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摘要:道路整体性能受多方面因素影响,最为突出的是沥青混合料的质量,工程中需做好此类材料的试验与测试工作,以便增强工程整体品质。因此,在工程上,要不断优化沥青混合料的性能,加强沥青混合料的试验检测力度,提升路桥的建设质量。再者,在生产过程中,所述混合物的输送距离不断变化。
关键词:沥青混合料;路桥工程;材料检测;
1 路桥工程沥青混合料的主要类别
按照组成材料来分,有油沥青和煤沥青,也就是在沥青中分别加入油和煤,在工程上,2种沥青的混合材料比均为1:1。
按照最大粒径来分,有细粒式、中粒式、粗粒式3种混合料沥青。另外按照最大颗粒的区分还有砂粒式沥青。
按照施工温度来分,有热拌沥青混合料和常温沥青混合物。热拌沥青的混合物也被称为热混沥青混合物,是通过热混合和沥青和矿物材料热铺路形成的混合物。第二种类型是被混合,在常温条件下铺设通过后乳化沥青或沥青稀释和矿物材料形成的常温下的沥青混合料。
按照矿质混合料级配类型来分,有连续级配沥青混合料和间断级配沥青混合料,连续级配沥青混合料指沥青混合料石料基于特定的级配原则通过搭配的方式而得;间断级配沥青混合料,依然以连续级配沥青混合料矿料为基础,但并未含有连续档次的粒径混合料,即出现了粒径断档现象。
2 常规试验检测方法
在路桥工程沥青混合料的实验方式上,最为常见的是马歇尔试验。除此之外,还有附着力实验等多种方法。综合考虑路面成型要求,若要达到试件成型的效果,较为可行的是击实法,其在沥青混合料试件成型中起到关键性的作用,基于此方法可以为沥青混合料的性能分析提供可靠原材料。
2.1 马歇尔稳定性试验
(1)将试件置于恒温水浴中,放置时间控制在45~60min。
(2)取出恒温水箱中的试件,将其放在Marshall测试仪上,然后打开加载装置。在加载中随时观察流量计,当负载达到最大时,可以将流量计取下。对此种状态下的流量计和百分表进行观测记录。
在Marshall试验中,测量数据的误差主要有以下2点:(1)试件的浸水时间不受严格控制,整个测试实验符合不均匀,各个测试阶段的数据不准确。(2)所用实验器材的精确程度不高。在试验中,应严格按照要求进行,特别注意避免上述误差。当混合物混合时,筛子的剩余部分应该含有一种成分,此时进行实验,可以将此种成分一次单独混合。这样做是为了保证实验数据的准确性,并保证实验中的其余成分对实验结果不造成影响,实验数据记录如表1所示。
表1 马歇尔稳定性试验报告
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2.2 附着力试验
(1)选择200g骨料,骨料的粒径应控制在9.5~13.2mm,骨料应清洗干净,然后置于烘箱中烘干,烘箱温度应为105℃左右。以标准方式进行称样时,首先准备好大小合适的烧杯,后将样品放入进行加热,当加热至目的温度时可停止加热。
(2)将加热的骨料从烘烤箱内取出,放置在实验用的玻璃板上,再将事先准备好的沥青倒入骨料,保证能够完全覆盖。然后置于室温下冷却,时间控制在1h。
(3)选取带骨料的玻璃板,将其置于恒温水槽中,要求水温保持在80℃水平,经30min的持续时间后方可实现沥青与骨料的分离。
(4)需要对沥青薄膜的脱落情况进行观察,具体做法是,将玻璃板从水中取出,再将其防水冷水中便可以观察到,但是需要注意整个过程操作要小心谨慎。在正常情况下,应安排至少2个生产组合调整原则。
在检测过程中,如果发现沥青的孔隙率满足要求,但是沥青的稳定性不能满足,在这种情况下需要对问题进行分析,首先,要考虑到具有分级差的沥青混合料不满足要求;其次,还有可能是由于矿物材料本身的强度不高,不能满足强度要求,黏度之间的黏度沥青和矿物材料打结不良等。在分析确定原因后,应根据原因采取适当措施,确保沥青混合料的稳定性符合要求。
