿粉用量的影响也比较明显。其中SMA混合料的水稳定性能最好的矿粉用量的粉膠比为1.8～2.0。超出 这个范围，矿粉用量过大或者过小都会使混合料水稳定性能降低。
3.2.4 填料类型影响 通过相关的试验数据可知，SMA沥青混合料中矿料与沥青之间的粘附作用可以通过掺加适量的高质消石灰进行改善，另外也可以加入一定比例的水泥，进而使SMA沥青混合料的水稳定性及其耐久性均得到有效的改善和提高。
3.2.5 孔隙率影响 孔隙率也与SMA沥青混合料的水稳定性有一定的关系，试验表明，两者之间呈线性关系。在孔隙率和混合料的水稳定性的线性方程中，两者的相关系数非常之高，达0.98以上，说明孔隙率对SMA混合料的水稳定性具有十分明显的影响。
3.3耐疲劳性研究
通过试验数据可知，当SMA沥青混合料混合材料中的4.75mm筛孔通过量越大时，SMA混合料的耐疲劳性越差。在保持外界条件不变时，改性沥青类型的SMA混合料的疲劳寿命比基质沥青的大。沥青用量与SMA混合料存在一个最佳油石比，此时SMA混合料具有最好的抗疲劳性。孔隙率越小，则SMA混合料疲劳寿命越长，耐疲劳性得到提高。
结语：本文主要对影响SMA沥青混合料的耐久性进行了一系列的试验研究和分析，对4.75mm筛孔通过率、沥青用量和类型、粉胶比、填料类型、孔隙率对SMA沥青混合料的耐久性的影响等做了简单介绍。在实际施工中，应该进行更加深入的研究和分析，力求全面有效地提高SMA沥青混合料的耐久性。
参考文献：
[1]张宏超，孙立军.沥青混合料水稳定性全程评价方法研究[J].同济大学学报，2002（4）
[2]葛折圣，黄朝晖，黄晓明.沥青混合料疲劳性能的影响因素分析[J1.公路交通科技，2002，19（6）
水泥混合料 篇10
关键词：水泥稳定混合料,拌和机组,原材料强度
1 研究理由
1.1 社会发展需求。随着社会经济的发展, 对道路运输的要求也越来越高, 一些重型车辆的通行, 对道路的承载力要求提高了, 这就需要我们建设高承载力、强耐久性的道路来适应社会发展的需要。
1.2 经济效益。国家和政府对公路建设给予了极大地支持, 投入了大量的资金, 为了提倡节约, 降低工程成本, 减少建设、养护费用, 我们要提高公路使用耐久性。
1.3 公路质量需求。基层强度不够, 会影响公路工程的施工质量。
2 现状调查
2.1 我们首先对旧路面进行了调查研究, 发现由于基层施工质量不合格所造成路面损坏的现象几乎占到路面病害质量的80%。
2.2 对施工现场进行了调查, 发现水泥稳定风化砂掺碎石混合料存在级配不严格、水泥搅拌不均匀等现象, 严重影响了施工质量。于是决定进一步深入调查, 分别对运输车上的拌和料进行抽样检查, 结果如 (表1)
在检查过程中, 检查50 次有15 次质量不合格, 合格率为70%, 由此可以看出, 影响因素主要是水泥拌和不匀、级配不均匀等问题, 它们的累计频数达到了73%, 是我们解决问题的主要对象。
3 目标设定
3.1 根据以上的调查结果, 我们目标定为:有效控制控制水泥拌和均匀性及级配的合理性, 产品合格率由70%提高到90%。
3.2 目标论证:
①改进机械设备, 提高拌和均匀性。
②成员丰富的理论和实践经验。
③领导的重视及提供的资金支持。
团队意识及解决问题的愿望。
4 要因确认
制定目标以后, 我们立即对原因进行分析, 找出初步原因, 分析主要原因, 原因见图1:
通过对图1关联图的分析, 我们专门召开会议, 认真查找出现问题的主要原因, 对上述末端原因进行调查论证, 确定主要原因见表2。
