提高沥青路面综合质量的机械化施工与控制技

提高沥青路面综合质量的

机械化施工与控制技术

长安大学刘洪海1、沥青面层施工过程中的质量控制内容

①外观

②接缝

③施工温度

出厂温度

摊铺温度

碾压温度

④矿料级配

⑤沥青用量（油石比）

⑥马歇尔实验

稳定度流值密度空隙率

⑦压实度⑧抗滑表层、构造深度

⑨厚度

总厚度上面层厚度

⑩平整度

上面层

中下面层

⑾宽度

有侧石

无侧石

⑿纵断面高程

⒀横坡度

2、如何实现综合质量控制

①

设备的选型与匹配②

设备的参数调整与控制③

材料的管理④

施工工艺⑥

施工过程控制3、两个观点

①

压实度与平整度的相对统一（摊铺作业，后期平整度）②平整度传递特性（解决目前存在的低温碾压、压路机不开振等问题）

4、报告内容

①

原材料管理②

搅拌站操作③

混合料运输④

摊铺作业质量控制⑤

压实作业质量控制⑥

找平基准的特性与选择⑦

跟踪检测与过程控制⑧平整度的传递特性

5、原材料的进场管理

①

集料的来源同一种规格的集料应来自同一个料场②

集料分层堆放，旧料堆放高度小于1.5m③

集料分隔堆放④

细集料防雨措施对出料温度影响对油耗影响对生产率影响对残余含水量影响

⑤地面硬化⑥地面排水⑦填料密封存放⑧沥青分罐存放、设有取样器⑨有防止沥青污染措施

如混入0.1%柴油，闪点降低27℃，针入度提高10℃（旧路面铣刨时应减少对材料的破碎）6、搅拌站操作

6.1搅拌站分类（按工艺流程）

①间歇式单滚筒双滚筒②连续式单滚筒双滚筒6.2对搅拌设备的的性能要求静态称量准确确度动动态称量准确确度骨料0.5%1.5%粉料0.5%0.5%沥青0.3%0.1%筛分效率（标标定生产率条条件）筛分效率>80~90%混仓率<10%温度计量准确确度：±3℃温控精度：成成品料出料温温度应控制在在设定温度±5℃。沥青含量偏差差：≤0.3%油耗：≤7Kg（标准状态））残余含水率：：<0.3%混合料的温降降混合料的碾压压稳定试验误差排气温度排尘：50mg/Nm3林格曼黑度““I”级。噪声：控制室室≤70dB环境≤80dB6.3间歇式搅拌设设备配置1）冷料配料机机调节给料（开开环、闭环））料门开度调节节剔除超限料空料报警安全装置破拱装置2）干燥筒燃烧器调节比比≥1:4自动点火火焰监控燃烧两种燃油油自动温控设保温层风油比自动调调节负压自动调节节形成均匀料帘帘残余含水率低低3）筛分装置（（斜筛、平筛筛、滚筒筛））筛分效率（合合适的频率、、振幅、面积积、角度）自洁能力维修方便寿命长4）热料仓料仓设置合理理料仓容量料位计取样口温度计防离析措施（（细料粘附附于侧壁）保温层5）计量装置置结构形式计量精度及稳稳定性计量补偿方式式与配料误差差（多次关门，，前一锅为基基准，以矿料料为准））计量顺序6）搅拌器充盈率搅拌器的转速速拌和的时间拌和均匀性叶片衬板寿命命拌叶间隙7）除尘系统过过滤面积工工作温度二二次除尘功功能排排尘量量二二级温度度控制8）粉料仓新新粉仓旧旧粉粉仓排排放装装置破破拱装装置防防水6.4搅拌设备的操操作1）冷料仓的标标定不同规格料分分别标定标定方法去除含水量取有代表性样样本进行目标标