论文部分内容阅读
摘 要:青混合料是一种复合型材料,它由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成。由这些不同质量和数量的材料混合后形成不同的结构,并且具有不同的力学性质,沥青混合料配合比组成设计是否合理.直接影响了沥青路面的使用性能。因此,沥青混合料设计是沥青路面质量管理控制的基础之一。
关键词:沥青混合料;设计;影响因素
在沥青路面中,沥青混合料的设计配比是控制路面质量的一个关键点,所以在选择材料和配比上就要格外注意,根据材料的不同结构类型进行分类,在配比时也要根据运输量、行车率的大小、是否有坡度、平曲线半径、气候变化和潮湿阴雨情况进行详细的对比分析,结合不同结构层的作用,综合确定。在这其中原混合料的质量要经过严格把关,沥青混合料质量保证的另一个重要环节就是要通过沥青混合料组成设计优化沥青混合料的结构,以确保沥青混合料的质量。
一、概述
沥青混合料设计的科学性,是保证沥青路面质量的重要手段,因此在选择沥青混合料结构層类型时,应根据交通量大小、荷载种类、路线纵坡、平曲线半径、气候变化和潮湿阴雨情况等,结合不同结构层的作用,综合确定。在原材料质量保证的前提下,沥青混合料质量保证的另一个重要环节就是要通过沥青混合料组成设计优化沥青混合料的结构,以确保沥青混合料的质量。配合比设计一般按目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三阶段来实施,并通过铺筑试验段验证确定沥青混合料的施工级配曲线范围和最佳沥青用量。
1、沥青混合料级配的确定。矿料级配确定是很严肃的工作,根据近年来的经验,路面结构应遵照嵌挤密实的原则,通过马歇尔设计在满足沥青混合料基本体积性质的基础上,尽可能使良好级配集料最终形成紧密嵌挤骨架结构,同时保证有足够的裹覆沥青所需的结构比表面积,矿粉之间处于紧密状态,并为矿料在沥青之间相互作用创造良好条件,使沥青混合料最大限度地发挥强度结构的效应,从而获得最好路用性能。
2、沥青混合料最佳沥青用量的确定。沥青混合料中沥青的用量对沥青混合料的使用性能有重要的影响。沥青用量太大易导致泛油和车辙,沥青用量太小易出现耐久性问题。因此,寻找一种合理的沥青用量确定方法,确定沥青用量适中显得尤为关键。我国规范规定,沥青混合料最佳油石比通过马歇尔设计用OAC的方法来确定,一般OACl及OAC2的中值作为最佳沥青用量OAC,许多情况没有考虑气候,交通条件,参照实践调整OAC工作都没有进行,这是不完善的,应结合工程实际考虑路各项性能指标重要程度综合确定OAC。
二、沥青混合料影响指标的因素考虑
1、粉胶比。在确定沥青用量时,应检验矿粉与沥青的质量比例,即通常所说的粉胶比。粉胶比的理论依据是矿粉不仅是填充粗细集料间隙的细小矿料,更是与沥青组成的结合料,这种沥青矿粉结合料是黏结填充粗细集料的黏结剂。沥青用量首先要求矿料表面有一个适宜的沥青膜厚度,对一定数量的矿粉,沥青用量太多,它与矿粉的用量有一个适当的比例。粉胶比太小,路面会泛油;粉胶比过大使有效的沥青用量偏小,黏结力减弱,并导致沥青混合料松散,缩短沥青路面使用寿命。一般粉胶比控制在1~1.2为宜。
