孫瑞謙
摘要:我國公路里程不斷延長,施工技術也在不斷提高,工程技術水平,特別是對材料的要求也越來越高。瀝青混合料是公路工程建設中最常用的材料。施工過程中必須嚴格測試,以確定其技術性能是否滿足規(guī)范和工程設計的要求。
關鍵詞:高速公路工程;瀝青混合料;試驗檢測
一、瀝青混合料檢測要點分析
1.科學選材,確保瀝青混合料工程質量檢驗
配比與攪拌瀝青混合料是瀝青混凝土混合涂料施工環(huán)節(jié)的重要工序。在控制瀝青混凝土混合料配比環(huán)節(jié)中需要根據階段性施工要求,通過馬歇爾試驗確定瀝青混凝土混合料的類型與配制比例,并對各項設計參數的有效性與穩(wěn)定性予以檢測,還要嚴格控制瀝青混合料的攪拌加熱時長與溫度,并根據施工現場及周邊場區(qū)的空氣溫濕度實行調整,避免出現攪拌施工參數不合理導致混合料出現離析、分層、花白等問題,及時采取誤差補償方式實施校準與調整。
2.標準試驗
當高速公路路面高度較高時,瀝青混合料的攪拌部分必須存放于實驗室,并提交相應檢測報告,檢測數據信息采集的準確度對測試人員來說是至關重要的,集料分離對瀝青混合料整體級配有著重要的影響,所以抽檢樣品要有代表性和示范性,才能保證試驗檢測的成效和真實。
3.科學驗證
高速公路瀝青混合料的成分必須經過充分論證和科學檢驗,以保證各項指標符合設計要求和使用標準,具體級配參數如表1所示。
二、高速公路瀝青混合料常規(guī)試驗檢測要點分析
1.水穩(wěn)定性的試驗檢測
根據通過試驗確定的瀝青最佳用量進行馬歇爾試件的制備,然后開始浸水試驗,也可進行真空飽水試驗,以此確定殘留穩(wěn)定度能否達到要求。
若瀝青最佳用量和初始值存在較大差異,則需要對瀝青最佳用量和其中一個初始瀝青最佳用量進行分別試驗,確定各自的殘留穩(wěn)定度。按照現行規(guī)范提出的要求,Ⅰ型混合料殘留穩(wěn)定度應達到75%以上;而Ⅱ型混合料殘留穩(wěn)定度應達到70%以上。若不能達到以上要求,應重做配合比設計,也可通過摻加適量抗剝劑來改善混合料的水穩(wěn)定性。
2.抗車轍能力的試驗檢測
根據試驗確定的瀝青最佳用量進行車轍試件的制備,然后采用相關試驗規(guī)程提出的方法,在60℃的溫度條件下用試驗要求的瀝青用量對穩(wěn)定度進行檢驗。按照瀝青最佳用量和兩個瀝青最佳用量初始值制備試件用于車轍試驗,根據現行技術規(guī)范提出的要求,在上面層和中面層使用的瀝青混合料,其在60℃溫度條件下的動穩(wěn)定度,高速公路應達到800次/mm以上。若試驗結果不滿足這一要求,需要對礦料級配或者是瀝青用量予以適當調整,重做配合比設計。通過反復多次的調整以及對上述試驗結果的綜合,同時參考過去積累的相關經驗,可確定最佳的瀝青用量及礦料級配,為高速公路現場施工提供可靠參考依據。
3.物理指標的試驗測定
采用擊實法制備而成的試件是一個圓柱體,在靜置12h的時間之后,采用水中重法對其表觀密度予以檢測,同時結合組成材料基本數據對其的各項物理指標進行計算,這些指標包括瀝青的飽和度、礦料的間隙率以及瀝青的體積百分率等。
試驗開始前,應先準備好各類試驗儀具,包括:浸水天平(也可使用電子秤),如果最大稱量小于3kg,則其分度值應控制在0.1g以內;如果最大稱量大于3kg,則其分度值應控制在0.5g以內;如果最大稱量超過10kg,則其分度值應控制在5%以內,另外還要準備好水中重測定所需拴鉤;準備好網籃;溢流水箱,水以潔凈水為宜,采用水位溢流裝置,確保試件及網籃在進入水中后其水位可以保持恒定;準備能使試件處于懸吊狀態(tài)的裝置,即能在天平下方對網籃和試件進行懸吊的裝置,吊線以不會吸收水分的尼龍繩為宜,同時應有足夠的長度,以免懸吊位置不符合要求,對試驗的正常進行造成影響。當試件是采用輪碾成型機制備成型的時,可以使用鐵絲對其進行懸掛;最后準備好秒表與電扇或烘箱(電扇用于試件冷卻,烘箱用于試件烘干)。試驗方法為:
(1)選擇能滿足試驗要求的浸水天平,也可使用電子秤,其最大稱量應達到試件重量兩倍以上,但要注意不能超過試件自身重量的五倍,否則稱量結果將不準確,對最終的結果分析造成不必要的影響;
(2)按照要求將試件制備好以后,將其表面附著的浮粒清除干凈,然后稱取其在空氣當中的重量,稱取結果準確度以所用天平稱量為依據確定,一般為5g;
(3)安裝網籃并將其浸入流水箱當中,對水位予以適當調節(jié),并將天平調平。將試件放入網籃當中,此時需注意不能使水發(fā)生晃動,浸水后靜置1min的時間,對水中試件的質量進行稱取。應注意,如果天平的具體讀數連續(xù)變化,且無法在短時間內達到穩(wěn)定的狀態(tài),則表明試件的吸水情況比較嚴重,無法采用這一方法進行測定,應采用其他方法來測定,如蠟封法等。
完成試驗過程后,需要對各項物理常數進行計算,這些物理常數包括:表觀密度、理論密度、空隙率、瀝青體積百分率、礦料間隙率、瀝青飽和度。當高速公路工程使用的是Ⅰ型瀝青混合料時,其試件要采用水中重法進行測定;對于表面顆粒相對較粗,但足夠密實的混合料,以及集料使用的是具有較強吸水性集料的混合料,都可使用表干法進行測定。而吸水率在2%以上的混合料以及采用碎石材料的混合料,都不可使用表干法,而要用蠟封法進行測定。
4.加熱溫度和拌和時間的試驗
通過反復調整使冷料倉的實際供料比達到正常的平衡狀態(tài)后,方可開始混合料拌和。以拌和完成后混合料外觀與溫度等為依據,確定集料及瀝青實際加熱溫度和混合料適宜拌和時間。
(1)初步確定加熱溫度:以瀝青的品種和標號為依據,結合相關規(guī)范提出的加熱溫度,取其中值,將其作為初始的加熱溫度。應注意,集料的加熱溫度需要比瀝青高出10~20℃。
(2)初步確定拌和時間:根據以往的工程經驗,確定初始的混合料拌和時間。通常情況下,每鍋混合料的拌和時間在30~50s范圍內,在試驗性拌和過程中可取50s。
(3)混合料拌和:根據以上初步確定的加熱溫度及拌和時間進行混合料的拌和。
(4)集料與瀝青實際加熱溫度確定:于拌和機出料口處進行接料測溫,若這一實測溫度值處在規(guī)范允許的范圍之內,而且混合料的色澤保持均一,則說明之前確定的加熱溫度是可行的。而若溫度沒有處在規(guī)范允許的范圍,或目測混合料的顏色、勻質程度都不合格,則要對原材料實際加熱溫度進行適當調整,直到切實滿足要求。
(5)拌和時間的確定:對于混合料的最佳拌和時間,實際上是指使完成拌和的混合料顏色達到均勻,所有集料都被瀝青完全裹覆所需要的最短拌和時間,單位為s。在每鍋混合料出料之后,都要對其進行目測,當通過目測發(fā)現離析或花白料時,應當重新進料,并對拌和的時間予以適當延長。以此重復若干次,直到拌和完成的混合料達到要求。
結束語:
瀝青混合料的性能和質量作為保證道路運輸質量的關鍵,必須通過檢測技術優(yōu)化和控制。為了達到預期的使用效果,應對瀝青混合料進行設計實驗和檢測分析,從而使所配方的瀝青混合料達到高速公路需要的標準和要求。
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