SMA沥青混凝土路面施工过程的质量控制 55页

n摘要针对目前高速公路建设中出现的路面早期损坏问题，本文以沈大高速改扩建工程为依托，以建设长寿命的道路为目标，将道路材料与施工机械、施工工艺相结合，探讨SMA沥青混合料路面施工过程中质量控制的措施。由于热沥青混合料是一种在材质和组成上极易受外界影响而变得温度不均匀的材料，这就导致施工过程中容易出现材料离析和温度离析现象。我国公路建设中出现的路面早期损坏现象有两个特征，一是早期性，另一个是局部性。热沥青混合料在生产、铺筑过程中出现的不均匀性是造成这种后果的重要而直接的原因之一。SMA混合料具有优良的路用性能。但SMA混合料对温度等外界因素的影响更敏感，施工要求更高，因此为保证混合料的均匀性及防止温度变异，通过对进出场材料的质量控制；对搅拌设备称量系统的定期标定；合理选择振动筛的筛网尺寸；对搅拌器转速、充盈率和搅拌时间等参数问的关系合理设置等相应措施的采取以减小材料的离析。通过采取提高搅拌设备温度控制精度；减少原材料含水率的波动；保证冷料供给系统的稳定；加强运料卡车覆盖等措施，同时采用梯形摊铺和转运车等工艺，使路面的压实度和平整度及其均匀性都得到提高。实践证明，高质量的沥青混合料和性能完好的机械设备以及严密、完善的施工工艺可保证高速公路成型路面的质量。关键词：SMA、材料离析、温度离析、施工工艺、控制与预防nAbstractViewingoftheproblemsofroaddefectsappearedintheearlyperiodincurrentspeedwayconstruction，thispaperdiscussedmethodsofqualitycontrolintheconstructionprocessofSAMasphaltmixturepavementonthebasisofShengyang-Dalinspeedwayexpansionprojectwithcombinationofroadconstructionmaterialandmachineryaswellasconstructiontechnology,aimingatconstructinglong—liferoad．Ashotasphaltmixtureisacompositionofthematerialwhichissusceptibletooutsideinfluenceandbecomeunevenoftemperature，whichwillresultinmaterialsandtemperaturesegregationphenomenonintheconstructionprocess．TherearetwocharacteristicsoftheroadearlydamageinChina’SSpeedwayconstruction，firstisearly,theotherislocalized．Theunevennessofhotmixtureintheproductionandpavementprocessisoneofthereasonswhichcausedtheconsequencesdirectly．SMAmixturehasexcellentroadperformance．ButSMAmixtureismoresensitivetoexternalimpacts，forexamplethetemperature，SOtheconstructionrequirementsarehigher．Thereforetoensuretheuniformityofthemixtureandtopreventtemperaturevariation，bythemethodsofqualitycontrolofmaterials，regularcalibrationoftheweightingsystemonmixtureequipmentandreasonablechoiceshaleshakerscreensize，aswell舔thereasonablesettingofparametersofagitatorspeed，fillingrateandstirringtime，inordertoreducethesegregationofmaterials．Thedegreeofcompactionandsurfaceroughnessanduniformityareallimprovedbytheadoptionofmeasuressuchasimprovementonthetemperaturecontrolaccuracyofmixtureequipment，reductionofvibrationsofmoisturecontentinrawmaterials，ensuranceofthestabilityofcoldmaterialsupplysystem，strengtheningofcovetingoftruckswhichtransportmaterials，besidestheuseofaladderofpaverandtransmittingtrucksalsocontributetothatpurpose．Practicehasprovedthathigh-qualityasphaltmixture，goodconditionequipments，andintactandtightconstructionprocessCanguaranteethequalityofspeedwaypavementmolding．Keywords：StoneMasticAsphalt；materialsegregation；temperaturesegregation；constructiontechnology；controlandprecautionn论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：勿易争厶2d口矛年歹月加日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。论文作者签名：幺乞钐。2／矿3年5月加日导师签名：场芬三／矛．加唠年广月历日n长安人学硕士学位论文1．1沥青混合料基本概念第一章概述1．1．1沥青混合料定义按照现代沥青路面的建筑工艺，沥青与不同组成的矿质集料可以修建成不同结构的沥青路面。最常用的沥青路面包括：沥青表面处理、沥青贯入式、沥青碎石和沥青混凝土四种【¨。按照我国现行国家标准，我们常说的沥青混凝土混合料是沥青混凝土混合料(Asphaltconcretemixture简称AC)和沥青碎石混合料(Asphaltmacadammixture简称AM)的总称。热拌沥青混合料(Hot-mixasphaltmixture简称HMA)是经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运送至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实的混合料，通称“热拌热铺沥青混合料’’IlJ，简称“热拌沥青混合料’’。热拌沥青混合料是沥青混合料中最典型的品种，是目前高速公路建设中用量最大的路用材料之一，主要应用于交通、市政等公路建设工程中，在国民经济中占有重要地位。按照沥青混合料的结合料、施工温度、最大粒径等可将其分成不同类型，其中常按矿质集料级配类型的不同将混合料分为：连续级配沥青混合料和间断级配沥青混合料。