2、高温稳定性。沥青混合料高温各项性能指标,在设计和施工中均应考虑。随着现代高速公路及城市快速路的渠化交通,沥青路面在行车荷载单向反复作用下,很容易出现车辙、推移、拥包、搓板、泛油等破坏,但高温稳定性主要表现为车辙。车辙的影响因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件等,据研究得出的经验说法,沥青结合的高温抗车能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用,沥青结合的黏结性能有40%的贡献,对不同组成的沥青结合料,集料(尤其是生产嵌挤的粗集料)比例是重要因素。甘肃省的几条高速公路大多采用密级配沥青砼,如果集料是浮在沥青(砂)浆中,嵌挤作用不能很好形成,沥青将提高主要因素抗车辙性能就明显降低,提高防车辙能力措施:集料质量很重要,应选用坚硬稳定,表面粗糙,有棱角,颗粒接近立方体的集料。选择较粗的级配有好的抗车辙能力,但不容易控制,级配过粗导致无法紧密嵌挤,反而影响高温稳定性,且使空隙率强大引起水破坏。限制砂的含量,尤其是细砂用量,太大使级配容易产生塑性流动,选用低标号沥青、改性沥青,综合确定最佳沥青用量。
3、水稳性。沥青路面损害主要是水稳性导致的水损害,沥青路面在水或冻融循环的作用下,由于行车的动荷载作用,进入路面空隙的水不断产生动水压力成真空负压抽吸的反循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,沥青黏附性降低,逐渐丧失了黏结能力,沥青膜从石料表面逐渐脱落(剥离),沥青混合料掉粒松散、继而形成路面的松散、剥落和坑槽等破坏。据相关调查试验表明,水分从沥青面层中蒸发要比渗透进去困难的多、慢的多。侵入路面结构层中的水使结构强度降低,沥青与集料的黏附性下降,致使沥青从集料表面剥落,剥落破坏包括两种状态,其一是自身剥落破坏,其二是在交通荷载作用下路面破坏。水稳性破坏的作用机理。主要依据是黏附性理论,黏附指的是一种物体与另一种物体黏附时的物理作用或分子力。影响沥青与集料之间的因素,包括沥青与集料的表面的界面张力,沥青与集料的化学组成,沥青的黏性,集料的表面构造,集料的空隙率,集料的清洁度,集料的含水量和集料与沥青拌和时的温度。减少水稳性破坏的措施:选择颗粒级配良好的集料,提高沥青与集料的黏附性,提高集料之间的黏结力,加入适量沥青用量1%~2%的消石灰粉代替一部分矿粉,加入胺类抗剥落剂或使用改性沥青来提高黏结力,设计配合组成时从级配上控制空隙率降低水入侵严格控制降低空隙率。加强集料黏附力试验,用水煮法控制黏附力,用沥青混合料水稳定性试验(侵水马歇尔试验、侵水劈裂强度试验、冻融劈裂强度试验、侵水车辙等)控制沥青混合料水稳性指标。
4、耐久性能。沥青砼路面的耐久性就是沥青砼路面的抗老化及耐疲劳能力,它直接影响到沥青路面的使用寿命,影响因素主要是材料的抗老化性能与抗老疲劳性能,以及沥青料的抗老化及抗疲劳性能。提高沥青的抗老化及耐疲劳措施:
选用硬度小延度好的沥青,沥青的种类和坡度对沥青混合料的影响基本用它对混合料劲度作用来衡量。通过相互试验表明,沥青愈软,疲劳寿命愈长。在保证沥青混合料拌和、摊铺、碾压技术性能的前提下下尽可能采用比较低的拌和温度,并严格控制不得超过规范规定的拌和温度,最好不得超过175℃.以杜绝将沥青烧老化,增强沥青混合料抗疲劳性能。
在实际生产中,综合考虑各种因素的影响,对优化沥青混合料配合比设计,保证沥青路面的质量具有十分重要的意义。同时,要做好沥青混合料配合比设计,首先应保证原材料的质量,其次要提高试验人员的操作技能,保证试验仪器精度,严格按试验规程操作,将试验误差减少到最小程度,沥青混合料质量控制在设计施工过程中难以把握,尤其路面性能的各项指标是相互制约,相互矛盾,往往顾此失彼,所在混合料设计施工过程中要周密筹划兼顾各项指标,因地制宜,解决好主要矛盾,抓住关键环节。
参考文献
[1]范孟华.浅谈既有建筑沥青混合料配合比设计研究[J].建筑技术,2016,35(4).
[2]高福聚,俞然刚,吴二军.公路沥青路面配合比设计研究[J].河北工业大学学报.2015,27(2).