配合比设计计2）振动筛筛孔孔的选择筛分效率热料仓设置级配形式及控控制关键点与冷料规格有有对应关系标准筛与振动动筛的筛孔对对应不能超产量生生产3）振动筛不能能完全解决控控制级配的问问题热料仓有限分分级无法控制筛孔孔间集料粒度度的变化细集料的表面面积系数决定混合料质质量的油膜厚厚度拌和站为质量量配比非容量量配比不能补料检查堵筛与漏漏料4）生产配合比比取样料量足够，具具有代表性考虑一级回收收粉（经过一一段稳定运转转）考虑二级回收收粉填加量5）搅拌器的拌拌和均匀性充盈率的影响响搅拌速度的影影响拌和时间对沥沥青老化的影影响有效拌和时间间拌和均匀性标标准差不同类型的设设备应有不同同的有效搅拌拌时间拌和时间的划划分（何为有有效拌和时间间）6）混合料的取取样与检验有代表性的不不离析样品取样数量取样数n23456置信区间（%）5±0.335±0.135±0.085±0.065±0.05式中：7）搅拌设备的的过程控制全程记录温度度全程记录配料料对不合格料的的处理热料仓的料位位控制（稳定定）试验数据的变变化趋势6.5混合料的贮存存与运输过渡料仓，保保温不超过12小时（无加热热和密封，充充CO2）存在死角（有有离析现象））3—5次移动卸料表面覆盖大吨位卡车运运料防粘结开工前有4辆料车后来先倒（起起步时）不撞摊铺机适度制动温度监测过桥机抱轮器7、摊铺机作作业质量控制制实现质量控制制的主要环节节基本思路1）摊铺机工作作装置的基本本工作原理2）自动调平系系统工作原理理×牵引点扰动L0是牵引臂的长长度；L是传感器距熨熨平板后沿距距离。厚度扰动L0是牵引臂的长长度；L是传感器距熨熨平板后沿距距离。3）熨平板自找找平工作原理理牵引点输入正正弦激励输出特解4）基准的选择择与设置基准分为固定定基准和行走走基准①固定基准的的要求长度：150—200米；拉力：≥100kg;摊铺宽度6米以下，可采采用一边挂线线，另一边边用横坡控制制仪；栽桩间距10米（弯道除外外）；挂线高度的确确定铺铺层层厚度的测量量挂挂线高高的测量、误误差±2mm铁立杆距摊铺铺机熨平权300mm~500mm可调高度铁立立杆②②行走基准准的工作原理理5）工作装置的的振动参数调调整振动频率、振振幅振捣频率、振振幅材料的固有频频率粘土20HZ砂土+砾石24—29HZ沥青混合料40—70HZ6）摊铺机的速速度控制稳定摊铺与速速度的关系；；初压密实度与与速度的关系系；要求稳定连续续摊铺，不时时快时慢，时时停时走。7）摊铺料位的的控制料位大于螺旋位置；螺旋转速均匀匀；料位传感器正正确调节。8）自动找平灵灵敏度和死区区的设置9）厚度调节滞滞后特性式中：x——作业距离；l——大臂长度；——阶跃激励；——厚度响应。x=1l变化63.2%x=2l变化86.5%x=3l变化95.0%10）防升与防降降液压锁在停机时起作作用11）摊铺机起步步①垫木板（杂杂木200×400mm，≥3块）；②木板厚度确确定；h为实测厚度；；k为松铺系数。。③熨平板位置置应合适；④充分预热；；⑤初始工作角角确定；⑥自动找平的的参数设置；；⑦起步基准的的建立。12）摊铺过程的的检测基准复测；厚度检测；平整度检测；；横坡检测；高程测量；温度测量；表面离析情况况检测；13、铺层缺陷与与原因