沥青混合料是一种由沥青、粗集料、细集料和矿粉、纤维等外加剂所组成的一种人造复合材料。其中，沥青被称为结合料或胶结剂，在混合料中起到将各种粗细集料粘结在一起的功用【2】；而集料及填料在混合料中起矿质骨架的支撑作用，促使混合料的级配形成。近代沥青混合料胶浆理论认为，沥青混合料是由矿质骨架和沥青结合料所构成的、具有空问网络结构的一种多相分散体系。由于沥青混合料是一种复杂的多种成分组成的复合材料，它的结构组成也是很复杂的。因为沥青混合料是靠沥青胶结剂将集料裹覆在其中而形成的粘弹性混合物，因此，集料的相对位置、集料不同粒径大小的分布、空隙率及其分布等都与混合料的结构组成有关。1．1．2沥青混合料特性一般认为，沥青混合料是一种典型的弹、粘、塑性综合体，在低温小变形范围内接近线弹性体，在高温大变形活动范围内表现为粘塑性体，而在通常温度的过渡范围内则n为一般粘弹性体I”。因此，尽管沥青路面通常处于固态或接近于固态的状态下工作，但沥青混合料的强度与稳定性是不同于固态的。这是因为沥青混合料具有随温度及载荷加载时间变化而变化的性质。这一点在设计路面时，要结合路面环境条件、路面交通量等因素综合考虑。众所周知，沥青混合料是由沥青胶结料包裹骨料而形成的多项分散系混合物，生产时当作为胶结材料的沥青在骨料颗粒周围形成一定厚度的沥青膜时，才促成沥青具有更高的桔度，因而获得更大的粘聚力。而沥青混合料的粘聚力与沥青的性质、矿料的性质以及沥青含量等有关¨】闭。由上所述可知；由于沥青混合料是由沥青胶结料包裹骨料而形成的多项分散混合物，因此，组成它的各种原材料的性能及其含量为骨料的种类和性质、级配与掺加的准确性等就成为决定混合料性能的重要因素，特别是沥青为胶结材料，它的含量及其性能尤为重要，这也是施工中人们对油石比普遍较重视的一个原因【4】。材料的性质不能满足设计要求和变异性大、骨科的级配不准确、各种材料的称量精度不准确等原因都会使混合料的实际性能偏离设计要求。目前，虽然采用理论设计试验级配，通过试验和修正，修筑一段试验路验证等方法，来决定路面结构及其材料的组成，但由于实际施工条件的差异及各种随机因素的影响，从原材料准各一进厂储存一拌和一运输·摊铺-．压实等多个环节中，总会出现不同程度的混合料在材质和组成上与原设计值的偏离，既不均匀现象，包括矿料级配不均匀、混合料油石比的不均匀、混合料粗细集料分离、混合料密度的不均匀或孔隙率和压实度的不均匀等。可见沥青混合料是一种在材质和组成上极易受外界的影响而变得不均匀的材料。同时，热沥青混合料是一种对温度依赖性和敏感性较强的混合材料。在拌和、摊铺和压实过程中，对温度都有严格的要求，温度太高会使混合料元气大伤，温度太低无法达到预定的压实度，而温度的不均匀会造成路面压实度及孔隙率的不均匀。图I．1给出了碾压温度对热沥青混合料孔隙率和渗水性的影响；图I．2给出了碾压温度对热沥青混合料抗疲劳性能的影响。图1碾压温度对热沥青混合料空隙率和渗水性的影响2n长安大学硕士学位论文图2碾压温度对热沥青混合料抗疲劳性能的影响可见，温度特性是热沥青混合料的另一个重要特性。热沥青混合料也是一种极易受外界影响而变得温度不均匀的材料。在沥青路面工程中，路面材料及其加工工艺，路面施工、施工技术及机械化作业是其两大要素，共同构成一个有机的整体，符合有关标准要求的路面材料和科学合理的施工工艺是铺筑良好沥青路面的基本保证【3】。因此，为了满足沥青混合料的各种路用性能，应将上述因素综合考虑。从整个施工过程考虑，应该将设计的理想混合料如实地摊铺到路面，反映出混合料的真实路用性能。这就要求施工单位在保证生产出符合质量的沥青混合料的基础上，严格施工。1．2沥青路面发展现状随着我国高速公路的发展，沥青混凝土路面以其表面平整，无接缝，行车舒适耐磨，震动小噪音低，施工期短，养护方便，维修简便，适用于分期修建等特点，获得越来越广泛的应用，其使用量占到高速路面的8005以上。20世纪50年代以来，各国修建沥青混凝土路面的数量迅速增长，所占比重很大。近20年来我国公路和城市道路使用沥青材料也修筑了相当数量的沥青类路面。到目前为止，我国的公路大部分是沥青混凝土路面【51【61。从1987年以来，到2007年底为止，我国高速公路里程已达5．36万公里，居世界第二位：公路总里程达357．3万公里，全国公路养护里程超过268．10万公里。近几年，我国公路建设发展很快，一方面是高等级公路建设持续快速发展，另一方面是县乡公路发展很快。同时，由于公路维修与改造的需要，公路机械化养护进程加快。我国公路建设在快速发展，这是不争的事实。同时，也出现了一些问题：生态、环境问题，特别是山区道路、西部特殊地区道路建设的生态问题，桥梁建设的安全等问题，但这都是局部问题。我们还必须清醒地看到，也出现了路面早期损害这样的带着普遍性的全局问题。我国已建成的高速公路，相当一部分达不到高速公路设计寿命15年左右的要求，而出3n现了早期损坏现象。所谓早期损坏．·共有两个特性：(1)早期性，在路面使用期内过早出现；(2)局部性，等强度设计的路面不是全路面，而是部分路面，甚至是路上某些点出现损坏。沥青路面早期损坏是我国高速公路建设中的一个突出的问题，而导致早期损坏的诸多因素中，就施工质量而言，沥青混合料在生产、铺筑过程中出现的不均匀性是最为严重的问题。热沥青混合料的不均匀造成路面压实度和孔隙率的不均匀，导致沥青路面出现局部的松散、坑洞；局部的泛油、拥包；不均匀的车辙和局部严重的推穆；局部水损害造成的网裂、唧浆和坑洞等l9Ⅲq，如图1．3、1．4、1．5、1．6所示。这些问题已引起了公路界和社会上高度的重视。图1．5疲劳裂纹图1．4木损坏导致的坑槽图1．6车辙13本文研究内容及方法131研究内容本课题以沈大高速改扩建工程及京秦高速公路养护工程JQ05—1合同段等为依托，以建设长寿命的道路为目标。以各面层不同级配设计的SMA沥青混合料为例来研究沥青混合料施工工艺与过程质量控制。由于原沈大高速公路路基路面状况较差，简单的罩面(5～lOom沥青混凝土)不能从根本上解决问题，原路部分必须采取挖除新建方案．或采黼西鹬图#，口、黧溉鬟n长安大学硕上学位论文取根据原路弯沉值加铺不同厚度的水稳层及沥青面层或直接加铺沥青面层(按柔性基层设计)的加铺方案。经比较，设计选择了以加铺为主、局部路面挖除的大修方案。而且在沥青路面表面层施工中大规模采用沥青玛蹄脂碎石SMA技术，SMA混合料是一种间断级配的骨架嵌挤密实结构，加之采用高软化点的沥青胶结料，使沥青路面有良好的抗车辙能力，同时路面抗低温开裂能力也得到提高，但属于较难施工、较难压实的混合料范畴，因此对以SMA混合料为代表的材料特征和施工工艺进行研究，对保证路面质量具有重要的意义。研究的主要内容如下：1．SMA混合料的组成、生产配合比设计与技术要求；2．SMA混合料材料的均匀性及其质量控制；3．SMA混合料的温度均匀性及其质量控制；4．SMA混合料的碾压质量控制。1．3．2研究方法一方面采用理论分析和现场试验研究相结合的方法，通过分析影响沥青混凝土路面施工质量的各种原因，从集料选用、沥青砼生产、运输、摊铺、碾压等环节提出消除和减少影响施工质量的措施：另一方面，利用提出的预防方法和措施实际应用到现场施工中，验证和完善理论分析，确定不同机械工作参数的取值范围和合理匹配关系。最后，根据从现场的施工检测和完工后的验收检测等，进一步验证和完善各关键技术，得出一套现场施工指导准则，为施工技术应用提供依据。1．4研究的目的及意义1．4．1研究目的随着新技术和新材料的应用，新的问题不断出现，沥青混合料的施工方法正进行改进和修正以适应材料的各种特性。