沥青路面施工中混合料试验与生产级配控制 |
来源: 发布日期:2008-4-8
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摘 要:结合具体实践,从沥青混凝土的配比设计、生产前拌合机的调试两方面探讨了改进混合料级配的试验方法,以使沥青混合料的配合比设计更接近实际生产并达到密实级配,从而为沥青路面的施工质量提供了保证。 关键词:沥青混合料,配比设计,拌合机调整 在道路路面施工中,其质量保证程度与沥青混合料组成设计、试验、拌和、摊铺、碾压均有密切关系。沥青混合料组成设计一个主要内容就是合理确定矿料级配。它对混合料的体积指标和性能有至关重要的影响,对混合料的压实以及混合料铺筑时的离析现象也有非常重要的影响。根据桂林市万福路二标在路面结构层AC25I沥青混凝土试验过程中发现的一些问题及经验,文中就配合比调试和拌合机控制两部分进行介绍。 1 配合比的调试 1.1 目标配合比与实际生产的结合 众所周知,热拌沥青混合料的设计分为三个阶段:即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。通过目标配合比设计确定各种规格集料的配合比,使矿料混合料的颗粒组成接近选定的沥青混合料类型的级配范围的中值,特别是4.75 mm,2.36mm,0.075mm(方孔筛)三个筛孔的通过量要接近规定级配范围的中值。按选定的矿料配合比,通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。在生产实践中发现,有时室内配合比确定的沥青用量并不符合实际。因为以目标配合比为准来确定矿粉用量时,马氏制作过程中骨料是采用水洗除去矿料表面粘附的微粒的,但实际上骨料特别是石屑中的粉尘含量较高,而这部分粉尘在骨料加热烘干及提升过程中并未被除尘器充分吸走,各热料仓中不可避免地存在粉尘(<0.075 mm)。实际生产中热骨料表面亦不可避免附有微粒。粘附的粉尘占据了骨料的部分开口体积,同时还影响沥青在骨料中的浸渍。在室内配合比设计中洗去骨料表面的粉尘,无疑加大了沥青的吸附和浸渍,使设计出的沥青用量往往偏高,所以水洗法并不符合施工的实际情况。为该标段提供沥青混凝土的市政工程公司试验室按水洗法设计的试验路出现局部泛油,也证明了这一点。目前,国外细集料在进场后还要水洗处理、细加工,国外试验时水洗骨料也是基于上述原材料条件鉴于我国集料生产的现状,在对试验路段总结的基础上,重新对AC-13I沥青混凝土进行了配合比设计,马氏制作的骨料直接从各热料仓进行掺配取样,此时骨料经过了实际使用设备的筛分和除尘,能反映生产拌和时骨料的性质;矿粉的掺量再根据该混合料的水洗筛分结果确定。实践证明,这样试验室选取的沥青用量能够缩小与实际生产的差距。 1.2 确定生产配合的具体方法 1.2.1 冷料仓流量的测定。一般来说,拌合设备冷料仓的出料控制有振动式和皮带式两种。安装在出料口附近的振动马达或电磁振荡线包是振动式的振源。皮带式控制是将小皮带运输机上方皮带紧贴在冷料仓储料口的下缘,当皮带转动时,集料由出料口的侧门卸出。因此,冷料仓的流量(t/h)与出料口开启大小、振动马达的转速有关。测定其流量,就是要找出它们之间的相互关系以控制各冷料仓的卸料量。调整时可根据经验,按照集料粗细,先固定出料口的开张程度,然后取一个变量(马达转速、振荡频率或小皮带转速)进行测定。 1.2.2 小皮带转速的确定。根据拌和实际生产能力(每小时能拌和的混合料吨数),结合目标配合比中冷料的使用比例,可算得每小时各冷料仓应分别向拌合机提供的冷料量(即流量),再根据冷料仓小皮带转速一流量关系方程,即可查得拌和时冷料仓小皮带应具备的转速。 