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连码的人民币:粒径基层!大粒径矿石沥青基层施工技术

连码三中三 www.co3zn.cn 导读:此文是一篇粒径基层论文范文,为你的毕业论文提供有价值的参考。

2D鼓泡床群体平衡模型(PBM)模拟粒径变化 视频 : 小粒径负离子 1、★零价铁粒径对硝酸盐污染处理的实验2、★压裂支撑剂粒径测量的新方法3、★小粒径作物种子气力式排种器适应性试验

耿东兴,韩家瑞

(通化公路工程有限公司,吉林 通化 134000)

摘 要:由于粒径大而难以压实,文章论述了大粒径沥青碎石试验路的施工实践,通过室内试验选定最优级配作为试验路的设计级配,介绍了防止LSM离析和保证压实的有效措施;并通过弯沉、回弹模量和钻芯试验的检测,得出大粒径沥青碎石基层的路用性能,为LSM的设计和施工提供了依据.

关键词:道路工程;大粒径;碎石沥青;基层施工;LSM设计级配;试件密度试验

中图分类号:U416      文献标识码:A      文章编号:1009-2374(2010)15-0129-04

根据国外经验,大粒径沥青混凝土具有较好的抗车辙能力,可以降低工程造价,可一次性摊铺较大的厚度,缩短路面施工工期等优点.为此,本文通过铺筑大粒径沥青混合料(LSM)实体工程,为LSM的设计和施工提供参考.

一、试验路的工程概况

该试验路段全长800m,原路面结构分为两段,其中K3+600~K4+000段400m为水泥混凝土路面,采用了为二灰稳定类基层;K4+000~K4+400段400m为沥青路面,同样为二灰稳定类基层.试验路的右幅是在拓宽的路基上新建,而左幅是原来的旧水泥混凝土路面和沥青路面上加铺而成.该改建工程的技术标准为:路基宽度:24m;计算行车速度:80km/h;交通量:2002年汽车交通量12237辆/日(标准中型车),交通量组成以重车为主.

为了深入研究大粒径柔性基层的性能,研究半刚性路面反射裂缝和旧水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝问题,将大粒径沥青混合料基层和大粒径级配碎石基层进行比较,同时在设计试验路的基层方案时,为作进一步对比验证,将它们同二灰砂砾土、二灰碎石、水泥粉煤灰砂砾土、水泥粉煤灰碎石、水泥稳定碎石等常用半刚性基层和底基层进行组合.整个试验路面层结构相同,具体为:上面层采用4cm厚的AC-13Ⅰ;下面层采用5cm厚的AC-20.试验路结构层具体的铺设方案见表1和表2:

半刚性底基层的类型和参数如下:

1.二灰碎石底基层:最大干密度为2.18g/cm3,最佳含水量是5.9%.

2.二灰砂砾土底基层:最大干密度为2.08g/cm3,最佳含水量是7.7%.

3.水泥粉煤灰砂砾土底基层:最大干密度为2.33g/cm3,最佳含水量是4.4%.

4.水泥粉煤灰碎石底基层:最大干密度为2.18g/cm3,最佳含水量是7.7%.

粒径分析仪:小粒径负离子高活性、高穿透力验证实验

5.水泥稳定碎石底基层:最大干密度为2.31g/cm3,最佳含水量是7.0%.

二、试验路大粒径沥青混合料基层设计

1.原材料.粗集料和细集料是石灰岩碎石,矿粉采用普通石灰石矿粉,采用重交AH-70#沥青,其性能均满足规范要求.

2.LSM的生产配合比.根据室内的LSM水稳定性试验、车辙试验、无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验和劈裂试验等选出最佳级配作为本试验路LSM基层的设计级配.根据集料的筛分和大马歇尔试验结果,试验路LSM的矿料筛分结果及设计级配和生产级配见表3,大粒径沥青混合料的最佳沥青含量是3.2%,设计空隙率为3.7%.

三、大粒径沥青混合料基层施工

根据大粒径沥青混合料目标配合比和生产配合比,进行大粒径沥青混合料试拌,LSM的拌制过程与普通沥青混合料的拌制过程基本相同,但由于LSM的矿料粒径较大、沥青用量较小、不易拌和均匀,不足以使矿料获得均匀一致的沥青裹覆层,所以LSM拌制时应适当延长拌和时间.

1.大粒径沥青混合料施工过程中的离析问题.大粒径沥青混合料的离析问题一直引起人们的关注.所谓离析是指沥青混合料中的粗集料与其它料分离开来,呈现出粗、细集料在某一部位局部集中的现象.在沥青混凝土路面施工过程中主要发现三种离析:随机离析(或称料窝离析)、纵向离析(或称边沿离析)、运输离析.

由于施工前进行了充分的准备和在施工过程中积极预防,试验路的LSM基层没有发生离析的现象.

2.大粒径沥青混合料施工过程中的压实问题.本试验路的LSM基层厚15cm,一次摊铺成型,所以大粒径沥青混合料需要高水平的压实效果.压实是确保大粒径沥青混合料的最终路用性能的一个重要因素,它既是压密的过程,也是增加集料嵌锁和内摩擦力及减少空隙率的过程.适当的碾压可以增加疲劳寿命,减少永久变形(车辙),减少老化,减少对水损害和低温开裂,如果压实度达不到要求,肯定会对路面的寿命造成损害.

