沥青混合料摊铺过程研究

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沥青混合料摊铺过程研究

山东茂隆新材料 2023-02-23 1834


说到沥青,相信大家不陌生,它在各种工程项目建设发展中都经常需要用到,比方说我们自己脚下的路就是沥青路,那么沥青混合料摊铺过程的质量管理控制系统应该怎么做呢?让我们一起来看看吧。

重点对沥青混合料在生产过程中如何进行质量控制进行分析和探讨。本文首先分析了沥青混合料摊铺过程中材料变化如何产生人力,然后将沥青混合料摊铺过程的质量控制分为料斗受料质量控制和螺旋布料器布料质量控制两个环节,分析研究了各个环节离析的产生以及解决离析的有效措施和方法。

沥青混合料摊铺是影响路面施工均匀性,进而影响路面成型质量的重要控制环节。摊铺工艺的合理化和摊铺过程中的质量控制是保证路面施工质量的关键,它直接影响成型路面的均匀性和耐久性。因此,在沥青路面施工中应对摊铺过程进行有效的质量控制,以减少材料离析,保证摊铺质量。

众所周知,离析是路面潜在损坏的重要来源,也是路面早期损坏的重要诱因。目前,在沥青路面的施工中,摊铺设备、摊铺工艺和摊铺过程存在一些不合理之处,混合料摊铺过程的许多环节都会出现不同程度的离析,如果控制不好,会给路面埋下质量和安全隐患。本文分析了沥青混合料摊铺的可变性,深入探讨了在摊铺的各个环节中减少离析的有效质量控制方法和措施。

1、沥青进行混合料摊铺过程变异性研究分析

沥青混合料摊铺过程是指从运输车卸料到摊铺机再到摊铺机熨平板振动成型的全过程。沥青混合料在摊铺过程中的变异性主要表现为混合料的离析,尤其是材料的离析和温度的离析。物料离析的拥有属性通常是粗细集料的分离,以及沥青含量和空隙率的波动,而温度离析的拥有属性则是混合料不同部分的温度差,当施加相同的压实作用时,会产生不同的压实程度和不同的空隙率。两种离析均引起沥青进行混合料的物理结构特性和力学特性可以发生不均匀性变化,从而影响导致沥青混合料的性能方面出现变异。

沥青混合料在摊铺过程中变化的影响因素主要有两个:一是由于卡车的卸载,混合料发生分离,具体表现为从卡车卸到摊铺机料斗中的大块集料沿自然坡度绕料斗滚动,产生物料分离;料斗边缘与大气直接接触,温度较低,导致料斗壁附近混合料的温度损失相对较大,产生温度离析。其二,摊铺过程中摊铺机操作不当产生离析,具体表现为前后料车卸料衔接不好或料斗侧板翻起次数过多,引起粗、细集料分离,导致材料离析;螺旋布料器运转不连续,导致混合料粗、细集料的横向和竖向材料离析和横向温度离析;分料螺旋旋转过快,造成粗集料惯性离析;摊铺不连续,摊铺速度变化频繁,导致混合料材料离析等。离析使得实际级配曲线与理论级配曲线有一定的偏差,极大地降低了混合料的路用性能,从而为路面早期病害埋下隐患。

2、摊铺机料斗受料质量控制

当卡车从摊铺机的料斗中卸料时,由于混合料的粗颗粒四处滚动而造成的材料离析对于较粗类型的混合料来说更加明显。对于下面层AC-25型混合料,在施工质量检验中,经常检测出存在周期性的离析渗水区(一般每摊铺一车料会出现这样一个产生离析区)就是一种有力的例证。

摊铺机料斗受料质量管理控制应确保从料车卸下的混合料级配稳定,质量进行均匀,质量成本控制的关键是我们解决料车卸料工作过程中不断出现的材料产生离析问题。解决漏斗离析是保证沥青混合料摊铺均匀性的第一步,主要采取以下两项措施。

