高原湿地沥青混凝土路面集料质量管理.pdf

2 0 10年第 期 西南公路 高 原 湿 地 沥 青 混 凝 土 路 面 集 料 质 量 管 理 糜炎 赵仕华, 聂忠权, 四川高速公路建设开发总公司成都四川纳黔高速公路有限责任公司 成都 四川交通职业技术学院 成都 【 摘要 】 郎川路工地所处高原湿地的特殊气候和地质条件 , 在沥青路面集料管理过程中存在一些特 殊的质量问题 , 其中集料质量差 , 生产管理水平不高是影响因素之一 。 从集料原材料 、 集料加工 、 集料 堆放三个方面介绍了郎川公路的集料质量管理办法。 【 关键词 】 沥青混凝土路石梁料加工集料堆放 中图分类号文献标识码 随着我国公路建设的迅速发展 , 沥青路面在我 国高速公路建设中越来越普遍使用 , 无论在规模方 面 、 质量方面都有很大进步 。 尤其通过近年来的工 程实践 , 积累了不少经验 , 使沥青路面结构设计及 施工质量都具有先进水平 。 但沥青路面的使用寿命 仍远低于设计年限 , 主要表现为原材料脏 、 粉尘 多 、 针片状颗粒含量高 、 级配不规格等 , 导致实际 级配与配合比设计有很大的差距 , 路面离析严重 , 造成沥青路面早期损坏 。 国道线郎川公路工程项目 绝大部分位于若尔 盖县 、 红原县境内 , 气候属于青藏高原大陆季风气 候 。 高原天气多变 , 早晚温差大 , 一年无霜 日 仅七 天 。 冬季月一 次年 月为积雪冰冻期 , 主要受 西北风冷气团控制 , 具有寒冷 、 干燥 、 晴朗 、 多大 风 、 降水稀少 、日照多而强 、日温差大的气候特 征 。 郎川公路地处高原湿地的特殊的气候和地质条 件 , 致使原材料处理 、 集料加工 、 矿料堆放管理等 过程中存在一些影响质量的特殊问题 。 笔者根据成 都绕城高速公路西段和绵广高速公路路面施工中集 料加工质量控制经验 , 从原材料处理 、 集料加工 、 矿料堆放管理三个方面介绍了郎川公路的集料质量 管理办法 。 集料管理存在的问题 集料管理中常见的问题如下 片石洁净度差致使加工的集料粉尘含量超 标 。 同一种岩石 , 同一类轧石机 , 加工的碎石因母 材洁净度不同时有出现检测粉尘含量超标现象 。 如某 高速公路沥青路面施工时甲热拌场 一粒径中小 于的含量一般在一之间 , 但 在加工材 料检测过程中 , 竟在一个月内出现三次筛通 过量高达的情况究其原因主要是片石表面裹 附泥土和。 一的颗粒较多 。 说明母岩洁净度对矿料 粉尘含量的控制起到至关重要的作用。 集料加工过程中的二次污染造成集料粉尘 含量超标 。 集料在加工过程中由于片石经过轧石机的挤压 或撞击而击碎 , 从而会产生很多粉尘 , 同时轧石场 内运输车辆进 出场也会夹带泥土 , 加之特殊气候条 件每天不同时段风速风向的多变化 , 使得轧石场 内 因泥土或石料加工产生的粉尘会随风飘扬 , 集料表 面裹附粉尘使集料或加工集料用的片石再次污染 。 集料储存不规范 , 引起矿质混合料级配波 动较大 。 在高速公路路面施工中各热拌场虽然对加工的 集料按不同规格进行堆放 , 但由于料仓隔墙高度不 够或料仓容量较小存料过高会出现相邻集料窜料现 象 , 也有因堆料方法不当将每天加工的同规格集 料堆成园锥形使得拌合楼中冷热仓供料不均 , 拌 制的沥青混合料中矿质混合料的级配波动较大 , 铺 筑的路面出现离析 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 西南公路 集料含水率波动较大 。 