[3]陈利清,赵启雄.建筑物表面沥青混合料配合比设计分析[J].工业建筑,2017,27(6).
[4]王庆家,沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青混合料配合比设计[M].人民交通出版社,2016.
关键词:沥青混合料;设计;影响因素
在沥青路面中,沥青混合料的设计配比是控制路面质量的一个关键点,所以在选择材料和配比上就要格外注意,根据材料的不同结构类型进行分类,在配比时也要根据运输量、行车率的大小、是否有坡度、平曲线半径、气候变化和潮湿阴雨情况进行详细的对比分析,结合不同结构层的作用,综合确定。在这其中原混合料的质量要经过严格把关,沥青混合料质量保证的另一个重要环节就是要通过沥青混合料组成设计优化沥青混合料的结构,以确保沥青混合料的质量。
一、概述
沥青混合料设计的科学性,是保证沥青路面质量的重要手段,因此在选择沥青混合料结构層类型时,应根据交通量大小、荷载种类、路线纵坡、平曲线半径、气候变化和潮湿阴雨情况等,结合不同结构层的作用,综合确定。在原材料质量保证的前提下,沥青混合料质量保证的另一个重要环节就是要通过沥青混合料组成设计优化沥青混合料的结构,以确保沥青混合料的质量。配合比设计一般按目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三阶段来实施,并通过铺筑试验段验证确定沥青混合料的施工级配曲线范围和最佳沥青用量。
1、沥青混合料级配的确定。矿料级配确定是很严肃的工作,根据近年来的经验,路面结构应遵照嵌挤密实的原则,通过马歇尔设计在满足沥青混合料基本体积性质的基础上,尽可能使良好级配集料最终形成紧密嵌挤骨架结构,同时保证有足够的裹覆沥青所需的结构比表面积,矿粉之间处于紧密状态,并为矿料在沥青之间相互作用创造良好条件,使沥青混合料最大限度地发挥强度结构的效应,从而获得最好路用性能。
2、沥青混合料最佳沥青用量的确定。沥青混合料中沥青的用量对沥青混合料的使用性能有重要的影响。沥青用量太大易导致泛油和车辙,沥青用量太小易出现耐久性问题。因此,寻找一种合理的沥青用量确定方法,确定沥青用量适中显得尤为关键。我国规范规定,沥青混合料最佳油石比通过马歇尔设计用OAC的方法来确定,一般OACl及OAC2的中值作为最佳沥青用量OAC,许多情况没有考虑气候,交通条件,参照实践调整OAC工作都没有进行,这是不完善的,应结合工程实际考虑路各项性能指标重要程度综合确定OAC。
二、沥青混合料影响指标的因素考虑
1、粉胶比。在确定沥青用量时,应检验矿粉与沥青的质量比例,即通常所说的粉胶比。粉胶比的理论依据是矿粉不仅是填充粗细集料间隙的细小矿料,更是与沥青组成的结合料,这种沥青矿粉结合料是黏结填充粗细集料的黏结剂。沥青用量首先要求矿料表面有一个适宜的沥青膜厚度,对一定数量的矿粉,沥青用量太多,它与矿粉的用量有一个适当的比例。粉胶比太小,路面会泛油;粉胶比过大使有效的沥青用量偏小,黏结力减弱,并导致沥青混合料松散,缩短沥青路面使用寿命。一般粉胶比控制在1~1.2为宜。
2、高温稳定性。沥青混合料高温各项性能指标,在设计和施工中均应考虑。随着现代高速公路及城市快速路的渠化交通,沥青路面在行车荷载单向反复作用下,很容易出现车辙、推移、拥包、搓板、泛油等破坏,但高温稳定性主要表现为车辙。车辙的影响因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件等,据研究得出的经验说法,沥青结合的高温抗车能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用,沥青结合的黏结性能有40%的贡献,对不同组成的沥青结合料,集料(尤其是生产嵌挤的粗集料)比例是重要因素。甘肃省的几条高速公路大多采用密级配沥青砼,如果集料是浮在沥青(砂)浆中,嵌挤作用不能很好形成,沥青将提高主要因素抗车辙性能就明显降低,提高防车辙能力措施:集料质量很重要,应选用坚硬稳定,表面粗糙,有棱角,颗粒接近立方体的集料。选择较粗的级配有好的抗车辙能力,但不容易控制,级配过粗导致无法紧密嵌挤,反而影响高温稳定性,且使空隙率强大引起水破坏。限制砂的含量,尤其是细砂用量,太大使级配容易产生塑性流动,选用低标号沥青、改性沥青,综合确定最佳沥青用量。
