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山東茂隆新材料 2023-02-23 1934
說到瀝青,相信大家不陌生,它在各種工程項目建設(shè)發(fā)展中都經(jīng)常需要用到,比方說我們自己腳下的路就是瀝青路,那么瀝青混合料攤鋪過程的質(zhì)量管理控制系統(tǒng)應(yīng)該怎么做呢?讓我們一起來看看吧。
重點對瀝青混合料在生產(chǎn)過程中如何進行質(zhì)量控制進行分析和探討。本文首先分析了瀝青混合料攤鋪過程中材料變化如何產(chǎn)生人力,然后將瀝青混合料攤鋪過程的質(zhì)量控制分為料斗受料質(zhì)量控制和螺旋布料器布料質(zhì)量控制兩個環(huán)節(jié),分析研究了各個環(huán)節(jié)離析的產(chǎn)生以及解決離析的有效措施和方法。
瀝青混合料攤鋪是影響路面施工均勻性,進而影響路面成型質(zhì)量的重要控制環(huán)節(jié)。攤鋪工藝的合理化和攤鋪過程中的質(zhì)量控制是保證路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵,它直接影響成型路面的均勻性和耐久性。因此,在瀝青路面施工中應(yīng)對攤鋪過程進行有效的質(zhì)量控制,以減少材料離析,保證攤鋪質(zhì)量。
眾所周知,離析是路面潛在損壞的重要來源,也是路面早期損壞的重要誘因。目前,在瀝青路面的施工中,攤鋪設(shè)備、攤鋪工藝和攤鋪過程存在一些不合理之處,混合料攤鋪過程的許多環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)不同程度的離析,如果控制不好,會給路面埋下質(zhì)量和安全隱患。本文分析了瀝青混合料攤鋪的可變性,深入探討了在攤鋪的各個環(huán)節(jié)中減少離析的有效質(zhì)量控制方法和措施。
1、瀝青進行混合料攤鋪過程變異性研究分析
瀝青混合料攤鋪過程是指從運輸車卸料到攤鋪機再到攤鋪機熨平板振動成型的全過程。瀝青混合料在攤鋪過程中的變異性主要表現(xiàn)為混合料的離析,尤其是材料的離析和溫度的離析。物料離析的擁有屬性通常是粗細集料的分離,以及瀝青含量和空隙率的波動,而溫度離析的擁有屬性則是混合料不同部分的溫度差,當施加相同的壓實作用時,會產(chǎn)生不同的壓實程度和不同的空隙率。兩種離析均引起瀝青進行混合料的物理結(jié)構(gòu)特性和力學(xué)特性可以發(fā)生不均勻性變化,從而影響導(dǎo)致瀝青混合料的性能方面出現(xiàn)變異。
瀝青混合料在攤鋪過程中變化的影響因素主要有兩個:一是由于卡車的卸載,混合料發(fā)生分離,具體表現(xiàn)為從卡車卸到攤鋪機料斗中的大塊集料沿自然坡度繞料斗滾動,產(chǎn)生物料分離;料斗邊緣與大氣直接接觸,溫度較低,導(dǎo)致料斗壁附近混合料的溫度損失相對較大,產(chǎn)生溫度離析。其二,攤鋪過程中攤鋪機操作不當產(chǎn)生離析,具體表現(xiàn)為前后料車卸料銜接不好或料斗側(cè)板翻起次數(shù)過多,引起粗、細集料分離,導(dǎo)致材料離析;螺旋布料器運轉(zhuǎn)不連續(xù),導(dǎo)致混合料粗、細集料的橫向和豎向材料離析和橫向溫度離析;分料螺旋旋轉(zhuǎn)過快,造成粗集料慣性離析;攤鋪不連續(xù),攤鋪速度變化頻繁,導(dǎo)致混合料材料離析等。離析使得實際級配曲線與理論級配曲線有一定的偏差,極大地降低了混合料的路用性能,從而為路面早期病害埋下隱患。
2、攤鋪機料斗受料質(zhì)量控制
當卡車從攤鋪機的料斗中卸料時,由于混合料的粗顆粒四處滾動而造成的材料離析對于較粗類型的混合料來說更加明顯。對于下面層AC-25型混合料,在施工質(zhì)量檢驗中,經(jīng)常檢測出存在周期性的離析滲水區(qū)(一般每攤鋪一車料會出現(xiàn)這樣一個產(chǎn)生離析區(qū))就是一種有力的例證。