由于集料暴露在大气之中 , 随天气的变化集料 的含水率也发生变化 。 当拌合楼生产量一定时 , 集 料要烘干所需的时间长 , 如果生产量和烘干时间不 变 , 那么集料就很难烘干 , 从而拌合的沥青混合料 因集料中存有水分而使沥青与集料裹覆较差 , 进而 影响到沥青混合料的路用性能。 检测手段过于单一 。 对各级集料加工质量的控制常常是以试验室的 检测结果判定合格与否 , 而忽视加强集料加工过程 中设备参数设置 、 设备配件损耗的检查与调试 , 以 及对成品料总体质量的目测检查等质量监控量测 。 这种注重结果性检测的方法难以保证集料质量的均 匀性和稳定性 。 片石中混杂的泥土和小粒径片石剔除 , 并辅人工对 软石进行清捡 。 然后在轧石场内片石进人轧石机料 斗之前 , 再在轧石机下料前安装有一定倾斜度的筛 网 , 把片石料场内未筛彻底的泥土杂物或规格小于 巧石块 , 以及加工场地装载机上料时带来的泥土 杂物再次筛分剔除对于片石表面裹覆的粘性土采 用人工引水冲洗 , 以保证片石料源的洁净 。 通过上述方法控制 , 该工程所采用的片石既满 足了施工要求 , 工程质量又处于可控状态 。 片石质量控制 郎川路地处高原湿地 , 该地区片石料场母岩节 理发育 、 岩层极为破碎 , 岩缝中多有泥土 、 软石 , 片石的成料率低一般仅左右, 使得开采出来 的片石规格参差不齐 、 杂质含量较多 。 因此 , 控制 片石粒径与洁净度等成为保证加工集料质量的重要 因素 。 片石粒径控制 片石粒径大小不仅影响轧石机生产能力 , 而且 也影响到集料的质量和路面铺筑质量 。 如果片石尺 寸过小 , 很容易把泥土 、 软石等带人加工场地 , 生 产出来的集料粉尘多 、 含泥量大 、 软弱颗粒增多 , 特别是细集料中的通过量容易超出规范要 求 , 集料中的软弱颗粒在摊铺机夯锤振击和钢轮压 路机加振时极易破碎 , 从而引起路面早期水损害 片石尺寸过大不利于集料加工 , 易造成轧石机空 转 , 轧石机磨损也大 , 一方面降低了轧石机械生产 能力 , 另一方面因机械磨损也使生产的集料质量波 动 。 因此开采中对粒径过大的片石采用人工改小 , 规格过小的片石在料场装车前过筛剔除 , 以保证进 场片石粒径符合要求其 片石尺寸一般宜控制在 范围内 。 片石 自身洁净度控制 针对该工程的地质条件 , 在工程实际中对片石 自 身洁净度采取了双控措施 , 首先在开采料场装车 前将所有片石过筛筛孔尺寸以上, 这样把 集料加工过程的管理 根据对以往路面集料加工过程中存在的问题和 采用的质量控制方法的探索 , 结合郎川公路的气候 特点 , 集料加工过程的质量管理主要有两个方面 。 注重集料加工过程中的跟踪检测控制 过去对集料质量的控制常常采用 加工后检测 结果合格就用 , 不合格就废弃的方法 , 而忽视加 工过程的跟踪检测 。 这种采用结果性检测控制集 料质量不仅影响施工进度 , 而且造成经济损失 。 为 了避免造成经济损失 、 耽误工期 , 集料加工时 必须采用“ 在线检测 ” 来控制其加工 质量 。 故 国 道郎川公路建设中对集料加工质量 的检测控制 方法如下 在刚开始加工集料时应每天对加工集料作一 次检测 , 以验证轧石机和振动筛各参数设定的合 理性待机械调试正常 、 各生产参 数设 置合理后 再根据产量按规定频率进行检测 。