经过调查研究及大量的数据分析证明, 我们确认了以下二项为主要原因:
拌和机计量精确度不符合要求。
②块状和偏粗颗粒混杂其中。
5 制定对策
在确认主要原因以后, 我们共同探讨, 献计献策, 从经济性、可行性、可靠性、耐久性等方面制定对策, 把主要原因解决掉。见表3。
经过认真研究分析, 我们决定采用更换计量机械设备、提高准确度来解决拌和机计量精确度不符合要求的问题;采用在料斗和拌和机之间加粉碎机的方法来解决块状和偏粗颗粒混杂其中的问题。
6 组织实施
①把机械操作设备更换为由电脑控制的自动计量设备, 各种拌和料的比例根据配合比的数据输入电脑, 由电脑进行自动控制, 在正常情况下, 不得擅自改动电脑数据。特殊情况下, 由操作人员根据实际情况对电脑控制数据进行调整。
②在下料斗与拌和机间加粉碎机。为了提高工程质量, 加强水泥稳定风化砂掺碎石基层的使用耐久性, 购买了碎石粉碎机。
③我们解决了主要原因以后, 对部分次要原因进行了分析, 进一步提高工程质量。含水量是水泥稳定风化砂掺级配碎石中一项重要控制指标, 必须严格掌握。在炎热的夏季施工, 考虑到拌和、运输、摊铺过程中水分的蒸发, 可以在拌和时适当加大水量, 水量加大值应由拌和出料时含水量和摊铺碾压含水量进行对比, 损失多少补多少。根据施工经验, 在夏季上午9点以前和下午5点以后, 加水量比最佳含水量增加0.5%~1%左右, 在上午9点到下午5 点之间, 加水量比最佳含水量可增加0.8%~1.5%。在雨季施工期间, 由于下雨的影响, 砂石料中占有一定水分, 因此, 在每天拌和前应对砂石料进行含水量测定, 加水量应按最佳含水量减去砂石含水量进行控制, 在其他季节施工可不考虑增加或少量增加, 增加量控制在0.5%以内。
7 效果检查
7.1 通过采取以上措施, 我们对采取措施后的效果进行检验, 对各个指标再次进行检查对比, 结果见表4:
在50次的再次质量检查中, 只有2次不符合要求, 合格率达到了96%。见图2。
结论:水泥稳定风化砂掺碎石质量合格率由70%提高到96%, 达到预期目标。
7.2 经济效益
开展活动前产品合格率为70%, 活动后产品合格率提高到了96%。按照工程使用16840t混合料计算, 相当于约16840× (96%-70%) =4379t混合料的产品质量得到有效控制, 没有成为废品。按照单价60元/t混合料计算, 这一项产生的经济效益为:4 379×60=262 740元。因为此次活动投资的机械设备以后可以继续使用, 按照平均每年9 万元的设备改造投资费计算, 则此次活动所取得的效益为:262740-90000=172740 元, 可以大大减少不必要的浪费, 节约成本。
7.3 无形作用
经过改进, 保证了水泥稳定风化砂掺碎石混合料基层的强度, 达到了预期的效果, 为工程的圆满完成奠定了质量基础。
8 结语
路面基层质量影响因素有人员、机械、材料、方法、环境等因素, 关键是材料、设备的使用。在施工过程中我们善于总结, 克服不良人为因素, 同时选用高素质的施工队伍, 注重引进新技术、新材料、新工艺、新设备。严格按图施工, 施工发现问题及时整改, 建立岗位责任制, 做到人人有责。加强工程质量意识、加大管理力度、制定科学的管理方法, 创作精品工程。
参考文献
[1]王旭东.公路路面基层施工技术细则[M].北京:人民交通出版社, 2015.
[2]楚卿.水泥稳定碎石路面基层施工技术研究[J].江西建材, 2015 (24) :21-23.
[3]曹彦东.浅谈水泥稳定碎石路面基层施工质量控制[J].科技视界.2014 (30) :78.