淺談瀝青混合料路面空隙率大、離析嚴重、均勻性差
論文導讀：根據(jù)本人近年來對公路路面工程現(xiàn)場的調查取證，結合公路路面施工中所發(fā)現(xiàn)的施工質量控制問題，對目前施工的瀝青混合料工程，有幾點看法，供同行參考。為了說明問題，首先解釋一下瀝青混合料拌和設備質量控制程序和試驗數(shù)據(jù)的應用過程。為了原材料達到目標配合比要求，冷料控制系統(tǒng)參數(shù)的確定非常重要。過長的攪拌時間還會讓混合料出現(xiàn)過拌離析現(xiàn)象。
關鍵詞：瀝青混合料，配合比，離析，控制
根據(jù)本人近年來對公路路面工程現(xiàn)場的調查取證，結合公路路面施工中所發(fā)現(xiàn)的施工質量控制問題，對目前施工的瀝青混合料工程，有幾點看法，供同行參考。
為了說明問題，首先解釋一下瀝青混合料拌和設備質量控制程序和試驗數(shù)據(jù)的應用過程。
一、瀝青混合料拌和設備質量控制程序：
瀝青拌和設備生產的質量控制從流程上可分為：瀝青拌和設備冷料控制，熱料控制，攪拌控制。
1 冷料控制：
為了原材料達到目標配合比要求，冷料控制系統(tǒng)參數(shù)的確定非常重要。冷料倉的參數(shù)確定主要是要做好各個冷料倉的集料流量測定工作，繪制每個冷料倉集料電機分速度—集料流量曲線。
2 熱料控制:
在瀝青拌和設備的生產中，產品質量、生產效率及生產成本主要決定于熱料控制。從以下幾個方面進行熱料系統(tǒng)生產質量的控制。
2.1熱料溫度的控制
瀝青混合料的拌和要求在一個特定的溫度環(huán)境下進行，相對于不同的混合料級配、不同的原材料 (如不同的瀝青)對拌和溫度范圍要求不同。免費論文參考網(wǎng)。要滿足施工工藝的要求，瀝青拌和設備必須具備穩(wěn)定而準確的溫度控制系統(tǒng)。
2.2振動篩
振動篩是瀝青混合料拌制過程中一個重要的裝置，瀝青混合料能否達到設計級配曲線的要求，很大程度上決定于振動篩的篩分水平。
2.3熱料生產級配的控制
1)單鍋拌和能力的確定。為了能使攪拌鍋的拌和能力充分的得到利用，施工現(xiàn)場的熱料倉配合比一般是按照瀝青拌和設備的穩(wěn)定生產的最大產量來提供的。免費論文參考網(wǎng)。
2)熱料稱量的控制。熱料系統(tǒng)的控制主要是要做好各種材料的稱量精度控制。瀝青拌和設備的熱料稱量控制系統(tǒng)一般有三部分組成：石料稱量系統(tǒng)、填料（粉料）稱量系統(tǒng)、瀝青稱量系統(tǒng)。
①石料稱量系統(tǒng)。石料經(jīng)滾筒烘干、振動篩篩分后暫時儲存在熱料倉內，然后分別進入稱量斗進行稱量，稱量的精度通常取決于下列因素： A 控制系統(tǒng)的傳感器精度。B 熱料斗斗門的開度和反應快慢程度。C 熱料倉的熱料在向稱量斗卸料過程。 ②填料稱量系統(tǒng)。該系統(tǒng)由填料（粉料）罐，稱量斗，輸送裝置組成。粉料由填料（粉料）罐到稱量斗中進行稱量，再經(jīng)輸送裝置輸送到攪拌鍋。③瀝青稱量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括瀝青儲藏保溫罐、瀝青泵、瀝青稱量斗。免費論文參考網(wǎng)。瀝青泵把在瀝青罐內按照規(guī)范要求的熱瀝青經(jīng)管道輸送到瀝青稱量斗內。通常瀝青稱量時斗門開度越小，得到的瀝青稱量值越精確，但是生產效率也越低。實際生產過程中，必須得到一個平衡兩者關系的適當?shù)亩烽T開度，即在不影響熱料配料系統(tǒng)配料速度的情況下， 使用較小的斗門開度。④除塵系統(tǒng)的控制。除塵系統(tǒng)也是影響混合料質量和成本的重要因素。由于中性或酸性回收粉不 但使瀝青用量增加，而且生產出來的混合料色澤暗淡，降低了瀝青的膠漿作用，導致穩(wěn)定度偏低。
3 攪拌控制
各種材料按照級配要求配好后，并按照一定的順序進入攪拌鍋攪拌成成品料。成品料的均勻與否主要受以下3個因素的影響： (1)各材料進入攪拌鍋的順序。由于按照施工規(guī)范的要求，石料進入攪拌鍋后要進行干拌，使石料得到充分的攪拌。所以下料的順序為石料、填料（粉料）、瀝青。