但综合目前的研究发现，近年来虽对施工过程中造成路面质量变异性、离析发生的原因以及相应的处理措施进行了研究，但这些研究大多只停留在沥青路面损坏特征和一些较粗放型的较片面的预防措施上。在目前沥青路面建设中，还没有一个贯穿于沥青混合料设计、材料选用、沥青混合料拌和、运输、摊铺、碾压、检测等全过程的质量控制体系，难以对沥青路面施工进行合理的、准确的控制。5n第一章概述本课题以沈大高速公路改扩建等工程为依托，以建设长寿命的道路为目标，通过对影响沥青混合料质量的机理与施工质量控制技术研究，消除沥青混合料在拌和、运输、摊铺等过程中出现的对沥青路面质量的不利影响，较系统解决沥青混合料在施工和质量控制过程中的技术问题，确保路面质量，达到指导施工，提高工程质量的目的。1．4．2研究意义1)从源头控制材料质量，减少材料存储损耗，保证集料含水量稳定，提高拌和设备效率。按照常规的方法进行材料管理，不可避免地存在集料离析，含水量不稳定的情况。由于沥青混合料拌和过程中不可能改变生产配合比，因此往往导致沥青拌和机出现待料和溢料及混合料温度不稳定等现象，降低了拌和机产量。根据本课题研究成果，合理进行原材料质量控制和堆料管理，可以有效改善集料均匀性，减少材料离析‘11】，提高沥青混合料质量，减少拌和机油耗。2)减少温度损失和离析，保证摊铺质量。路面温度离析是一种十分隐蔽的现象【9】【101，过去未引起足够的重视，因此也没有采取防止离析的措施，研究结果表明温度离析要比预期的严重得多。在18"C气温，3级风速，25公里运距的情况下，不覆盖保温篷布时现场实测沥青混合料运输表面温度降低18．O℃，到表层以下40cm温度才与覆盖温度情况下基本一致。一台25吨的运输车平均降低温度6．0℃，因此为了保证沥青混合料摊铺和碾压的需要，须提高拌和温度6．O℃左右。这样一方面增加了拌和机的油耗，另一方面严重影响了沥青混合料的抗老化能力，降低了沥青路面的使用寿命。3)提高工程质量，节约养护费用。本课题研究的根本目的是解决沥青路面早期损坏的质量通病，提高沥青路面质量，延长使用寿命。课题针对沥青路面质量通病及病害原因进行研究，探索处理质量通病的具体措施，改进施工工艺，使研究成果具有较强的实用性和一定的新颖性。沈大高速公路建设按照科研和生产相结合的原则，及时将研究成果转化为生产力，全线采取边施工边检测的措施进行施工，直接将研究成果应用于工程实践，经过实践检验取得了良好的效果。经过辽宁省交通科学研究院工程监理咨询有限公司检测结果，工程质量优良，各项指标都达到或超过国家规范的要求。通过对全线沥青路面使用效果进行跟踪观测，目前全线无一处出现坑槽、松散或车辙等病害，路面使用性能良好，行车6n长安大学硕+学位论文舒适平稳，至今没有投入资金进行沥青路面养护。采用课题研究成果，可大幅降低沥青路面早期损坏的概率和程度，路面更均匀，行车更舒服、安全；使用寿命延长，养护费用降低，具有较好的经济效益和社会效益。7n第二章SMA混合料的组成及其技术要求为实现建设长寿命路面的目标，混合料的类型及其组成的选用是物质基础。本章将简介SMA混合料生产配合比设计及其原材料的要求。沈大高速公路在沥青路面表面层施工中大规模采用沥青玛蹄脂碎石(SMA)技术，但SMA属于较难施工、较难压实的混合料范畴，因此对以SMA混合料为代表的材料特征和施工要求必须了解。沥青玛碲脂碎石(StoneMasticAsphalt简称SMA)路面具有优良的高温稳定性，良好的低温抗裂性，使用的耐久性以及明显的抗滑性和一定的降噪声的效果【12】。国外已普遍使用，国内也得到了推广应用。但是，必须要保iiESMA路面的工程质量才能体现SMA路面的优越性，保证质量的关键技术之～是SMA沥青混合料的配合比设计。2．1原材料2．1．1粗集料SMA混合料是依靠粗集料的石、石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，为防止碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，对粗集料的质量有严格的要求，也可说粗集料是SMA质量控制的关键，一般要求使用高质量的轧制粗集料，其岩石应坚韧，具有较高的强度和刚度，而不能使用质地较软的石灰石。SMA混合料的性质对集料4．75rmn通过率十分敏感，要求针片状颗粒(1：3)含量不超过20％。根据SMA材料的特性，在有条件的地方最好基本上采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料。粗集料要洁净、干燥、表面粗糙。质量应符合表2．1的要求表2．1沥青混凝土面层用粗集料质量技术要求标准指标单位罩面层或表面层中下面层石料压碎值不大于(％)18洛衫机磨耗损失不大于(％)2830表观相对密度不小于t／m32．602．50吸水率不大于(％)2．O3．On长安大学硕士学位论文表2．1沥青混凝土面层用粗集料质量技术要求(续)标准指标单位罩面层或表面层中下面层坚同性不大于(％)12细长扁平颗粒含量不大于(％)1518其中粒径大于9．5mm不大于(％)1215其中粒径小于9．5mm不大于(％)1820水洗法<0．075rnm颗粒含量不大于(％)1l软石含量不大于(％)35表面层磨光值PSV不小于(％)40与沥青的粘附性不小于4注：(1)坚固性试验根据需要进行(2)对$14即3~5规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，<0．075mm含量可放宽至3％。2．1．2细集料在SMA混合料中细集料(指小于4．75mm颗粒)的质量仅为10％'-'-'20％，但同样要求石质坚硬、富有棱角，并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低，粘土含量不超过1％。细集料宜用机制砂，也称人工砂【12】。天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不宜多用。细集料除洁净、干燥、无风化、无杂质，有适当的颗粒组成，还应与沥青有良好的粘结能力，质量应符合表2．2的要求。表2．2沥青混凝土面层用细集料质量技术要求指标标准表观相对密度不小于(妇13)2．5坚固性不小于(％)12含泥量不大于(％)3砂当量不小于(％)60亚甲蓝值不大于(g／kg)25棱角性(流动时间)不小于(s)309n第_二章SMA混合料的组成及其技术要求2．1．3矿粉矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。矿粉为混合料产生“加劲’’效应。按照我国目前沥青路面施工技术规范生产的石灰石矿粉可用于SMA混合料。沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净、其质量应符合表2．3的要求。表2-3沥青混凝土面层用矿粉质量技术要求指标标准表观相对密度不小于(妇13)2．50含水量不大于(％)l>f时口y、口。专0，因此式(3-11)或(3—12)可以写为式(3-13)、式(3-14)。彳v≈i五m丽ot。m+m。一K．．／缈‘(3．13)五≈』生(3．14)m十mo由以上两式可见m。为偏心质量，厂为偏心距，k，为弹簧刚度，国为角速度均为不变量，当振动筛上的材料量m发生变化时，将影响振动筛水平和垂直位移，减小振动幅度，从而减小了筛子的筛分效率，增加了堵筛的概率和增加窜仓率，影响了混合料的级配组成。因此无论在生产配合比试验阶段，还是在正常生产阶段，设备工况稳定是相当重要的。一般情况下振动筛的筛分效率小于百分之百，大致平均效率为80％90％，不同层位、面积和孔径其筛分效率不同，为了使搅拌设备的筛分效果与实验室有可比性，振动筛与实验室筛孔存在关系见式(3．