大粒径沥青混合料的碾压温度以靠近表面的混合料温度来控制,摊铺温度控制在150℃~165℃,碾压温度控制在130℃~150℃,碾压终了温度控制在不低于90℃.虽然本试验路LSM摊铺层较厚,大粒径沥青混合料的碾压过程仍采用传统的HMA的压路机组合,LSM的碾压方式是先采用振动压路机初压,中间用胶轮压路机复压,最后用钢轮压路机静压完成终压.我们采用的碾压方式经取芯试件密实度试验检验,其压实度都大于95%,符合规范要求.在碾压完成后,只在靠近路缘石处发现有些粒径较大的矿料压裂,这可能是摊铺时不均匀造成的,其他部位碾压情况良好.

四、大粒径沥青混合料基层的检验

试验路大粒径沥青混合料基层施工完成后,对试验楼进行了检测,现场钻芯进行密度试验、抗压强度试验、抽提试验,并进行了下面层和上基层的弯沉测试,基层和下面层回弹模量试验和渗水试验.

1.大粒径沥青混合料基层钻芯试样试验.LSM基层钻芯试件密度试验测得试件的平均密度为2.487g/cm3,空隙率为4.8%,LSM基层压实度都不小于98%,具体结果见表4,表明了大粒径沥青混合料基层采用的压路机碾压方式是合理的,同时说明了大粒径沥青混合料具有较好的可压实性.LSM钻芯试件抗压强度试验测得平均抗压强度为4.39MPa,试验结果见表5,从试件切割断面可以看出LSM结构为骨架嵌挤-密实结构,所以其抗压强度远大于普通沥青混合料.大粒径沥青混合料抽提试验测得的沥青含量为3.1%,满足原设计LSM含油量3.2%±0.2%的要求;矿料的筛分试验结果与生产级配相差并不大,抽提试验结果见表6.

2.试验路回弹弯沉检验.试验路回弹弯沉检测采用5.4米贝克曼梁弯沉仪来评定试验路的结构整体强度.加载车采用东风BZZ-100,胎压为0.7MPa;弯沉检测频率是每10m测1处,分布检测了基层顶面、下面层顶面和面层弯沉,检测统计结果分别见表7、表8和表9:其中表7和表8为施工过程中对右幅下面层和左幅上基层主车道的弯沉检测统计结果;表9为试验路竣工后,整个路面(包括主车道和慢车道)的弯沉检测统计结果.

表7 试验路基层弯沉检测统计结果

从表1、表2可知,为了研究大粒径碎石柔性基层的性能,试验路的基层以下结构组合多达14种,所以试验路基层的弯沉值相差比较大,特别在试验路左幅旧路改建部分,在K3+900~K4+100段虽然上基层都采用大粒径沥青混合料,下基层都采用二灰砂砾土作调平层,但是在上基层测得弯沉值却相差一倍,主要原因是K3+900~K4+000段原是水泥混凝土路面,而K4+000~K4+100段原是沥青混凝土路面.通过对不同基层类型的弯沉检测可得,弯沉值大小依次为:大粒径沥青混合料基层 >,大粒径级配碎石基层>,二灰碎石基层.在对右幅(拓宽新建)的下面层的弯沉检测,发现其柔性基层(LSM基层和大粒径级配碎石基层)虽然不同,但下面层的弯沉值基本相同.

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从竣工验收弯沉来看,本试验路路面设计弯沉值为0.289mm,试验路右幅路面(拓宽新建)检测的代表弯沉值都远小于设计弯沉值,左幅路面(旧路改建)检测的代表弯沉值比设计弯沉值小0.045mm.试验路基层弯沉检测结果表明,LSM基层完全能满足路面整体刚度的要求.

3.试验路基层和面层回弹模量试验.采用承载板法进行回弹模量试验以评定试验路的结构整体强度.2003年6月上旬,在右幅下面层顶面和左幅柔性基层顶面检测回弹模量,试验结果见表10和表11:

右幅下面层顶面回弹模量试验结果表明,LSM基层与不同的半刚性材料底基层组合,表现出很高的回弹模量特性.从左幅柔性基层顶面回弹模量试验结果可以看出:二灰碎石基层的回弹模量>,LSM基层的回弹模量>,大粒径级配碎石基层的回弹模量;但LSM基层的回弹模量与二灰碎石基层的回弹模量差值在120~180MPa之间.试验路回弹模量试验结果表明LSM基层与面层的回弹模量比较相近,这样路面结构受力更均匀,可有效抵抗沥青路面的裂缝的发生.

五、结论

本文修筑大粒径沥青混合料(LSM)实体工程取得了一些成果,为更深入研究和评价的这种沥青路面结构提供参考.

1.根据室内试验选出最优级配作为试验路大粒径沥青混合料基层的目标配合比,并依照集料的筛分和大马歇尔试验,确定了LSM基层的生产配合比.

2.现场施工大粒径沥青混合料时,采取了有效措施防止出现离析,经取芯试件密实度试验和抗压强度试验检验,证明施工工艺是有效的.

3.在试验路施工过程中进行了试验检测.对不同基层类型的弯沉对比,弯沉值大小依次为:大粒径沥青混合料基层>,大粒径级配碎石基层>,二灰碎石基层.

4.弯沉检测结果表明,LSM基层沥青路面具有足够的承载能力.回弹模量试验结果表明,LSM基层与半刚性材料底基层组合,表现出很高的回弹模量特性;LSM基层与面层的回弹模量比较相近,这样路面结构受力更均匀,更有利于路面使用.

参考文献

[1]刘中林,王富玉,等.大粒径沥青混合料组成结构的研究[J].土木工程学报,2004,37(7).

[2]黄晓明.沥青稳定基层路面结构综述[J].河南交通科技,1999,19(3).

作者简介:耿东兴(1969-),供职于通化公路工程有限公司,研究方向:路桥施工;韩家瑞(1957-),供职于通化公路工程有限公司,研究方向:路桥施工.

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