在生产过程 中 同时加 大巡查力度检查轧石机配件磨损 和筛 网是 否变形 , 目测加工的集料颗粒形状 、 粒径 和粉尘 含量 , 一旦发现集料 的颗粒形状 、 级配有异常 、 筛网变形或出现机械故障均应及时检测 , 根据检 测结果提出处理意见 , 确保生产 的各级料 满足设 计和施工要求 。 通过三条高等级公路路面集料加工质量检测控 制表 明在检测过程 中必须加强各级集料控制筛 最大 、 最小和关键筛的通过量控制 。 一般情况 下各级集料的最大筛孔通过量应控制在及以上才 能保证矿质混合料的级配合格否则在配合比设计 中会出现某种规格集料用量偏大 , 另一种用量减 少使得拌合楼生产时会出现一种规格集料待料 , 另一种规格集料溢料的现象 , 进而影响到热拌沥青 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 糜炎, 赵仕华, 聂忠权沥青混凝土路面成品集料的管理 混合料质量和拌合楼的生产能力如果加工过程中 未及时调整 , 也会造成该规格集料加工量过多 , 从 而造成施工成本增加 。 因此 , 当最大筛孔通过量达 不到及以上时 , 应及时调整轧石机的参数设置 、 调整筛网尺寸 , 以保证矿质混合料的级配达到设计 要求 。 采取有效措施减少集料的二次污染 通过气象观测郎川公路几乎每天下午巧以 后都要起风 , 集料加工场内轧石时石粉会随风飘 扬 , 扬尘散落在集料表面使集料受到二次污染 。 针 对此情况 , 工程施工中一般有两种方法控制污染 一是在 一或。 一集料输送皮带上安装喷 水管 , 对其进行冲洗除去部分的粉尘 , 但此 法在材料加工场地建设时应提前作好排水设计 , 成 都绕城高速公路西段路面集料加证明此法可行 。 二是在集料加工生产线上安装吸尘装置 , 通过吸尘 降低筛上通过量 , 此法经绵广高速班 合同 段路路集料加工证明可行 。 本工程所处气候条件采 用吸尘法比较切实可行 。 程中矿料混合料施工级配的均匀性 。 建立递升的坡度堆料层坡度可大于 不可倾倒在 斜坡而 卜 推土机和卡车联合作业 图分层堆料 表 为某 高速公路 沥青 路面 中下 面层石 灰岩 一粒级材料加工的检测结果 , 检测时间 跨度四个月虽然采用同一台轧石机生产同一规格集 料 , 但加工时间不同。 从筛分结果看各个筛孔均存 在一定的波动 , 如果材料堆放时不采用分层堆放 , 生 产时拌合的沥青混合料中矿质混合料级配波动较大。 其原因在于施工中生产配合比在一段时间内是相对稳 定 , 即采用一个配合比 , 若冷仓的矿料级配发生变 化 , 则各冷仓供料平衡被打破 , 使得热仓内的集料级 配也发生变化 , 从而沥青混合料的矿料级配发生变 化 , 严重时路面会出现离析或路用性能降低 。 表某高速公路路面中下面层石灰岩 粒级材料加工检刚表 成品料的管理要求 矿质混合料级配波动来源于集料级配的变化 , 集料级配又随轧石设备配件磨损情况而变化 , 故每 天加工的集料级配不尽相同 。因此 , 抓好成品料管 理工作也是保证沥青混合料质量的关键所在 。 施工 中必须做好以下几个方面工作 。 不同规格集料堆放要求 在 热拌场建设之前做好各级集料堆料 区的规 划 , 要求各级集料应严格分仓堆放 。防止成品料混 堆 , 或因储仓隔墙高度过低而引起 串料 , 改变部分 集料的级配 , 进而影响到矿质混合料施工级配 。 一 般各仓隔墙采用浆砌片石砌筑或采用巧水泥混 凝土浇注 , 其高度满足分级料储料总量要求 , 但最 小高度不低于。 