15)。Di=Kidi(3—15)式中：D；——振动筛等效筛孔尺寸；di——实验室筛孔尺寸；K；——筛孔转换系数。式中K；由搅拌设备振动筛的性能决定。不同的设备其系数不同，同一台设备不同层位其系数也不同；不同的混合料级配，也有较大差异。通常情况下见表3．4t25】表3．4筛孔转换系数筛：子Lmm2．364．759．513．2161926．5最大筛孔Ki1．271．161．151．141．131．06n长安人学硕士学位论文3．2．3搅拌器运行参数确定搅拌器的转动速度、充盈率和搅拌时间三者之间存在着某种制约关系【28】，共同决定着混合料的搅拌质量和生产率，而对一台已经制造好的搅拌设备，则可通过调整拌和时间，以适应不同级配组成以及对成品料的不同搅拌质量要求。搅拌器拌和时间的物理概念：热骨料从计量秤开始卸料一刻为干拌开始，沥青开始喷射为干拌结束，湿拌开始，搅拌器开门卸料为湿拌结束，一般湿拌时间称拌和时间。卸料时间、待料时间等称辅助时间，一般需9—11秒。拌和时间的确定需依据机型的不同和材料的情况而定，搅拌器中材料占活动区的体积不同，应具有不同的拌和时间。搅拌器的活动区是指搅拌器的搅拌区域减去搅拌轴、桨叶后的净体积，如图3．6所示【29】，如果材料在搅拌器中堆积过满，最上面的材料得不到充分拌和，如果材料太少，搅拌器效率太低。搅拌器中材料的多少用充盈率表示。计算公式见式(3．16)|29】。K：』L×100％(3．16)7‘V式中：G一热骨料质量，t；，，——材料松装容量，t／m3；V．一活动区净体积，m3。勃匡图3．6搅拌器的活动区搅拌器的充盈率一般在450／o---65％之间，每种机型均有确定的设计值。目前基本有两种设计原则，一种为少装快拌，其充盈率在50％左右，拌和时间30s左右；另一种为多装慢拌，充盈率在60％左右，拌和时间为40s左右。由此可见搅拌器的拌和时间与充盈率之间有内在的联系，不可随意确定。不同的充盈率对搅拌效果的影响见图3．7【341所示，由图可见充盈率在45％时、拌和时间25s与充盈率在62％时、拌和时间为41s的效果相当。不同的拌和时间对搅拌均匀性的影响见图3．8所示，由图中可见拌和时间越长，拌和均匀性越好。但不可过长，拌和时间太长不仅会严重影响设备产量而且造成混合料质量下降27n第三章混合料材料的均匀性及j￡控制很大。因为混合料在搅拌器中的拌和过程，就是在高温下沥青薄膜与氧气充分接触的过程，即老化过程。拌和时间对沥青针入度的影响见图3．9所示。通常拌和时间最长不超过90s。由此可见拌和器运行参数的确定和调整关系到混合料的质量和均匀性【291。若G薯5屠‘毒·一竞盈宰蠊悴和lt司2∞·一克盈釉摊捭和时明●l’平：±砒t．的名#准傅墓玑Ial平捌叫队‘盯#摧嗣IE乱199r—j一‘5‘7戗■序发菱嚣-，^和时间‘籼平均萱¨．●加标堆儡釜队LOB9捧和时翮I-平坶僵4．暑17标志儡夸鼬．L99·舟翱时佣胁平均饥OL[学准傅签仉刎lj4567l口lO试盐序诫图3．7不同充盈率对搅拌效果的影响图3．8不同拌合时间对搅拌均匀性的影响^9西8譬·k■卜．神翮|寸同，I图3．9拌和时间对沥青针入度的影响3．2．4搅拌设备结构参数改进搅拌设备的结构形状，参数等对材料的均质性影响很大【18】【261，如有些搅拌设备冷料给料机出料口、热料仓、成品料仓的设计不合理，存在着产生离析的隐患。在设计冷料口时应将下料口设计成如图3．10【16J所示斜开口，使材料均匀供料且阻力稳定，不会造成供料大幅变动。弹订删前潮蝌愿、一。．；．F窘力图3．10冷料给料机的出料口由于热料仓中1号仓容量最大，在筛分过程中细粉料会最先落下，沉积在仓壁上，并滞留于此处，如图3．11所示，待仓中集料减少到一定程度，会突然下落，形成细料的n长安大学硕士学位论文离析混合料，为了避免这种现象，应在仓壁设置隔板见图3．12，使进入l号仓的细粉料均匀的与其它材料混合，减小离析的发生。很多成品料仓在贮存混合料时，会出现在锥部附近产生明显的离析，为了解决该问题应在本仓中设置导料装置如图3．13所示【17】，使混合料贮料和卸料时，尽量减小离析，或设置旋转卸料槽，或过渡卸料斗解决贮料离析问题。．昭，，抖缸藏少膏折图3．11普通料仓结构图图3．12仓壁设置隔板示意图3．3摊铺设备与材料作用特性搅拌设备生产出合格的、均匀的混合料后，对混合料。l均匀的不离析摊铺是控制混合料质量的重要环节。在摊铺lIl之前混合料的卸料与运输也应值得研究。l◆I／＼I在贮料仓向卡车卸料时为了避免离析，卡车不应该停I／／＼＼l在贮料仓下静止装料，应采用移动卸料的方式分三到五次l／＼l＼／／J按顺序号卸料，如图3．14所示。第一次装料靠近卡车前＼、。，f／＼l／端，第二次装料靠近卡车后端，第三次装料在中间，第四＼◆／次靠近前端，第五次靠近后端，这样可以减小卡车中材料的离析。图3．13导料装置示意图图3．14运输车的装料顺序示意图●29n为了解决摊铺过程中的离析问题应采取以下措施【3q：(1)在卡车将混合料倒入摊铺机的受料斗时，应大批量卸入，避免混合料零星滚入料斗。(2)两辆卡车卸料之间应尽量缩短时间，摊铺机料斗中混合料较多时．便可将卡车上的料倒入摊铺机受料斗。(3)避免料斗侧壁的粗料滚入刮板输送器输入螺旋分料器；(4)应及时收起料斗侧壁，并及时释放以避免出现中央凹谷导致粗料集中；(5)螺旋分料器应连续稳定的转动，不要时快时慢，造成中间缺料产生离析带；(6)要在螺旋分料室建立合适的稳定的均匀的料位，避免粗粒料滚动产生离析，特别是分料器外侧缺料时铺层外侧会产生粗料离析带；(7)螺旋分料器的高度应与材料的粒料相协调，否则会出现明显的离析；(8)螺旋室的宽度应大于14xD+100mm(D为混合料最大粒径)；(9)熨平板在宽度大于6m时，应采用加强杆防止其变形。∞摊铺机尽可能连续均匀摊铺，使摊铺产量与搅拌设备产量相协调。OD一台摊铺机摊铺宽度不应大于7m；当路面宽度大于7m时采用二台梯形摊铺；凹摊铺机的螺旋支承应有合理的形状，不能阻碍混合料通过：∞对一些摊铺机，螺旋分料器的特殊部位有专用叶片，不能漏装；呻在摊铺厚度较大时，螺旋室前档板应适应放低，减小上、下离析；∞前档板和分料器安装应有足够的长度，不可过短影响材料输送。如果能严格按照以上措施施工，离析就可以大大的减少或消除。如图3．15所示，就是在旅工过程中采取上述措施，消除了原有的离析。圈3．15控制后的路面施工效果n长安大学硕十学位论文第四章混合料温度的均匀性及其控制混合料的温度离析是一个非常严重而又很隐蔽，容易被人忽视的问题。资料表明，在严重温度离析时，路面的设计寿命可能减半，温度离析对路面的影响可能不会很快显现出来，也并不像材料离析那样明显的分辨出来，随着通车时间的增长，路面出现如松散、剥落、坑槽等病害就说明了温度离析的严重性。研究表明热拌沥青混合料施工过程中温度的大幅变化是导致路面破坏的潜在原因。温度差异从沥青混合料的拌和就已经开始，直到运输和摊铺的整个过程。因此如何预防和控制温度离析是目前提高公路施工质量急需解决的问题。4．1搅拌设备出料温度控制搅拌设备的温控系统是一个闭环系统，但是由于滚筒存在着很大的机械惯性，传感器存在着很大的热惯性，导致了出料温度稳定性波动较大【36】。有些设备由于设计和使用不当出料温度变化范围在4-15℃以上，给后续施工制造了一个很大的麻烦，埋下了路面早期损坏的隐患。在对搅拌设备进行出料温度控制时，应就以下方面着手。一、提高温度自控系统精度热料出料温控系统的控温精度是首先需要解决的问题，这个系统包括两个方面：一个是硬件，另一个是软件，而这两部分都有较为特殊的要求。