(2)攪拌時間的長短。其直接關系到瀝青混合料攪拌均勻與否。一般來講，石料干拌時間越長、總攪拌時間越長，攪拌出來的料的均勻性越好。但是帶給攪拌鍋的損傷也越大，溫度的散失也越嚴重；過長的攪拌時間還會讓混合料出現(xiàn)過拌離析現(xiàn)象。
(3)攪拌鍋內機械配件的磨損情況。攪拌臂和攪拌刀片磨 損后攪拌直徑d減小，對攪拌鍋的性能造成一定的影響。
二、試驗數(shù)據(jù)的應用：
1、試驗基準配合比在拌和設備中的應用并不是熱料倉的配料比例，更不能用于生產配比，只能用于冷料倉出料量的控制，即各種礦料倉的出料轉速大小。例如：試驗室配比為1#碎石30%，2#碎石25%，3#碎砂40%。如果1#料的下料轉速為300轉，則2#料的轉速為250轉，3#料的轉速為400轉，這樣的供料所形成的熱料混合比例就接近于試驗室配合比的數(shù)據(jù)，但由于拌和設備有二次分篩的功能，也是為了確保所供的料與試驗配比用料一致，不符合要求的大料被清除，同時當?shù)V料粒徑發(fā)生變化時可進行重新組合，也就是由于這些過程的控制，而使重新分級的熱礦料級配與試驗室所測試的冷礦料級配大不相同，在此期間也使得礦料進行了凈化，使0.3mm以上顆粒約有30%~80%被清除（視拌和樓除塵型式不同而變）到粉塵倉內或被除去。
2、由于熱料級配的改變，試驗人員必須進行生產配比組成設計，即從1#、2#、3#、4#，四個熱料倉內分別取樣，進行篩分試驗和礦料組成設計，為熱料生產提供準確的配料比例，同時要對熱料倉中的各料質量進行測試，檢查冷料倉下料轉速是否合理，并進行調試，最終以冷料倉配比（轉速）下料量等于（或約等于）熱產倉配比用量，生產配合比調整過程告結束，一般需要半天到一天時間即可完成。
3、生產配合比驗證；為了使得所施工路段的瀝青混合料各項指標符合規(guī)范和設計要求，對已完成的生產配比必須進行驗證工作，驗證的內容主要有級配、油石比（或用油量）、穩(wěn)定度、流值、料溫、礦粉用量、空隙率等。如果有任一項不能滿足要求，都要進行調整，根據(jù)多年經(jīng)驗，一般需調整的大多為油石比、料溫和礦粉用量，其他指標大多均滿足規(guī)定。
三、造成路成孔隙率大、離析嚴重、均勻性差的原因。
1、施工單位瀝青混合料拌和設備操作手不懂設備操作原理。
瀝青混合料拌和設備為了操作和使用方便，均設有手動操作和自動操作功能，在瀝青混合料拌和設備性能完好的情況，當所有工作按上述試驗數(shù)據(jù)應用程序完成后，可將試驗配合比輸入拌和站計算機中，在無機械故障時，直接可用自動功能，所生產的礦料級配用油量等各項指標均相同，不會有大的變化，但是由于少數(shù)施工單位并非都按此程序進行，而是手動用的多自動用的少（或不用），當某料倉冷料供料過多或不足時，不去調整冷料倉的上料轉速，而是將多出的熱料當作不足的熱料使用，導致空隙率變大，級配時好時壞。個別拌和站操作人員不按要求進行生產配合比調整或根本不知有此程序，直接用試驗室基準配比進行熱料生產，導致級配不符合規(guī)定。自行對冷料倉上料轉速進行調整，根本不用試驗數(shù)據(jù)，原因大部分是由于清倉混料（清鍋料）二次使用，導致定好的轉速由于混料產生了大的差異，操作人員認為試驗數(shù)據(jù)不準，而實際問題的根本原因未找到，在此情況下很容易產生各礦料配比不均衡，造成一至兩個熱料倉供料不足，同時又有個別料倉報滿，使得熱料生產速度下降，本來1分鐘可拌一鍋的可能需要5分鐘左右，操作手為了趕生產速度，用報滿倉的礦料作為供料不足的礦料使用（常說的導料就是這樣），當熱料倉的砂供應不足時，用熱料倉的1#或2#料代替，成型的路面空隙率大大增加，表面粗糙、空隙率超標、用油量大，當1#或2#料不足時用砂代替，成型的路面空隙率小、表面光滑、強度低、用油量不足，大凡公路檢查中發(fā)現(xiàn)的路面一段粗、一段細大多是這種原因造成的。
2、個別試驗人員業(yè)務水平低、責任心差，不懂混合料的生產配料原理，為了使得級配進入規(guī)范要求的范圍，修造數(shù)據(jù)。