2.3 沥青混合料冻融试验
绿色混合物的水稳定性指沥青抵抗沥青膜的剥离、颗粒落下、松散等的能力。为了评价沥青路面的水稳定性,通常进行沥青和矿物材料的附着力测试。该试验方法主要用于判断沥青与粗骨料的附着力,重要的是要通过压实方法制备所需的沥青混合料。当前路面沥青混合料试验片的成型方法主要是车轮滚动方法和压实方法。压实方法适用于标准的压实法或大规模压实方法,为实验室测试沥青混合料机械性能提供方便。
3 道路和桥梁工程中的测试
3.1 温度、搅拌时间的测试
冷料仓供料比需要经过反复调整,达到供料平衡后方可进行沥青拌和。拌和后,要决定集料和沥青的加热温度以及混合料的拌和时间,还需要从拌和后混合料的温度及其外观来判定。(1)拟定加热温。此沥青加热温度值的控制需要取规范中规定的温度值,沥青加热温度应该比集料加热温度低10℃~20℃。(2)拟定拌和时间,拌合时间根据时间和外部环境来确定,暂定为一锅约需30~50s,试拌时选50s。(3)拌制沥青混合料。在(1)和(2)对集料和沥青的加热温度、拌和时间进行了控制,因此,在此步骤时只需按照配合比的油石比控制沥青进量即可。(4)对前面拟定的加热温度进行检测,检测时,在拌和机的出料口接料测温,若测得的温度在规定范围内,且混合料色泽均一、流而不散,则可以说明拟定的温度是合格的。若测得的温度超出或低于规定的温度范围,则需要对拟定温度进行调整,直至满足要求为止。
3.2 备热料食供料比试验方法
在上述步骤中,对混合料的温度以及拌和时间进行了约束,在进行热料直接供料试验时,使用连续式拌和机进行搅拌,其工作过程是混合料在经过冷料仓流量试验后,使用直接供料和固定流量的方式进行拌和,但是在路桥的施工现场,像高速公路、一级公路对混合料的要求比较高,因此在此种道路的施工阶段,可以使用间歇式拌和机拌和,间歇式拌和过程中,拌和时间、单次进料量等要按照规范进行。并且注意二次筛分的问题,当需要的冷料经烘干筒加热后,将其提升到拌和楼内进行筛分分档,分档的过程中,混合料归置于其相对应档格的热料仓。根据对大多数拌和楼内的筛子长度测量发现,筛子长度普遍存在短小的问题,再加上倾角影响,导致集料筛分不彻底,除此之外,尽管集料进入到了热料仓,但依然无法依据筛号达到准确分级的效果,所以需要从热料仓取样做进一步筛分试验,在此基础上确定合适供料比例。
3.3 摊铺速度试验方法
以工程实际情况为准,充分考虑运料能力、铺层厚度等工程要求,在此基础上确定合适的摊铺速度,在不影响工程品质的前提下,以最快的速度进行摊铺工作,在此过程中,还要不断进行实验,在提升摊铺速度的同时,对摊铺表面的合格性进行检测,最后,找出最为理想的平衡状态。要求最后的摊铺表面密实、均匀、平整,在此状态下的供料也应当能够跟得上相应的工作速度,且在不断的优化中尽量提升摊铺速度。相反地,如果需要降低摊铺速度,应当在摊铺之前制定相应的摊铺模式,如快速、中速、慢速等,但是建议摊铺速度最高不超过6m/min。
4 结语
综上所述,沥青路面具有实心、低噪音、快速建设和驾驶舒适性等优点,已被广泛使用。在本文中,实验之前对路桥工程沥青混合料的主要类别进行了简单的介绍;随后对马歇尔稳定性试验、附着力试验、沥青混合料冻融试验3种实验的过程和作用进行了详细的介绍;最后,对道路和桥梁工程中的测试、温度、搅拌时间的测试、摊铺速度测试、热料和供料比测试进行详细的介绍,通过实验和调整,使结果达到理想化。
参考文献:
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