硬件部分，应设置一个比例调节的燃烧器，而且供油调节比尽量大一些(一般>l：4)，比例调节燃烧器可以根据温度变化对供油量进行成比例的调节，以保证出料温度不会有大的波动。而有些厂家的搅拌设备配套两段式燃烧器，即只有大火和小火，当出料温度高时用小火，出料温度低时用大火，造成出料温度波动十分剧烈。有些搅拌设备即使采用比例式燃烧器，由于调节范围很小，在原材料含水量发生变化，或产量产生变化时，燃烧器的调节已进入死区，无法对温度进行有效控制。这种现象在工地屡见不鲜，某些设备在某段时间，出料温度居高不下，而某段时间，出料温度又很低。其次应配置一个灵敏度高的温度传感器，目前很多设备采用的热电隅式温度传感器热滞后太大，当矿料温度从30"C环境温度以上升到160℃出料温度时，其反映速度可以滞后3rain～6min如图4．1，当传感器温度到达160"C时，料温已经高达200℃，这给自动控制系统软件的编制带来很大的困难，造成混合料出料温度的大幅波动，而且难以控制。因此需要采用灵敏度高的结构或传感器形式。在这里还要提出对温度传感器的标定，由于系统设计和线路或者传感器自身的原因，当用31n蔓璺空堡鱼垫垫塞塑些生丝墨些丝型传感器、导线、仪表组成系统时一个重要工作是进行标定，特别是红外温度传感系统，影响因素很多，如材料种类(不同的材料其发射率不同)，灰尘的影响、水蒸气的影响等等。某工地其温度表显示96℃时出料温度161"C，产生了很大的偏差。在标定时应采用实物的方法进行。第二个因素是软件的编制，由于烘干筒和温度传感器存在很大的机械和温度惯性，给在线时实控制造成许多困难，采用趋势预测t多点传感的负反馈控制系统较为合理，在采取以上措掩之后出料温度可控制在“℃以内。图^1干燥攘筒结果示意图1一冷料：2一滚简：3-燃烧器；4一温度传甚器；5-热料二、原材料的影响由于烘干加热系统存在很大的热惯性和机械惯性，因此原材料中的古水率变化和供料量的波动对控温系统影响很大。由于冷料需在滚筒中停留3min．．-4min才能到达出口温度传感器部位，如图42所示。并且温度传感器自身温度滞后，控制系统并未设置冷料吉水量测定装置，不能预知原材料中含水量的变化情况，冷料含水量的大幅度变化对出料温度影响十分严重。经测定当冷料含水量变化范围在20／r7％时，一些设备出抖温度波动达±18℃。当然搅拌设备产量的突然变化对出料温度也有很大影响。因此对原材料特别是细集料应采取防雨措施，如图4．2所示，并保持搅拌设备工作稳定。出料温度试验及分析图42细集料的防雨棚n长安大学碗士学位论文在对搅拌设各的控制系统进行很好的配置后，通过对原材料的管理和搅拌设备的合理使用，混合料的出料温度相当稳定。如图4．3、表4．I中所示，A点为状态较差的设备出料温度变动情况，其温度波动统计特征值见表42，变异系数达到3．96％：B点为经过认真调整，合理使用的搅拌设备出料温度变动情况，其温度波动的变异系数为1．23％，一般而言，当变异系数<1．6％时，混合料出料温度较为稳定。翱．1出科温度序号23456A℃1681701751611581631741771∞171B℃155152148151154序号1213141516181920^℃172l∞169157167159B℃152150149146152153151180175170《165d1601551502345789101112131415161718lg20距目图4．3出科温度变化图表4．2温度被动的统计特征值位置平均值CC)标准差(℃)变异系数㈤变化范围(℃)备注A668396B1_85统计特征值：A：均值；i。=168．9℃设定值：x。=170℃标准差tS。=6．68"C9慨置信度下的变化范围zI=157℃-183"CB：均值：i。=150．7℃33n第口章揭☆料温度的均匀性及茸控制设定值：X。=150O℃标准差：S。=205℃90％置信度下的变化范围：Z、-1467+C-1547"C4．2运料、摊铺温度控制在混合料卸入料车之后，由于卡车四周和顶部散热较快，温降较大，卡车卸料时可能出现两种情况。一种是沿料车两侧温度低的混合料被挤向摊铺机受料斗两侧，当卸完料后受料斗中央料位较低时，两侧冷料进入螺旋分料室：第二种情况是卡车刚刚卸料时表层冷料被最先输入螺旋分料室，从而产生在摊铺层上温度的离析，这种现象用红外摄像仪很容易发现【7llq。实际上卡车的料温变化与运距覆盖情况，和环境条件如气温、风速等关系很大。对于近距离运输当运距,'J,15km～25krn时，气温>20℃，风速小于3级，在对运料车进行合理的覆盖后，温度离析并不十分明显，如图禾5和4．6所示【川，当在螺旋分料室中建立适合的料位之后，经过螺旋分料器的分料混合后，摊铺层的温度变化小于IO'C，离析有所减轻⋯。当然最好的保温措施是将卡车的上部与四周都用较厚的保温材料覆盖。图4．4螺旋分料室中的温度nk安夫学顶±学位论文位黄spolsp02sp03sD04sp05sp06温度(℃)18l183图4．s运料车中的温度j||||—●■■■■■■■■／／“二、、、一一-、一。。7位置spolsp02sp03sp04温度n第四章捏台抖温度∞均目性艘#控制图4．7转运车的变节距螺旋搅拌器转运车的变节距螺旋能有效的改善混合料的温度离析mIm】口1。采用转运车后可以使混合料经过二次搅拌，连续的、稳定的送入摊铺机。在进行摊铺作业时为了避免温度离析，应保持连续摊铺不要时停时走．时快时慢，特别是不应长时间停车待料。摊铺宽度每台车不应大于7m，当采用两台摊铺机梯形摊铺时，在不影响相互之间工作时，最好采用⋯0’距离摊铺．以减小温度差异。表4．3、4．4、4．5分别为摊铺宽度为6．5n痢12m时压实度的检测结果及统计特征值，平整度的检测结果及统计特征值。实验中，沿摊铺方向取样，间隙为100m口61。由以上检测结果可知．两台6．5m摊铺机梯形摊铺和一台12m摊铺机宽幅摊铺相比，由于螺旋分料器的材料离析和温度离析较小，摊铺后的压实度和平整度及其均匀性都有所提高。丧"压实度检嗣结果(％)序号摊铺宽度(m)6896598498．197．998I1295．5100597．899．096l表4A压实度检涮结果统计特征值l摊铺宽度(m)平均值标准值变异系数95％置信度变化范围＆5983m62983±1．2129781．601．7097．牡3．2表^s平整度检涌结果(ram)序号摊铺宽度(m)126506007lO62068082l0009lO821_21066052n长安大学硕士学位论文表4．6平整度检测结果统计特征值摊铺宽度(m)平均值标准值变异系数95％置信度变化范围6．50．66O．1015．20．65-士-0．20120．8lO．1924．10．81士O．38用红外摄像仪分别取了卡车内沥青混合料及未采用和采用转运车后的路面温度分布情况，部分结果见表4．7、4．8。检测结果表明，有转运车时摊铺送料带温度均匀、稳定，基本消除了温度离析现象；没有转运车时摊铺机的摊铺送料带温度差异非常大、不均匀，随时间温度呈周期性起伏，波动幅度甚至达到30℃左右。表4．7摊铺表面温度(有转运车，℃)施工时间11：3211：33ll：34ll：35ll：36ll：3711：3811：39ll：40ll：41ll：420．5m132137143145143142145146147检1．3m139142144145144145146147测位置2．1m131136139148146145147142144；：1483．Om139137140143144142141143144工作时间U：4311：4411：451l：4611：4711：4811：491l：501I：5111：521l：530．5m14114314214114l142143检1．