原材料质量控制
罗阳高速公路采用半刚性沥青路面结构,各种沥青混合料类型设计级配范围及原材料质量指标要求均参照《广东省高等级公路沥青路面施工技术指南》及《公路沥青路面施工技术规范》。沥青中、下面层原材料选定罗定金鸡镇恒安石场生产的石灰岩碎石及机制砂,沥青上面层原材料选定广西福安石场生产的闪长岩碎石及恒安石场的机制砂,经检测碎石原材料的资源、天然特性及加工特性均符合指南及现行规范的要求。
粗集料的级配及含粉量控制
为确保沥青面层各档粗集料单档级配稳定性,同时根据各种沥青混合料关键性筛孔及对应的公称最大粒径中国沥青网sinoasphalt.com。
为提高粗集料洁净程度,提高碎石与沥青的黏附性能,石场均采用二级除尘装置,同时在沥青拌和场设置水洗装置,确保碎石在石场生产出来时粗集料小于0.075mm含量小于1%,再经沥青拌和场水洗后粗集料小于0.075mm含量小于0.8%。
细集料机制砂级配及含粉量控制
沥青上、中、下面层均采用恒安石场生产的石灰岩机制砂。机制砂的加工工艺是采用粗集料6~11mm经制砂机磨制生产,过振动筛及除尘,其筛分级配符合设计及规范的要求,须特别注意在0.3~0.6mm处出现“驼峰”级配。
为保证碎石颗粒形状,经常查看板锤磨损情况,必要时调整板锤间隙及调转方面,但同时要求在达到一定产量后必须更换板锤,以免造成碎石原材料规格、形状及级配产生较大的波动。
目标配合比设计及生产配合比设计
矿料级配组成的确定
罗阳高速公路LM1标沥青混合料配合比设计时根据《广东省高等级公路沥青路面施工技术指南》、《公路沥青路面施工技术规范》及施工图要求,结合当地高温炎热、多雨潮湿及重载交通等情况,配合比设计时应适当减少靠近公称最大粒径的粗集料和细集料中细粉料部分的比例,增加中间档9.5~13.2mm粗集料,将级配曲线调整呈S型走向,不得有太多的锯齿形交错,且在0.3~0.6mm范围内不出现驼峰,通过试验证明该级配沥青混合料均匀性、稳定性好及抗车辙性能强等特点。
沥青混合料性能指标
沥青混合料在体积设计时,首先是设计一个合理的VMA值,然后向VMA值中填充沥青结合料,除去有效沥青含量后剩下的部分就是空隙率。如果不管VMA值多大,都通过填充沥青来控制混合料的设计空隙率为4%,沥青用量就可能过多或过少。VMA值指标经常难于满足指标要求,根据以往不同岩性材料的试验得出,当原材料采用压碎值较大的石灰岩沥青混合料,设计得到的VMA值仅仅大于0.1%或等于规范的要求值,采用压碎值较小的闪长岩或辉绿岩沥青混合料,设计得到的VMA值仅大于规范的要求值0.1%~0.2%,富余系数较少。
考虑当地高温多雨的气候,在配合比设计时掺加1%~1.5%水泥代替部分矿粉用量,加强碎石与沥青的黏附性能,有利于提高水稳定性及抗水损害能力。同时在粉胶比的控制时应注意细集料小于0.075mm含量,通常细集料机制砂小于0.075mm在10%以上,故加入矿粉的用量较少就能满足合成级配的要求,此时在目标配合比设计通常考虑细集料除尘50%,并用矿粉加以代替再进行级配组成设计,这样能较好地反映经过沥青拌和楼生产时除尘后沥青混合料小于0.075mm的含粉尘量。
沥青拌和楼性能的调试
间歇式沥青拌和楼采用振动筛二次筛分并分成若干个热料仓,振动挂筛尺寸及倾角尽量与冷料石场振动筛挂筛尺寸及倾角保持一致,各个热料仓的挂筛尺寸范围尽量缩小,使得各个热料仓筛分库容量尽量均匀。在实际沥青混合料生产过程中,出现个别热料仓等料、溢料的情况时,首先要以冷料仓的转速进行标定,目的是使冷料按目标配合比进料,模拟达到正常生产的产量进行二次筛分,同时要调整布袋除尘的负压,通过1号细料仓的筛分结果小于0.075mm通过量与沥青拌和楼生产时除尘压值相对应,确定后续沥青拌和楼生产时除尘负压值的范围。通过试验各个热料仓的筛分级配,调整各个热料仓的比例使生产配合比合成级配曲线尽量接近目标配合比的标准级配曲线,关键性筛孔4.75mm、2.36mm、0.075mm通过量控制在1%以内。目前国产H5000型沥青拌和楼的二次筛分稳定性能较好,采用二次称量系统,较好地控制称量的精度。
沥青混合料生产过程中的质量控制
由于原材料级配的不稳定性,各个热料仓的级配可能会出现波动,试验人员加强对进场原材料级配进行取样筛分,当偏差较大时检查石场筛网是否穿孔损坏或堵塞;同时每天在开工前或收工后对各个热料仓取样进行筛分,当偏差较大时,应对生产配合比进行微调,使生产的混合料合成级配与标准级配接近。另外,在同一石场的原材料视密度、毛体积密度会发生变化,直接影响混合料的各项体积指标,需对密度进行校正。同时对沥青拌和楼设备的称量系统进行检定,以免造成偏差。
本项目沥青上面层GAC-16C沥青配合比施工时沥青采用壳牌SBSI-D改性沥青,通过试验最佳油石比4.60%,空隙率4.3%,动稳动度TD>6000次/mm,渗水系数50ml/min,横向力系数委托广州诚安路桥检测公司检测结果SFC均值为67.93、SFC代表值为67.59,沥青上面层整体均匀性、密水性及抗滑性等路面性能较好。
结语
(1)石场原材料质量控制包括:开采面片石的选定,粗、细集料级配的稳定性,粗、细集料小于0.075mm含粉量等质量控制,一切质量从源头抓起。
(2)机制砂的应用,机制砂的加工采用石灰岩进行生产,提升集料与沥青的黏附性能。
(3)沥青混合料配合比设计级配呈S型走向,具有适宜的空隙率、均匀性、密水性及稳定性好等特点。
(4)加强沥青拌和楼配筛的检查、标定、保养等工作,控制沥青混合料生产的稳定性(混合料的级配和温度),确保按生产配合比正常的生产。