公路沥青混凝土施工中产生推移的原因分析

2020-10-09 10:19韩娣静

韩娣静

摘 要:经过大量的试验论证,分析了施工过程中造成沥青混凝土推移的原因,主要讨论了粉量高、沥青用量过高及温度过高对推移的影响,并给出了相应的处理措施。

关键词:建筑公路工程;沥青混凝土施工;推移原因

碾压推移是影响沥青混凝土面层工程质量的主要原因之一, 经过多年观察与分析研究发现,产生推移主要由混合料中含粉量过高、沥青用量过大、碾压温度过高、级配不好等多种原因造成。有效控制推移将对工程质量起到有效保证。本文对引起碾压推移的3种原因分别进行论述。

1 沥青混合料中0.075mm含量及矿粉的塑性指数过高

试验发现,如果混合料中含粉量及矿粉的塑性指数过高,在强碾压力作用下会产生一定的流动性,引起推移。例如,2017年某一级公路下面层AC-20目标配合比矿粉用量是5.0%,用4000型拌和站拌料,初始做生产配合比时由于出的热料比较少没有代表性,检测热料中0.075 mm以下含量不到2%,此时矿粉采用目标配合中的5.0%掺量。试验段铺筑时未见推移现象,但在大面积摊铺时出现了推移。分析推移原因可能是由于在强碾压力作用下混合料产生一定的流动性的原因所致,主要影响因素从大到小依次就是液态沥青、粉料、0.075 mm含量、0.15 mm含量、0.3含量等,粉料的影响因素最大,抽提试验中检测出0.075 mm以下含量达到7.4%,已超过上限。因此将矿粉掺量调整到4.0%,施工现场不再出现大面积推移现象,只有局部推移现象。当把矿粉掺量调整到3.5%,推移现象基本消失。最终把矿粉掺量控制2.5%~3.0%,热料中的0.075 mm通过量也比较合理。在随后的上面层AC-16施工中,矿粉掺量控制在3.0%~3.5%未发生推移,且满足路面平整度、厚度、高程要求。

2016年某一级公路摊铺时同样采用这些措施效果良好。但在同年连接线施工中,由于工程量比较小,大多使用1000型拌和站,特别是使用煤炭做燃料时又出现了大面积推移现象。当时发现煤经过燃烧后并非都是粉末,还有大量没有燃烧彻底的小颗粒状煤,这些小颗粒质量较大,除尘设备很难将其除走,经过集料磨耗进入热料仓后呈现粉状。1000型烧煤拌和站热料检测发现0.075 mm通过量竟达到6%以上。在同监理和专家协商后将矿粉掺量调整到2.0%左右,情况得到了很好的改善。

经过长期检测、分析发现混合料中含粉量过高主要有两个原因:

(1)拌和站除尘设备不能很好地把粉尘清除干净;

(2)在加热、提升、二次振动筛分整个运行过程中粗集料和设备对细集料的高温磨耗作用,致使在热料仓中大量的粉料存在。

在进行生产配合比时,常常等不到拌和站系统运行正常就进行取样,此时所取热料的0.075 mm通过量还不是很大,因此检测不出这一问题。有时施工方发现了这一问题却心里没底将其进行掩盖,有时是因为监理和业主不同意扣减太多的矿粉用量,还有是出于保守考虑人为加大沥青用量,矿粉用量也相应加大。以AC-16为例,在2005年汾柳高速3000型拌和站检测发现热料中0.075 mm以下含量达3.6%,2006年西安某高速路面4000型拌合站为3.4%,3000型拌和站为3.8%,某国道1000型拌和站为5.7%,2007年省道某线2000型拌和站为4.9%。以上这些都是烧燃油的拌和站,若烧煤比例还会增大。2006年309国道1000型烧煤拌和站检测时达6.4%,2007年山西省道沁洪线1000型烧煤拌和站为6.9%。在这种条件下即使不加矿粉0.075 mm通過量都能满足要求。实际中各拌和站的含粉量差异较大,拌和站越小除尘效果越差,含粉量就越大。实际中如果忽视这一问题往往会造成混合料中含粉量过高,0.075 mm通过量过大。由于碾压推移和混合料中的含粉量有直接关系,在以后生产过程中一定要严密监控热料中的含粉量大小,并根据其含量将矿粉用量做出相应扣减,把它控制在预期范围,以免造成重大损失。

2 沥青用量过大

随着施工技术的不断发展和监理制度的不断完善,现代施工中沥青用量是经过目标配合比和生产配合比严格确定的。沥青用量不宜过大。在实际中拌和站由于事先未进行计量标定造成的损失事例也不少见。2012年哈苏线某沥青拌和站曾出现沥青计量严重失准,造成实际用量过大,通车后还出现泛油、拥包、车辙等病害。而有时出于保守考虑会人为加大沥青用量,或由于矿粉投入量较少导致混合料出现沥青用量过高。若沥青用量过高,马歇尔试验的流值也就会增大,在施工中有可能会引起推移。在设计配合比时,沥青用量选定必须科学、准确、可行,取样要有代表性。在出料时要注意拌和站计量,特别是沥青计量是否准确、稳定、有无落差,一旦发现就及时进行调整,采取相关补救措施。平时就要加强管理,质量意识,消除各种不利因素。

3 沥青混合料碾压温度过高

在实际中,考虑到摊铺前料温损耗大,会调高混合料出厂温度。然而料温并非越高越好,如果碾压时温度过高,也会引起推移。2007年7月某省道路面改造工程中曾发生过推移,采用SBS改性沥青,各项指标均合格,在摊铺机后面测料温达到了165℃ ,碾压时出现推移和较大的凸起轮迹,温度降到140%后再压未出现推移现象。

4 结束语

造成推移的原因主要归纳为以上3点,在实际施工中引起推移的原因还有很多,需要不断总结经验,吸取教训,认真分析造成推移的各种不良因素,作出相应措施,避免推移现象的发生。随着科技的进步,我国公路建设的飞速发展,压路机械的吨位今后还可能会进一步增加,远远超出马歇尔击实试验所模拟的压实条件后,会使实际的最佳沥青用量比试验室作出的标准要低一些,还会有发生推移的可能性,这就需要探索出更科学、更有效的新途径,来适应时代的发展变化。

参考文献:

[1]交通部公路科学研究所.《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005[M].北京:人民交通出版社,2005.08.

[2]交通部公路科学研究所.《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004[M].北京:人民交通出版社,2005.01.

[3]交通运输部公路科学研究院.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011[M].北京:人民交通出版社,2011.12.