3m143142143142143142140141测位置2．1m1451431421431421431441431423．Om143142141140141140142141139140139表4．8摊铺表面温度(没有转运车，℃)施工温度9：269：279：289：299：309：319：329：339：349：359：360．5m14414814614514714414514414l135检1．3m139146143142146136146138140126112测位置2．1m1431451361381351421441451441361193．Om135145134138137135138137143135136不使用转运车时，在沥青混合料的装卸、运输、摊铺过程中，存在着明显的离析现象，沿摊铺机两侧的一定宽度范围内，粗集料相对较多，表面粗糙，内部缝隙较大；而靠摊铺机中部的区域，细集料相对较多，路表构造深度小，路面结构内部密实，渗水性小。分析相关检测结果，最大级配差为19．88％；构造深度平均值为0．8598n衄n，标准差为37n第四章混合料温度的均匀性及其控制0．2238mm；．渗水系数的标准差为55．81ml／min。采用转运车后，由于转运车对送料卡车卸下的有一定程度配离析的混合料进行了第二次拌和，明显改善了混合料骨料的离析，从而使得铺筑的沥青路面的材料离析程度也明显减轻。分析相关检测结果，这时最大的级配极差为6．85％；构造深度平均值为0．6478衄，标准差为0．0571m；渗水系数的标准差为3．21ml／min。采用转运车摊铺的均匀性提高了3．92倍，深水系数的均匀性提高了17．39倍。可见，采用沥青混合料转运车施工，不仅改善了混合料的温度离析，而且改善了混合料的材料不均匀现象。由于沥青混合料的温度和材料均匀、稳定，为碾压工作提高了便利，使沥青路面的质量得到了较好的保证。n长安大学硕上学位论文第五章路面的碾压质量控制5．1碾压的原则与要求SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好，摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应以2一-4km／h的速度进行均匀的碾压，碾压按初压、复压、终压三阶段进行，终压温度一般控制在110℃---130"C(实际施工时的温度范围)，终压时不得振动。在碾压过程中，可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水(经测定，SMA路面构造深度在0．9---1．25衄之间)。SMA的碾压与普通沥青混凝土碾压相比，有以下几点值得注意【50】【51】【58】：l、为了防止混合料粘轮，可在钢轮表面均匀洒水使其保持潮湿，水中掺少量的清洗剂或其它适当的材料。但要防止过量洒水引起混合料温度的骤降。2、压路机碾压时相邻碾压带应重叠1／3-、,1／4轮宽，碾压工作面长度30-、-50m。碾压应均衡地进行，倒退时关闭振动，方向要渐渐地改变，不许拧着弯行走，一般可采用欧式碾压，对每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压；消除碾压接头轮迹。压路机不允许在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置、突然刹车或停机休息；其他机械化不能在未冷却结硬的路面上停留。原则上所有机械，尤其是压路机从开始碾压进入角色后便不能停机，直至该段路面施工结束，否则容易产生局部波浪。碾压应纵向进行，并由摊铺路幅的低边向高边低速行进碾压，相邻碾压重叠至少50cm：初压时始终让从动轮在后，避免由于温度高轮前易留下波浪，影响平整度：终压用光轮压路机以消除轮迹。本工程采用双驱双振INGERSOLLRAND压路机，既可保证碾压后不存在波浪，又能消除轮迹。在桥梁、涵洞和通道等构造物的接头处，以及匝道、港湾或紧急停车带等摊铺机和压路机难以正常操作的部位，要辅以小型机械或人工操作快速进行，保证其施工温度。特别是上面层施工中，对这些地方必须特别小心在意，否则会破坏平线石或影响整体美观。3、SMA面层一旦达到足够的密度后，碾压即应停止，过度碾压可能导致沥青玛蹄脂结合料被挤压到路表面，影响构造深度。工作中应密切注意路表情况，防止过度碾压。4、由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。39n第五章SMA路面的碾胝质量控制5、接缝处理接缝是影响平整度的一个重要因素。应尽量减少接缝，特别是纵向接缝，应保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝，尽量做到一天只有一个接缝。改性沥青及SMA路面横向接缝的处理，对平整度影响很大。接缝跳车现象仍然是改性沥青及SMA路面的薄弱环节。改性沥青及SMA路面接缝处理要比普通沥青混合料难一些，由于冷却后的SMA混合料非常坚硬，应想方设法防止出现冷接缝处理。为提高平整度，一般采用切割成垂直面的方法，可在改性沥青及SMA路面完工后，稍停一停，在其尚未冷却之前，就切割好。具体做法为：将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端都，伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除废料，并用水将接缝处冲洗干净；在下一次施工搭机前，涂刷粘层油，即可接下去铺筑混合料。5．2碾压质量控制为了确保压路机性能良好和选用，本工程委托西安筑路机械检测中心对进场压路机进行了性能检测与调整。表5．1和表5．2分别给出了英格索兰和同类型某企业生产的压路机振动轮振动参数沿横向不同位置处的检测结果。表5．1英格索兰压路机振动参数检测结果测点位置振动频率(Hz)加速度有效值(m／s2)振幅(衄)149．824．40．35249．824．70．36349．825．O0．36449．825．1O-36549．826．2O．38649．825．40．37749．826-3O．38849．826．4O．38均值49．825．40．37n长安大学硕士学位论文表5．2同类型的某企业生产的压路机振动参数检测结果测点位置振动频率(Hz)加速度有效值(m／s2)振幅(衄)153．224．10．3l253．221．90．28353．220．60．26453．219．6O．25·553．216．3O．2l653．214．50．18均值53．219．50．25根据检测结果，某企业生产的压路机由于沿振动轮横向不同位置处的振动参数均匀性差，只允许用在下面层施工，中、上面层施工采用英格索兰双钢轮压路机，保证了路面压实的均匀性。沥青混凝土面层的碾压通常分为三个阶段进行，即初压、复压和终压【5011511【541。l、初压。第一阶段初压习惯上常称作稳压阶段。由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实，而且刚摊铺成的混合料的温度较高(常在140℃左右)，因此只要用较小的压实就可以达到较好的稳定压实效果。通常用6---，8t的双轮振动压路机以2km／h左右速度进行碾压2--．3遍。压路机驱动轮在前静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶进行振动碾压。也可以用组合式钢轮一轮胎(四个等间距的宽轮胎)压路机(钢轮接近摊铺机)进行初压。