攤鋪機料斗受料質(zhì)量管理控制應(yīng)確保從料車卸下的混合料級配穩(wěn)定,質(zhì)量進行均勻,質(zhì)量成本控制的關(guān)鍵是我們解決料車卸料工作過程中不斷出現(xiàn)的材料產(chǎn)生離析問題。解決漏斗離析是保證瀝青混合料攤鋪均勻性的第一步,主要采取以下兩項措施。
措施一是企業(yè)在運料車與攤鋪機料斗之間進行添加瀝青材料混合料轉(zhuǎn)運車。轉(zhuǎn)運車在攤鋪機上配有一個容量為15~18t的攤鋪機附加料斗,以接收轉(zhuǎn)運車輸送的混合料。附加料斗比攤鋪機受料斗窄,混合料在附加料斗中的碾壓范圍大大減小,可有效消除原攤鋪機進料口兩翼粗集料的堆積。同時,附加料斗可以作為攤鋪機的擴散載荷調(diào)節(jié)器,通過控制轉(zhuǎn)運車的轉(zhuǎn)速,使攤鋪機附加料斗內(nèi)的物料水平保持恒定,從而保證攤鋪機連續(xù)均勻載荷的穩(wěn)定擴散。同時,轉(zhuǎn)運車的混合倉可以將混合料進行兩次混合,解決了運輸過程中的溫度偏析問題。
二是改進攤鋪機料斗結(jié)構(gòu)。目前主要是在瀝青攤鋪機的料斗前增加一個翻板,用手動控制將混合料收集在刮板中間,解決部分物料離析的問題。攤鋪機料斗側(cè)板的改進主要通過標準操作進行。當料斗與攤鋪機連接并開始卸料時,將攤鋪機料斗側(cè)板縮小,以減少材料偏析。
3、攤鋪機螺旋布料質(zhì)量控制
攤鋪機螺旋布料過程的質(zhì)量控制是整個瀝青路面攤鋪過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。從控制攤鋪的橫向和縱向質(zhì)量入手,解決了影響攤鋪質(zhì)量的兩個關(guān)鍵問題:橫向離析和縱向離析。
3.1橫向離析的質(zhì)量控制
對于單臺攤鋪機攤鋪作業(yè)而言,造成攤鋪質(zhì)量不穩(wěn)定,出現(xiàn)攤鋪的橫向離析,主要是由于攤鋪機螺旋布料器本身結(jié)構(gòu)存在不足和攤鋪作業(yè)操作不當所引起,表現(xiàn)為在攤鋪機橫向布料過程中,左右螺旋結(jié)構(gòu)分動箱處會出現(xiàn)攤鋪的離析帶,螺旋布料器加長段懸臂端點處亦會形成離析帶,布料器兩側(cè)對料監(jiān)控位置不當引起布料器螺旋旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定(尤其是轉(zhuǎn)速過快)導(dǎo)致攤鋪機兩側(cè)形成離析帶;對于并機梯形攤鋪作業(yè)而言,主要是由于并機搭接部分處理不當而形成離析帶。
攤鋪機橫向離析質(zhì)量控制應(yīng)保證單臺攤鋪機質(zhì)量的穩(wěn)定,解決梯形攤鋪機的離析問題。
要保證單臺攤鋪機穩(wěn)定的攤鋪質(zhì)量,首先要改進攤鋪機螺旋布料器的結(jié)構(gòu)。有效做法是:在左、右螺旋傳動箱接頭處增加兩塊分料擋板,減少混合料布料時的滾動,從而有效減少攤鋪機中央離析帶;在螺旋懸臂端點處加反向螺旋裝置,對螺旋懸臂端點進行反向推動,降低懸臂端點處的離析現(xiàn)象;加大攤鋪機螺旋布料槽面積,減少由于混合料通道截面積不足導(dǎo)致分料阻力在懸臂點增大的現(xiàn)象,較好地解決布料中的橫向離析。其次,嚴格管理規(guī)范攤鋪機操作系統(tǒng)程序。為保證攤鋪機運行速度恒定,避免不必要的停頓,通過試鋪,確定攤鋪機兩側(cè)監(jiān)測設(shè)備對槽內(nèi)混合料的合理監(jiān)測位置,保證攤鋪機料位適中,螺旋轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,較好地解決了攤鋪機兩側(cè)側(cè)向偏析問題。
確保并機梯形攤鋪搭接部分的攤鋪質(zhì)量,主要從現(xiàn)在以下幾點問題進行教學(xué)質(zhì)量管理控制。首先,2臺或多臺攤鋪機前后呈梯形平行作業(yè),相鄰2臺攤鋪機前后應(yīng)相距5~10m,確保瀝青混合料在高溫狀態(tài)下相接;其次,應(yīng)根據(jù)攤鋪總寬度適當調(diào)整每臺攤鋪機的褽平板寬度,差異不宜太大,確保6~10cm搭接寬度,后一臺攤鋪機應(yīng)跨縫行走,及時褽平接縫;再者,要適當控制攤鋪機螺旋布料器料位,既要保證攤鋪用料,又不應(yīng)在熱接縫處形成堆料,從而確保接縫處的壓實度和平整度;最后,上下層縱向接縫不得重合,錯開量不少于50cm,表層接縫盡可能在路面劃標線位置。