同一规格碎石加工材料堆放要求 由于加工集料所采用片石强度的均匀性 、片石 的规格 、 轧石机各部件特别是齿板间隙或锤头间 隙的磨损 , 筛网的变形 、 振动筛电机振动频率的 衰减等因数影响 , 使得每天生产的各集料级配在同 一筛孔上的通过量存在波动 , 因此要求每天生产的 同规格集料必须分层按图 的方式堆放 , 确保施工过 试试验验验验各筛孑孑的通烈烈百分率率检测测 次次数数刀为为日期期 乃乃冲冲石石名名, 乡乡名名夕夕, 刀刀石石名名 乃乃名名一】 石石石石】 石石一石石石石 名名万万 , ,一 夕夕 一夕夕 一 , 之之 刀刀石石】 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 西南公路 各级矿料表面必须采用彩条布筱盖或用彩钢搭 建料棚 由于高寒湿地气候特殊性 , 随季节变化每天均 会起风 , 且一天 中风时 、 风向 、 风速不定 , 加工场 地材料加工设备上如果未安装吸尘装置或吸尘装置 吸收不彻底时 , 轧石场内粉料会因风而使得其中的 细粒变得尘土飞扬 , 同时使加工的合格集料再次被 污染 。 加之该地区每年仅七天无霜 , 即使是七月的 早上七点仍有霜的存在 , 同时在 月至 月间时常出 现下冰雹或 “ 花雨 ”在小范围内下雨的同时 , 大 范围内晒太阳使得细集料含水率增大 , 容易结 块结冰 , 如果有扬尘也极易附着在其表面。 因此 , 在高寒湿地进行沥青路面施工时 , 要求 轧石机必须安装粉尘回收吸尘装置 , 且对细集料必 须采取覆盖措施 , 防止已加工的合格矿料因粉尘污 染再变为不合格的集料 , 或因细集料含水率过大而 引响沥青混合料生产质量和产量 。 图 为干燥筒生产 能力随集料含水率而变化的情况 。 从图 中可以看 出 , 因为随着集料含水率的增加 , 拌合楼干燥筒生 产能力逐渐降低 , 进而拌合楼每小时拌合产量也降 低如果不降低拌合楼的产量 , 则材料中的水份未 烘干 , 沥青与矿料的裹覆力降低 , 拌和的沥青混合 料质量也就会下降。 二 山搜担吸只恢半州 含水量 图干燥筒生产能力随集料含水率而变化的情况 结论 郎川公路在沥青混凝土路面集料采取重视质 量 , 控制原材料片石的质量控制 、 集料加工过程中的 跟踪检测 、 成品集料的排放管理 , 特别是细集料的堆 放 、 覆盖尤为重要。 实践证明在高寒地区采用文中介 绍的矿料质量控制方法技术是可行的 , 它克服了以往 对各级矿料质量仅采用结果性的检测指标加以控制的 不足 , 保证了矿料质量的均匀性和稳定性 。 上接第页各种抗反射裂缝的措施应根据具体 工程的情况 、 气温状况 、 交通荷载状况以及施工单 位的施工水平具体选定 , 而这些措施也会因为具体 状况的不同而导致使用效果的差异 。 防裂理论研究方法及计算模型在发展之中, 断裂 力学的应用会推动这方面的发展 , 但关键是这些方法 和模型的应用应通过现场实践才能证明是否有效 。 参考资料 中华人民共和国交通部 公路沥青路面设计规范一北 京 人民交通出版社石 ,”“ 一叮 卿肠妞” 哪 城侧山 五 图爪示 人 刻过 玩咖 分 到 图曰 巧叹封山刃 , 刀刃 叻 一一 一“】,司 目。伴一 耐钾” 以 拓 郭 兆立译,贾渝校橡胶沥青应用及设计指南 美国沥青再生指南 人 民交通出版社倪 。 流 , ,即叮 ” 口溯一 川“而 。 。淞 。 由呷” “叩,认。助氮 ” 【“ 叮 ” 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m