措施一是企业在运料车与摊铺机料斗之间进行添加沥青材料混合料转运车。转运车在摊铺机上配有一个容量为15~18t的摊铺机附加料斗,以接收转运车输送的混合料。附加料斗比摊铺机受料斗窄,混合料在附加料斗中的碾压范围大大减小,可有效消除原摊铺机进料口两翼粗集料的堆积。同时,附加料斗可以作为摊铺机的扩散载荷调节器,通过控制转运车的转速,使摊铺机附加料斗内的物料水平保持恒定,从而保证摊铺机连续均匀载荷的稳定扩散。同时,转运车的混合仓可以将混合料进行两次混合,解决了运输过程中的温度偏析问题。

二是改进摊铺机料斗结构。目前主要是在沥青摊铺机的料斗前增加一个翻板,用手动控制将混合料收集在刮板中间,解决部分物料离析的问题。摊铺机料斗侧板的改进主要通过标准操作进行。当料斗与摊铺机连接并开始卸料时,将摊铺机料斗侧板缩小,以减少材料偏析。

3、摊铺机螺旋布料质量控制

摊铺机螺旋布料过程的质量控制是整个沥青路面摊铺过程的关键环节。从控制摊铺的横向和纵向质量入手,解决了影响摊铺质量的两个关键问题:横向离析和纵向离析。

3.1横向离析的质量控制

对于单台摊铺机摊铺作业而言,造成摊铺质量不稳定,出现摊铺的横向离析,主要是由于摊铺机螺旋布料器本身结构存在不足和摊铺作业操作不当所引起,表现为在摊铺机横向布料过程中,左右螺旋结构分动箱处会出现摊铺的离析带,螺旋布料器加长段悬臂端点处亦会形成离析带,布料器两侧对料监控位置不当引起布料器螺旋旋转不稳定(尤其是转速过快)导致摊铺机两侧形成离析带;对于并机梯形摊铺作业而言,主要是由于并机搭接部分处理不当而形成离析带。

摊铺机横向离析质量控制应保证单台摊铺机质量的稳定,解决梯形摊铺机的离析问题。

要保证单台摊铺机稳定的摊铺质量,首先要改进摊铺机螺旋布料器的结构。有效做法是:在左、右螺旋传动箱接头处增加两块分料挡板,减少混合料布料时的滚动,从而有效减少摊铺机中央离析带;在螺旋悬臂端点处加反向螺旋装置,对螺旋悬臂端点进行反向推动,降低悬臂端点处的离析现象;加大摊铺机螺旋布料槽面积,减少由于混合料通道截面积不足导致分料阻力在悬臂点增大的现象,较好地解决布料中的横向离析。其次,严格管理规范摊铺机操作系统程序。为保证摊铺机运行速度恒定,避免不必要的停顿,通过试铺,确定摊铺机两侧监测设备对槽内混合料的合理监测位置,保证摊铺机料位适中,螺旋转速稳定,较好地解决了摊铺机两侧侧向偏析问题。

确保并机梯形摊铺搭接部分的摊铺质量,主要从现在以下几点问题进行教学质量管理控制。首先,2台或多台摊铺机前后呈梯形平行作业,相邻2台摊铺机前后应相距5~10m,确保沥青混合料在高温状态下相接;其次,应根据摊铺总宽度适当调整每台摊铺机的褽平板宽度,差异不宜太大,确保6~10cm搭接宽度,后一台摊铺机应跨缝行走,及时褽平接缝;再者,要适当控制摊铺机螺旋布料器料位,既要保证摊铺用料,又不应在热接缝处形成堆料,从而确保接缝处的压实度和平整度;最后,上下层纵向接缝不得重合,错开量不少于50cm,表层接缝尽可能在路面划标线位置。