出现的问题可能的原因油斑离析蜂窝波浪裂缝石料破碎表面撕裂下层粘层沥青过量*

粘层沥青不匀

*

基层过湿

**

混合料混合料温度过低

**混合料温度过高

*混合料沥青过量*

*

混合料沥青不足

*

*

*混合料过粗

*

**混合料过细

**

摊铺机摊铺速度过快

*

*摊铺离析***

*摊铺机操作不当

**

分料器调整不当

***

**6.6压实作业质量量控制1）几种基本压压实方法静力压实振动压实振荡压实冲击压实2）几种基本的的压路机型式式双钢轮静作用用压路机轮胎压路机双钢轮振动压压路机组合压路机振动振荡压路路机冲击式压路机机3）振动压路机机工作速度的的确定理论和实际均均表明克服沥沥青的粘聚力力，吸附力及及石料嵌挤力力，某点的受受迫振动连续续三次以上使使颗粒处于振振动状态，对对压实特别有有效。一般认为一个个振动周期内内行驶距离小小于3cm便可满足上述述要求。因此V=0.108f若f=45Hz则V=4.9Km/h经验表明压路路机速度较快快时，路面会会产生波纹，当一个个周期内行驶驶距离小于2.5cm时，能保证较较好的平整度度和压实度。。V=0.09f若f=45Hz则V=4.0Km/h4）振动频率及及振幅高频低幅5）轮胎压路机机的特点与作作业特性6）碾压高温资料表明空隙隙率在很大程程度上决定了了路面质量对对干密级配混混合料路面，，当空隙率为为7%时，提高1%透水性成倍增增长，当降到到5%时寿命提高成成倍。试验表明碾压压初温对混合合料非常重要要，温度每增增加10℃压实效率提高高16%，应在尽量高高的温度下初初压。（在不出现大大的隆起，推推移、裂纹、、粘轮的情况况下）7）避免过压与与欠压空隙率<3%时，路面也会会失稳。8）碾压距离确确定环境温度、风风速和铺层厚厚度及下承层层温度对混合合料影响很大大，因此应根根据碾压初温温与终了温度度以前的允许许时间及碾压压速度确定。。温降曲线测定定9）碾压程序初压静静力压实或振振动压实复压振振动压实轮胎压实振动遍数由试试验段决定终压静静力压实10）碾压基本规规则①重迭宽度静碾~轮振动20cm②阶梯形停机③有路拱和横横坡从外向、从底底向高碾压；；④无路缘石、、应离开边沿沿30cm～40cm；⑤先起步后起振，，先停振后停机尽量采用自动起振振功能⑥间断喷雾状水⑦尽量避免急转弯弯⑧不要在刚铺好的的路面上停机；⑨缓慢起步缓慢停停机⑩路面缺陷与可能能的原因

缺陷可能的原因撕裂材料不匀压痕接缝不良横裂纹纵裂纹推移泛油材料压碎厚度与料径不合适

*

*卡车制动或撞击摊铺机

*

基础不良

*

***

压路机操作不当

*****混合料设计不正确

*

***

混合料离析

*

混合料温度低**

层间移动

*

*

过压

**

表面温度过低

**

①影响路面平整度的的基本因素路面平整度是一个个综合性指标，涉涉及施工各个环节节的许多因素，是是施工全过程各环环节质量的最终体体现，从影响的根根源和机理上分为为三个基本因素：：a.摊铺作业与找平基基准对于带自动找平的的浮动熨平板而言言，主要有以下三三个方面的影响：：摊铺阻阻力的的波动动主要要是摊摊铺速速度、、材料料和温温度的的不均均匀，，长车车卸料料；推移阻阻力主主要是是供料料量和和分料料量的的变化化；牵引点点高度度的变变化主主要由由下承承层的的高低低不平平引起起。9、平整整度传传递特特性b.碾压作作业方方面材料离离析、、温度度不均均匀造造成的的密度度阻力力当特特性不不一致致；压实力力或压压实力力不一一致；；碾压轮轮工作作过程程中造造成的的材料料推移移；变换碾碾压方方向、、停机机制动动、起起步等等造成成的隆隆起、、压痕痕等缺缺陷。。c.下承层层不平平整对对铺层层的传传递由于下下承层层凸凹凹变化化铺层层碾压压过后后压缩缩量不不一致致造成成。下承层层对平平整度度的影影响②下承层层的影影响下承层层的影影响通通过碾碾压显显现单元体体的受受力通过单单元体体受力力分析析，可可得传传递规规律式中：：——压实后后体积积；V——压实前前体积积；1——垂直应应变