前进时静压匀速碾压，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并振动碾压。2、复压。第二阶段复压是主要压实阶段。在此阶段至少要达到规定的压实度，因此，复压应该在较高温度下并紧跟在初压后面进行。复压期间的温度不应低于100"-"110℃，通常用双轮振动压路机(用振动压实)或重型静力双轮压路机同进先后进行碾压，也可以用组合式钢一轮胎压路机进行碾压。碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定，通常不少于4遍，碾压方式与初压相同。3、终压。第三阶段终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整，因此，沥青混合料也需要有较高的温度。终压常使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青面层施工规范中规定的90℃，应尽可能在较高温度下结束终压。41n第五章SMA路面的碾觚质量控制在施工现场，组织得好的碾压应是初压、复压和终压的压路机各在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。当然，实际碾压过程中压路机会超过复压与初压和终压复压的分界线，为使压路机驾驶员容易辨明自己应该碾压的路段，可用彩旗或其他标记物放在初压与复压和复压与终压的分界线上，并根据沥青混合料的温度和碾压遍数移动这些标记物，指挥驾驶员及时进入下一小段进行碾压。表5．3中列出了SMA沥青路面压实机械组合及选用参数。表5．3路面压实机械组合及参数控制压实流程机型碾压遍数碾压速度(km／h)备注初压DDll022～2．5不振动DDllO24—4．5振动复压YLl6／202耷v5终压DDllO24～5不振动4、为保证各阶段的碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行，碾压作业应按下述规则进行：由下而上(沿纵坡和横坡)，先静压后振动碾压；初压和终压使用双轮压路机，初压可使用组合式钢轮一轮胎压路机，复压使用振动压路机和轮胎压路机；碾压时驱动轮在前，从动轮在后，后退时沿前进碾压的轮迹行驶；压路机的碾压作业长度应与摊铺机的摊铺速度相平衡，随摊铺机向前推进；压路机折回时不要在同一断面上，而是呈阶梯形；当天碾压完成尚未冷却的沥青混凝土层面上不应停放一切施工设备(包括临时停放压路机)，以免产生形变；压实成型的沥青面层完全冷却后才能开放交通【561。5、横向接缝的碾压。横向接缝的碾压是工序中重要一环。碾压时，应先用双轮压路机进行横向(即垂直于路面中心线)碾压，需要时，摊铺层的外侧应放置供压路机行驶的垫木。碾压时压路机应主要位于已压实的混合料层上，伸入新铺混合料的宽度不超过20cm。接着每碾压一遍向新铺混合料移动约20cm，直到压路机全部在新铺面层上碾压为止。然后进行正常的纵向碾压。在相邻摊铺层已经成型必须施做冷纵向接缝时，可先用钢轮压路机沿纵向碾压一遍，在新铺层上的碾压宽度为15"-'20cm，然后再沿横向接缝进行横向碾压，横向碾压结束后进行正常的纵向碾压。6、纵向接缝的碾压。纵向接缝的碾压，压路机先在已压实路面上行走，同时碾压新铺混合料10"-'15cm，然后碾压新铺混合料，同时跨过已压实路面10"-"15cm，将接缝碾压密实。42n长安大学硕上学位论文5．3接缝处理5．3．1纵向接缝两条摊铺带相接处，必须有一部分搭接，才能保证该处与其他部分具有相同的厚度。搭接的宽度应前后一致。搭接施工有冷接法和热接法两种。冷接法施工是指新摊铺层与经过压实后的已铺层进行搭接。半幅施工不能采用热接缝时宜加设档板或采用切刀切齐，铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青，摊铺时应重叠在已铺层5一-"lOcm，摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走，然后进行碾压。应注意新摊铺带必须与前一条摊铺带的松铺厚度要同。热接法施工一般是在使用两台以上摊铺机梯队作业时采用的。此时两条毗邻摊铺带的混合料都还处于压实前的热状态，所以纵向接茬易于处理，且连接强度较好。施工时应将已铺混合料部分留下lO--一20em宽暂不碾压，作为后摊铺部分的高程基准面，待后摊铺部分完成后一起跨缝碾压。不管采用冷接法或热接法，摊铺带的边缘都必须齐整，这就要求机械在直线上或弯道上行驶始终保持正确位置。为此，可沿摊铺带一侧敷设一根导向线，并在机械上安置一根带链条的悬杆，驾驶员只要注视所悬链条对准导向线行驶即可。5．3．2横向接缝相邻两幅及上下层的横向接缝均应错位lm以上。横向接缝有斜接缝和平接缝两种。高速公路、一级公路的中、下层的横向接缝可采用斜接缝，在上面层应采用垂直的平接缝，其他等级公路的各层均可采用斜接缝。铺筑接缝时，可以在已压实部分上面铺一些热混合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。斜接缝的搭接长度与层厚有关，一般为0．4"--,0．8m。搭接处应清扫干净并洒粘层油。当搭接处混合料中的粗集料颗粒超过压实层厚时应予剔除，并补上细料。斜接缝应充分压实并搭接平整。平接缝应做到紧密粘结、充分压实、连接平顺，施工可采用下列方法：(1)在施工结束时，摊铺机在接近端部前约lm处将熨平板稍抬起驶离现场，用人工将端部混合料铲齐后再予碾压，然后用3m直尺检查平整度，趁混合料尚未冷透时垂直刨除端部层厚不足的部分，使下次施工时直角连接。(2)在预定的摊铺段的未端先撒一薄层砂带，摊铺混合料后摊铺层上挖一道缝隙，43n第五章SMA路面的碾K质量控制缝隙位于撒砂的交界处，在缝中嵌入一块与压实层厚等厚的木板或型钢，待压实后铲除撒砂的部分，扫尽砂子，撤去木板或型钢，在端部洒粘层沥青接着摊铺。(3)在预定的摊铺段末端先铺上一层麻袋或牛皮纸，摊铺碾压成斜坡，下次施工时将铺麻袋或牛皮纸的部分用人工刨除，在端部沾层沥青接着摊铺。(4)在预定摊铺段的末端先撒一薄层砂带，再摊铺混合料，待混合料稍冷却后用切割机将撒砂的部分切割整齐后取走，再用干拖布吸走多余的冷却水，待完全干燥后在端部洒粘层沥青接着摊铺，不得在接头有水或潮湿的情况下铺混合料。(5)对于横向接缝，应在接缝处继续摊铺混合料前，用3m直尺检查已铺路面端部平整度，不符合要求时应予清除。在摊铺新混合料时应调整好预留高度，接缝处摊铺旋工结束后再用3m直尺检查平整度，当有不符合要求者应趁混合料尚未冷却时立即处理，以保证横向接缝处的路面平整度。n长安大学硕士学位论文主要研究结论结论与建议论文针对目前高速公路建设中出现的路面早期损坏问题，以沈大高速改扩建工程为依托，以建设长寿命的道路为目标，将道路材料与施工机械、施工工艺相结合，探讨SMA沥青混合料路面施工过程中质量控制的措施。论文的主要研究结论是：l、热沥青混合料有两个重要的特性，组分的均匀性及其含量的准确性，以及对温度的依赖性和敏感性。因此，热沥青混合料是一种在材质和组成上及易受外界影响而变得温度不均匀的材料，这就导致施工过程中容易出现材料离析和温度离析现象。2、我国公路建设中出现的路面早期损坏现象有两个特征，一是早期性，在路面使用期内过早出现，另一个是局部性，出现在道路的某些局部地方。热沥青混合料在生产、铺筑过程中出现的不均匀性是造成这种后果的重要而直接的原因之一。3、SMA混合料具有优良的路用性能。它对粗集料、细集料、矿粉、改性沥青、纤维等组成材料和集料级配都有严格的要求，混合料的稳定度、流值和空隙率等技术指标也都应该符合要求。