按上述方法控制操作配料机进行冷料冷配,经加热烘干后,从不筛分热料仓取料筛分,将其结果与目标级配和规范要求级配相比较,得以验证冷料仓冷配系统的控制性能。 1.2.3 热料仓供料比的确定。调节“筛分环筛分”翻板阀至筛分状态,冷料经加热烘干后,提升到拌合机中筛分,并分别进入各热料仓。由于振动筛分长度及倾角的影响,集料未能得到充分筛分,流出时各热料仓的集料并不按筛号分级。因此必须对各热料仓中的集料重新分别进行筛分实验,再次进行配合比计算,以决定各热料仓的供料比例。测定步骤如下: a.按各冷料仓确定的小皮带转速启动冷料仓卸料。 b.启动拌合机各筛工作,至各热料仓内有够料为止。 C.根据各热料仓中集料及矿粉的筛分资料,结合标准级配,计算各号热料仓的供料比例。然后计算矿料的合成级配,并与标准级配比较。合成级配曲线应与标准级配中值相吻合。如出入太大,则需调整各热料仓供料比例,重新计算合成级配,直至曲线吻合为止。 d.按调整好的热料仓供料比投料干拌(不加沥青),在拌合机出料口接料,取样进行筛分试验,计算各号筛上的通过率,并与标准级配中值比较,如出入较大,还需适当调整热料仓供料比例,直至关键筛孔的通过率与标准级配相应筛孔通过率中值的误差满足要求为止。这时各热料仓之间的供料比例,即为正式生产时的供料比例。 1.2.4 确定生产时的最佳沥青用量。按照确定的各热料仓的供料量、矿粉用量和确定的加热温度及拌合时间,取三种沥青加入量一律按目标配合比的最佳沥青用量及最佳沥青用量的±0.3%计算得到的每锅用量,分别进行拌和及抽提试验和马氏试验。 2 拌和机控制过程中应注意的问题 拌合机生产沥青混合料与试验室配合比设计存在着较大差异,因此要考虑许多实际问题。在规范中,对于生产配合比的调整细节问题,并没有直接资料,一般需要根据具体的拌合机特性,找出相应的规律性,下面以Marini260拌合机为例介绍一些共性的问题。 2.1 沥青拌合机振动筛的选择 由于拌合机不同,振筛的布置也各不相同,最大筛孔的振动筛设置应和混合料的最大粒径相对应。以AC-25I沥青混合料为例,规范要求最大孔径筛孔的方孔 径为33 mm,其对应的标准筛孔径为31.5mm;筛孔选择要和混合料控制点孔径相吻合,对于AC-25I混合料,一般应控制好2.36mm,4.75mm,13.2mm,19mm几个筛孔,因此振动筛须选用的等效振动筛的孔径为2.5mm,6mm,15mm,22mm。根据施工经验,2.5mm × 2.5mm 筛孔径太小,容易堵筛网,可调整为3mm ×4mm。 2.2 热料仓筛应注意的问题 热料仓的取样和筛分对于生产配合比设计的准确性有着非常大的影响,应当引起足够的重视。 3 结语 由于沥青拌合机有着不同的除尘装置,除尘中对较大颗粒(0.15 mm~1.18 mm)的回收过程也不尽相同。一般前几盘料中缺少该部分材料,因此,在热料仓取料时应当废弃前两盘到三盘有史以来第一次整体改造。这次改造对道路路面、沿线设施及交叉口进行了较为全面的整治。主要内容包括:全长7.3 km道路全部罩面,改善了机动车道及非机动车道的行车道铺装;更换分隔带及行车道缘石;更换人行带及侧带铺装,增设盲道;更换分隔带及绿化带树种;公交车站点改为港湾式停靠站,减少停靠车辆占用的车道宽度,保证正线上交通畅通;兼顾道路交通控制与管理,改善了交叉口交通信号相位与配时,并对交叉口采用了拓宽路口、交通渠化等措施。因此,大大提高了道路的通行能力,使钢铁大街变成东西贯通、视野开阔的城市景观通道。 |