1、傳統(tǒng)施工工藝分析
傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面施工工藝主要包括混合料的設(shè)計生產(chǎn)、混合料的運輸、混合料的攤鋪及鋪層的壓實,與之相對應(yīng)的機械設(shè)備分別為瀝青混合料攪拌設(shè)備、自卸車、瀝青混凝士攤鋪機和壓路機。從圖1可以看出,在各項準備工作做好之后,首先是進行瀝青混合料的生產(chǎn),再由自卸車把拌和好的瀝青混合料運送到攤鋪現(xiàn)場,直接卸在瀝青混凝土攤鋪機的料斗中,由攤鋪機按照事先設(shè)定的參數(shù)進行攤鋪,攤鋪好的瀝青混合料待溫度合適時,由壓實機械分不同的階段進行碾壓成型。在整個施工過程中存在著混合料材料離析、溫度離析、單機機械化施工協(xié)同作業(yè)差等問題,這將嚴重影響路面的施工質(zhì)量。
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2、新施工工藝分析
在瀝青混凝土路面施工中,如果能解決下述問題就可以保證修建的瀝青路面是高質(zhì)量的:保證原材料的質(zhì)量;保證瀝青混合料能夠及時送到攤鋪現(xiàn)場,不發(fā)生或極少發(fā)生材料離析和溫度離析;保證攤鋪機恒速、穩(wěn)定、連續(xù)工作;按規(guī)定的碾壓溫度和碾壓方式進行碾壓。如何滿足上述條件,各國進行了大量研究,其中一個最有效的辦法就是在攤鋪過程中增加一臺瀝青混合料轉(zhuǎn)運車,由轉(zhuǎn)運車經(jīng)二次拌和后向攤鋪機料斗供料,以保證攤鋪機連續(xù)和穩(wěn)定工作。具體工藝流程如圖2所示。從圖2可以看出,在各項準備工作做好之后,首先是進行瀝青混合料的生產(chǎn),再由自卸車把拌和好的瀝青混合料運送到攤鋪現(xiàn)場,混合料首先卸在瀝青混凝土轉(zhuǎn)運車的料斗中,經(jīng)瀝青混合料轉(zhuǎn)運車二次攪拌之后向攤鋪機料斗中供料,然后攤鋪機按照事先調(diào)好的參數(shù)進行攤鋪,攤鋪好的瀝青路面待溫度降到合適的碾壓范圍之后,由壓實機械分不同的階段進行碾壓成型。
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3、新工藝的應(yīng)用研究
2005年,由國內(nèi)某公司自行研制的轉(zhuǎn)運車在內(nèi)蒙古某高速公路上進行試驗性使用。在整個施工過程中,采用雙攤鋪機梯形作業(yè)方式,其中一邊用轉(zhuǎn)運車,一邊沒有使用,以進行對比試驗,從材料離析、溫度離析2個方面進行了試驗研究。
3.1材料離析對比研究
(1)取樣方式。
分別在2臺攤鋪機后的左、中、右3點取樣(攤鋪后、壓實前)。取樣時是用鐵鏟直接挖到該層的層底,即沿整個厚度取樣,然后進行抽提篩分,評定經(jīng)攤鋪機攤鋪后瀝青混合料的離析情況。
(2)瀝青混合料級配對比試驗研究。
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沒有使用和使用轉(zhuǎn)運車攤鋪后的路面級配分布如圖3、4所示。由圖中可以看出,沒有采用轉(zhuǎn)運車時,攤鋪機兩側(cè)一定范圍內(nèi)的路面混合料與中部區(qū)域混合料的級配區(qū)別較大,兩側(cè)的混合料較中部區(qū)域粗;而采用轉(zhuǎn)運車后攤鋪機所攤鋪的瀝青混合料的均勻性明顯好于沒有采用轉(zhuǎn)運車的攤鋪效果。沒有采用轉(zhuǎn)運車攤鋪的路面混合料級配平均極差為9.37%,采用轉(zhuǎn)運車攤鋪后路面混合料級配平均極差為4.11%。
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3.2溫度離析
施工過程中,全程采用紅外線熱像儀對現(xiàn)場進行監(jiān)測。結(jié)果如圖5、6所示。從圖中可以看出,有轉(zhuǎn)運車時攤鋪帶表面的溫度分布比較均勻,一是隨時間的變化溫度均勻、穩(wěn)定,二是同一時刻沿不同的攤鋪寬度溫度也比較均勻,差異很小,基本上消除了溫度離析現(xiàn)象。沒有轉(zhuǎn)運車時攤鋪表面的溫度差異比較大,也不均勻。一方面,隨時間變化溫度起伏較大,最大溫差接近30℃,溫度低的混合料主要來自斗的邊緣,頻繁的收斗造成周期性的局部低溫區(qū)域,另一方面,同一時刻沿不同的攤鋪寬度溫度也有比較大的差異。
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4、結(jié)語
(1)現(xiàn)行的瀝青混凝土路面施工在很大程度上存在瀝青混合料的材料離析和溫度離析現(xiàn)象。
(2)在現(xiàn)行的瀝青路面施工中增加瀝青混合料轉(zhuǎn)運車在技術(shù)上是可行的。
(3)瀝青混合料轉(zhuǎn)運車的使用可以有效地降低瀝青混合料材料離析、溫度離析現(xiàn)象,提高瀝青路面質(zhì)量,延長其使用壽命。
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