3.2豎向離析的質(zhì)量控制
在瀝青混合料攤鋪過程中,混合料垂直離析是最常見的材料離析現(xiàn)象。混合料的粗顆粒隨著攤鋪過程向前滾動,導(dǎo)致同一斷面混合料分布不均勻,更多的粗顆粒聚集在攤鋪的瀝青層底部,導(dǎo)致壓實度降低,嚴重時底部會出現(xiàn)明顯的離析孔洞。表1是某工程瀝青磨損層壓實試驗數(shù)據(jù)的一部分。根據(jù)規(guī)范要求,瀝青路面攤鋪壓實度必須達到實驗室標準密度的97%,最大理論密度的92%。壓實度合格率僅為50% ,最大理論密度合格率僅為60% 。同時對該檢測路段磨耗層進行取芯,發(fā)現(xiàn)磨耗層底部大顆粒骨料較集中,填充細集料極少,孔洞較多,對芯樣從底部往上約10mm處(即大約最大粒徑骨料高度處)橫向切開,骨料分布較均勻,基本無孔洞,所以??梢钥闯?,井底壓實度僅在一定范圍內(nèi),造成井底壓實度不足的主要原因是井底分離。
進一步分析得知,造成瀝青攤鋪層底部出現(xiàn)離析孔洞的原因有兩個:一是粗集料的豎向跌落,即由于攤鋪機前擋板下端與地面之間有約180mm高差,混合料向前滑落時,粗集料翻滾提前跌落離析造成;二是粗集料的縱向集中,即混合料在料槽的輸送過程中,粗骨料向前擋板集中,并最終沿前擋板下落被提前鋪在攤鋪層底部造成。
為保證混合料的垂直攤鋪質(zhì)量,應(yīng)嚴格控制垂直攤鋪離析,即解決粗骨料垂直下落和垂直集中的問題。在這項研究中,攤鋪機前擋板改造增加了一個5毫米鋼板的前擋板下端和橡膠擋板的前擋板下端。這樣在攤鋪時從接近螺旋中心高處到前擋板下端形成三角形的積料,從而使前擋板處離析的粗骨料下落時被阻擋后經(jīng)過螺旋攪拌再次摻入混合料中,就較好地解決粗集料的豎向跌落和縱向集中的問題;另外,前擋板下端加裝的橡膠擋板阻擋了混合料向前滑落,進一步阻止了粗集料的豎向跌落造成的向前翻滾離析。
=現(xiàn)場檢測表明,對攤鋪機前擋板進行上述改裝后,有效地解決了瀝青攤鋪層底部離析孔洞的問題,攤鋪層底部粗細集料分布較均勻,同時,現(xiàn)場檢測的壓實度按規(guī)范要求進行控制均達到實驗室標準密度的97%和最大理論密度的92%以上,亦均合格。
此外,施工人員在攤鋪瀝青路面時,往往會放松對攤鋪機兩側(cè)攤鋪質(zhì)量控制的要求。為了方便人工取料,在攤鋪時螺旋布料器的末端通常不安裝前擋板,這也造成瀝青攤鋪層垂直下落,分離形成底部分離孔。為嚴格管理控制攤鋪質(zhì)量,螺旋布料器兩端前擋板之間不能因為缺少,實施時兩端前擋板設(shè)計可以比中間稍低(不宜低于一個螺旋發(fā)展中心思想高度),這樣亦解決了人工取料的問題。
瀝青路面攤鋪過程中的質(zhì)量控制主要是對料斗接料和螺旋布料器布料的質(zhì)量控制,主要解決接料和布料過程中的離析問題,保證瀝青混合料的攤鋪均勻性。
(1)解決受料過程的離析,其最有效管理措施是采用混合料轉(zhuǎn)運車,其次是對攤鋪機料斗結(jié)構(gòu)可以進行研究改進,后者目前我們只能自己解決這一部分主要材料離析問題。
(2)解決這些布料進行過程的離析,主要是通過解決布料設(shè)計過程中的橫向離析和豎向離析。解決橫向離析的有效措施主要涉及兩個方面:一是對攤鋪機螺旋布料器的結(jié)構(gòu)進行有效改進,主要解決攤鋪機中心和懸臂端部的離析區(qū);其次,嚴格規(guī)范攤鋪機操作程序,主要解決攤鋪速度不穩(wěn)定、布料器螺旋速度不穩(wěn)定造成的離析,以及平行梯形攤鋪重疊部分的離析。解決攤鋪機垂直離析(垂直落差和垂直濃度)的有效措施主要是對攤鋪機前擋板進行改造。
工程實踐證明,將上述措施應(yīng)用于瀝青路面攤鋪,將有效解決瀝青混合料攤鋪過程中的諸多離析問題,保證瀝青路面的施工質(zhì)量。
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