4、为保证混合料材料的均匀性，应主要采取以下措施：进场的原材料性状必须符合规定，对进出材料要合理堆放，尽量减小因规格料最大与最小粒料的差距。对搅拌设备称量系统应定期标定，计量精度应符合国标要求；要合理选择振动筛的筛网尺寸，提高筛分效率；搅拌器转速、充盈率和搅拌时间等参数间的关系应合理设置，要在保证搅拌质量的条件下提高生产率；冷料给料机出料口性状、热料仓结构、成品料仓等结构的设计都应考虑对材料均质性的影响。卡车应移动装料，以减小卡车中材料的离析。对摊铺过程中的离析，也应采取相应的结构措施，或梯形摊铺等工艺。5、温度变异的产生从沥青混合料拌和开始，直到运输和摊铺的整个过程。应采取以下措施：提高搅拌设备温度控制精度：原材料特别是细集料应采取防雨措施，防止其含水率的波动；冷料供料量应稳定；对出料温度进行监控；运料卡车四周要覆盖；摊铺机粉料室中应建立适当的料位。同时，对于远距离运输的混合料最好采用混合料二次拌和运输设备——转运车，对宽幅摊铺采用二台摊铺机梯形摊铺。施工效果表明，采用转运车不仅可减小温度离析，还可减小出料离析；采用梯形摊铺后路面的压实度和平整度及其均匀性都有所提高。45n结论及建议6、SMA混合料的碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则，按初压、复压、终压三阶段完成。对进场压路机现场检测后合理的选用与使用，使压路机在中、上面层碾压过程中振幅均匀、换向平顺，保证了碾压路面的均匀性。实践证明，高质量的沥青混合料和性能完好的机械设备以及严密、完善的施工工艺可保证高速公路成型路面的质量，在本文中提出的SMA沥青混合料路面施工过程中质量控制的措施达到了预期的效果。建议1、对不同类型的路面材料，继续进行施工过程质量控制的研究，完善和细化本文提出的路面施工中质量控制的各项措施。2、对建成路面的路用性能进行跟踪，继续总结经验和教训，完善和细化本文提出的路面施工中质量控制的措施，为施工的科学化提供依据。n长安人学硕士学位论文参考文献[1]严家假．道路建筑材料[M]．北京：人民交通出版社2001．7[2]沈金安．沥青及沥青混合料路用性能[M]．北京：人民交通出版社，2001．1[3]李晏，范智杰．沥青砼路面施工质量控制探讨[J]．重庆交通学院学报，2004．12，V01．23[4]沙庆林．沥青路面[M]．北京：人民交通出版社，1984．12[5]程泽梅．沥青混凝土面层施工中的质量控制[J]．山西建筑，2004．1，V01．30．No．2[6]孙平．浅谈沥青混凝土路面施工控制及铺筑中常见病害[[J]．辽宁交通科技，2003．6[7]J．DonBrock，HerbJakob．温度离析／温度差异．技术文件T-134[8]J．DonBrock，PHD．P．E，JamesG．May，GregRenegar．离析的原因与补救技术，文件T-117C[9]沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[[M]．北京：人民交通出版社2001．3[10]苏斌．机械原因造成的沥青路面骨料离析及解决方法[J]筑路机械与施工机械化2003．3[11]沈金安．关于沥青混合料的均匀性和离析问题[J]．公路交通科技，2001．12[12]贾渝．高性能沥青路面Superpaver技术实用手册[S]．南京：江苏交通科学研究院，2005．2[13]黄晓明，吴少鹏，赵永利．沥青与沥青混合料[M]．南京：东南大学出版社，2002．7[14]中南矿冶学院选矿教研组，东北工学院选矿教研组合编．破碎筛分[M]．北京：中国工业出版社，1962．4[15]《破碎粉磨机械》编写组．破碎粉磨机机械[M]．北京：机械工业出版社，1978．8[16]孙祖望．热拌沥青混合料在施工过程中不均匀性及其质量控制[J]．建筑机械，2004．(7，9，10)[17]美国沥青学会热拌沥青混凝土路面施工原则[M]．北京：中国建筑工业出版社，11986．7[18]智玉莲，韩志强，庞怡．石料的破碎与筛分[M]．人民交通出版社，1991．647n参考文献[19]中华人民共和国国家标准．公路沥青路面施工技术规范(JTGF40—2004)[S]．中华人民共和国交通部发布，2004．9[20]沙庆林．观测实验资料的数学加工法[M]．北京：人民交通出版社，1988．4[21]何挺继，展朝勇．现代公路施工机械[M]．北京：人民交通出版社，1999．6[22]倪寿璋．筑路机械[M]．北京：人民交通出版社，1979．1[23]陈元基，仝建中，陈国兰．压实机械与路面机械设计[M]．北京：机械工业出版社，1985[24]闻邦椿，刘凤翘，刘杰．振动筛、振动给料机、振动输送机的设计与调试[M]．化学工业出版社，1989．2[25]闻邦椿，等．振动机械的理论与动态设计方法[M]．北京：机械工业出版社，2001．1l[26]张登良，许永明．沥青路面工艺[J]．北京：人民交通出版社，1983．5[27]吴永平，姚怀新．工程机械设计[M]．北京：人民交通出版社，2005．6[28]王卫中．双卧轴搅拌机工作装置的试验研究[D]．长安大学，2004．5[29]姚运仕．双叶片搅拌机参数优化及其试验研究[D]．长安大学．2004．3[30]刘洪海，等．沥青混合料拌和均匀性研究[J]．筑路机械与施工机械化，1999[31]赵坚，张新杰，等．浅谈沥青混合料生产中冷热仓供料应注意的问题[J]．黑龙江交通科技，V01．27，2004(3)：5[32]刘洪海，陈克鸿．沥青混合料取样样本容量的确定[J]．筑路机械与施工机械化，1998．2，V01．5[33]陈鹰，刘洪海．Superpave混合料的材料特征与施工控制技术[J]．建筑机械技术与管理，2003．5[34]廖卫东，刘洪海，等．strata应力吸收层的材料特征与施工控制技术[J]．公路，2005．5[35]Kandhat，PrithviS．(AuburnUniv)；Cross，StephenA．EffectofaggregategradationonmeasuredasphaRcontentTransportationResearchRecord，n1417，1993：21—28[36]Willoughby,KimA．(WashingtonStt．Dept．ofTransp．)；Uhlmeyer,JeffSMahoney，JoeP．；Anderson，KeithW．；Pierce，LindaM．Construction-RelatedVariabilityinPavementMatDensityduetoTemperatureDifferentialsTranspoaationResearchRecord，n1849，03．3535，2003：166．173n长安大学硕士学位论文[37]Chang，Chieh．Min(AlfredBeneschandCompany)；Baladi，GilbertY；Wolff,ThomasFDetectingsegregationinbituminouspavementsTransportationResearchRecord，n1813，02-2634，2002：77—86[38]Cross．S．A，M．R．Hainin，andA．Adu—Osei“EffectofSegregationonMixPropertiesofHotMixAsphalt”ReportNo．K-tian：KU一96—6．UniversityofKansasCenterforRe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