3.2竖向离析的质量控制

在沥青混合料摊铺过程中,混合料垂直离析是最常见的材料离析现象。混合料的粗颗粒随着摊铺过程向前滚动,导致同一断面混合料分布不均匀,更多的粗颗粒聚集在摊铺的沥青层底部,导致压实度降低,严重时底部会出现明显的离析孔洞。表1是某工程沥青磨损层压实试验数据的一部分。根据规范要求,沥青路面摊铺压实度必须达到实验室标准密度的97%,最大理论密度的92%。压实度合格率仅为50% ,最大理论密度合格率仅为60% 。同时对该检测路段磨耗层进行取芯,发现磨耗层底部大颗粒骨料较集中,填充细集料极少,孔洞较多,对芯样从底部往上约10mm处(即大约最大粒径骨料高度处)横向切开,骨料分布较均匀,基本无孔洞,所以。可以看出,井底压实度仅在一定范围内,造成井底压实度不足的主要原因是井底分离。

进一步分析得知,造成沥青摊铺层底部出现离析孔洞的原因有两个:一是粗集料的竖向跌落,即由于摊铺机前挡板下端与地面之间有约180mm高差,混合料向前滑落时,粗集料翻滚提前跌落离析造成;二是粗集料的纵向集中,即混合料在料槽的输送过程中,粗骨料向前挡板集中,并最终沿前挡板下落被提前铺在摊铺层底部造成。

为保证混合料的垂直摊铺质量,应严格控制垂直摊铺离析,即解决粗骨料垂直下落和垂直集中的问题。在这项研究中,摊铺机前挡板改造增加了一个5毫米钢板的前挡板下端和橡胶挡板的前挡板下端。这样在摊铺时从接近螺旋中心高处到前挡板下端形成三角形的积料,从而使前挡板处离析的粗骨料下落时被阻挡后经过螺旋搅拌再次掺入混合料中,就较好地解决粗集料的竖向跌落和纵向集中的问题;另外,前挡板下端加装的橡胶挡板阻挡了混合料向前滑落,进一步阻止了粗集料的竖向跌落造成的向前翻滚离析。

=现场检测表明,对摊铺机前挡板进行上述改装后,有效地解决了沥青摊铺层底部离析孔洞的问题,摊铺层底部粗细集料分布较均匀,同时,现场检测的压实度按规范要求进行控制均达到实验室标准密度的97%和最大理论密度的92%以上,亦均合格。

此外,施工人员在摊铺沥青路面时,往往会放松对摊铺机两侧摊铺质量控制的要求。为了方便人工取料,在摊铺时螺旋布料器的末端通常不安装前挡板,这也造成沥青摊铺层垂直下落,分离形成底部分离孔。为严格管理控制摊铺质量,螺旋布料器两端前挡板之间不能因为缺少,实施时两端前挡板设计可以比中间稍低(不宜低于一个螺旋发展中心思想高度),这样亦解决了人工取料的问题。

沥青路面摊铺过程中的质量控制主要是对料斗接料和螺旋布料器布料的质量控制,主要解决接料和布料过程中的离析问题,保证沥青混合料的摊铺均匀性。

(1)解决受料过程的离析,其最有效管理措施是采用混合料转运车,其次是对摊铺机料斗结构可以进行研究改进,后者目前我们只能自己解决这一部分主要材料离析问题。

(2)解决这些布料进行过程的离析,主要是通过解决布料设计过程中的横向离析和竖向离析。解决横向离析的有效措施主要涉及两个方面:一是对摊铺机螺旋布料器的结构进行有效改进,主要解决摊铺机中心和悬臂端部的离析区;其次,严格规范摊铺机操作程序,主要解决摊铺速度不稳定、布料器螺旋速度不稳定造成的离析,以及平行梯形摊铺重叠部分的离析。解决摊铺机垂直离析(垂直落差和垂直浓度)的有效措施主要是对摊铺机前挡板进行改造。

工程实践证明,将上述措施应用于沥青路面摊铺,将有效解决沥青混合料摊铺过程中的诸多离析问题,保证沥青路面的施工质量。

以上就是今天的内容,感谢大家的阅读和观看,希望对大家有帮助,如果您有什么不懂的,欢迎联系我们的工作人员,我们将竭诚为您服务。



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