個別試驗人員不懂瀝青混合料的試驗和配料原理，即使委托試驗，也不知試驗室出據(jù)的配合比用在何處及如何使用。加之沒有進行生產配比的調整，最終結果可想而知，同時也因這些試驗人員無責任心，即便有非常完善的試驗儀器和設備，也不去鉆研試驗規(guī)程，使試驗室形同虛設，為了完成任務，東抄西看，編造數(shù)據(jù)。在檢查過程中就發(fā)現(xiàn)目前仍有個別試驗負責人員，干了多年瀝青混合料，根本就不知混合料如何進行配比組成設計，為了使配比結果達到級配要求，對篩分結果等原始數(shù)據(jù)進行修改，反算出級配中值。
3、 由于施工過程中路面面層的厚度不可能做到與設計相同，大多實際平均厚度都要超過設計厚度，瀝青的總用量就要增加，個別施工單位為了節(jié)省投資降低瀝青用量。
4、礦粉用量不足，將廢粉作礦粉使用，導致瀝青混合料粘結力不足，施工現(xiàn)場留心觀查就可發(fā)現(xiàn)，除塵管道通向礦粉倉。
5、監(jiān)理對試驗方面的知識不精通，不知原因何在，無從控制。是造成孔隙率大而不能及時得到解決的管理因素。
6、混合料運輸自卸車
瀝青混合料路面在攤鋪作業(yè)時存在集料離析、溫度離析施工質量問題。集料離析改變了瀝青混合料的原有級配，嚴重影響到瀝青混合料的壓實性。同時，瀝青混合料級配變化還影響到瀝青混合料路面的路用性能。溫度離析使得不同地方的壓實性不同，溫度高的地方壓實易得到保障，但溫度低的地方壓實困難，壓實度難以達到設計要求。
6、1集料離析
集料離析主要發(fā)生在瀝青混合料拌和設備向自卸車內放料，自卸車向瀝青混合料攤鋪機受料斗中卸料、瀝青混合料攤鋪機受料斗兩側及收斗等操作過程中，瀝青混合料攤鋪機受料斗兩側的離析尤為嚴重，幾乎全部為粗集料，瀝青混合料攤鋪機操作手更習慣于每車料收斗一次，以免溫度下降達大而影響壓實，但往往收斗時粗料集中，級配變異很大，難以壓實。
6、2溫度離析
溫度離析主要表現(xiàn)在自卸車表面與內部的溫度差異、瀝青混合料攤鋪機受料斗兩側溫度低。由于瀝青混合料溫度不均勻，其壓實性的差異很大，如又遇到集料離析，則無法保障壓實質量。
7 、 因路面面層施工中厚度控制不佳，當厚度小于最大粒徑的兩倍時，無充足的細料填充骨料的空隙，造成了空隙率過大，路面由于水的滲透過早損壞。
四、 對混合料型號選擇的看法
目前公路使用的瀝青混合料多為密級配的瀝青混合料，不論是中粒式、細粒式，它的空隙率都是相同的，即使是用砂粒式也不能使空隙率下降多少，但在相同的厚度情況下，粒徑越小，穩(wěn)定性越差，也就是抗變形能力越差。在縱坡大、彎道多的地段，會較早產生推移破壞，而在溫度高的地區(qū)，也會較早形成車轍變形。從施工現(xiàn)場試驗測試數(shù)據(jù)方面來談，40cm厚的瀝青混合料最佳類型應為AC-13；5cm厚最佳類型應為AC-16；但在施工質量控制中粒徑越大，厚度控制難度也相應增加，混合料易產生離析，壓實難度提高，造成孔隙率大，適當調整是比較合理的，可調整幅度過大則對使用壽命不利。
五 結束語
近年來部分地區(qū)的個別瀝青混合料路面產生了損壞，一方面是地質條件造成的，而另一方面，則與施工質量控制有較大關系。如：空隙率較大、多是因碾壓不及時、溫度低、礦粉少、瀝青用量不足、級配差等因素造成的。在管理上需要從源頭抓起，提高對試驗數(shù)據(jù)的重視程度，切實作到以試驗數(shù)據(jù)指導施工，對監(jiān)理進行試驗數(shù)據(jù)應用和操作程序培訓，同時需要在上崗前對試驗負責人員進行理論、實際操作和答辯三種形式相結合的考核辦法，選定合格的實驗負責人員，嚴禁不合格人員上崗。在瀝青混合料路面施工工藝中宜采用瀝青混合料轉運車代替自卸車，消除瀝青混合料路面在攤鋪作業(yè)時存在的集料離析、溫度離析，確保工程質量。
參考文獻：
中華人民共和國行業(yè)標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》 （JTG F40-2004）北京人民交通出版社
中華人民共和國行業(yè)標準 《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》 （JTJ052-2000）北京 人民交通出版社
《LBA3000型瀝青拌和樓操作說明書》 西安筑路機械有限公司 2003
下一篇:公路工程建設管理略議