3、水稳性。沥青路面损害主要是水稳性导致的水损害,沥青路面在水或冻融循环的作用下,由于行车的动荷载作用,进入路面空隙的水不断产生动水压力成真空负压抽吸的反循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,沥青黏附性降低,逐渐丧失了黏结能力,沥青膜从石料表面逐渐脱落(剥离),沥青混合料掉粒松散、继而形成路面的松散、剥落和坑槽等破坏。据相关调查试验表明,水分从沥青面层中蒸发要比渗透进去困难的多、慢的多。侵入路面结构层中的水使结构强度降低,沥青与集料的黏附性下降,致使沥青从集料表面剥落,剥落破坏包括两种状态,其一是自身剥落破坏,其二是在交通荷载作用下路面破坏。水稳性破坏的作用机理。主要依据是黏附性理论,黏附指的是一种物体与另一种物体黏附时的物理作用或分子力。影响沥青与集料之间的因素,包括沥青与集料的表面的界面张力,沥青与集料的化学组成,沥青的黏性,集料的表面构造,集料的空隙率,集料的清洁度,集料的含水量和集料与沥青拌和时的温度。减少水稳性破坏的措施:选择颗粒级配良好的集料,提高沥青与集料的黏附性,提高集料之间的黏结力,加入适量沥青用量1%~2%的消石灰粉代替一部分矿粉,加入胺类抗剥落剂或使用改性沥青来提高黏结力,设计配合组成时从级配上控制空隙率降低水入侵严格控制降低空隙率。加强集料黏附力试验,用水煮法控制黏附力,用沥青混合料水稳定性试验(侵水马歇尔试验、侵水劈裂强度试验、冻融劈裂强度试验、侵水车辙等)控制沥青混合料水稳性指标。
4、耐久性能。沥青砼路面的耐久性就是沥青砼路面的抗老化及耐疲劳能力,它直接影响到沥青路面的使用寿命,影响因素主要是材料的抗老化性能与抗老疲劳性能,以及沥青料的抗老化及抗疲劳性能。提高沥青的抗老化及耐疲劳措施:
选用硬度小延度好的沥青,沥青的种类和坡度对沥青混合料的影响基本用它对混合料劲度作用来衡量。通过相互试验表明,沥青愈软,疲劳寿命愈长。在保证沥青混合料拌和、摊铺、碾压技术性能的前提下下尽可能采用比较低的拌和温度,并严格控制不得超过规范规定的拌和温度,最好不得超过175℃.以杜绝将沥青烧老化,增强沥青混合料抗疲劳性能。
在实际生产中,综合考虑各种因素的影响,对优化沥青混合料配合比设计,保证沥青路面的质量具有十分重要的意义。同时,要做好沥青混合料配合比设计,首先应保证原材料的质量,其次要提高试验人员的操作技能,保证试验仪器精度,严格按试验规程操作,将试验误差减少到最小程度,沥青混合料质量控制在设计施工过程中难以把握,尤其路面性能的各项指标是相互制约,相互矛盾,往往顾此失彼,所在混合料设计施工过程中要周密筹划兼顾各项指标,因地制宜,解决好主要矛盾,抓住关键环节。
参考文献
[1]范孟华.浅谈既有建筑沥青混合料配合比设计研究[J].建筑技术,2016,35(4).
[2]高福聚,俞然刚,吴二军.公路沥青路面配合比设计研究[J].河北工业大学学报.2015,27(2).
[3]陈利清,赵启雄.建筑物表面沥青混合料配合比设计分析[J].工业建筑,2017,27(6).
[4]王庆家,沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青混合料配合比设计[M].人民交通出版社,2016.