高速公路沥青混合料生产质量变异性特征及控制措施.pdf
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1、交通技术DO1:10.3963/j.issn.1006-8864.2024.01.016高速公路沥青混合料生产质量变异性特征及控制措施宋宗强杜鸣朱浩梅肖关键词:高速公路;沥青混合料;变异性特征;集料级配;沥青拌合楼沥青路面作为高速公路建设的部分,具有无接缝、施工快、平整度高、舒适性好、噪音低等优点。路面铺筑质量直接影响通车后的行驶感受、安全性和养护成本。沥青路面施工过程中的各项指标参数都有变异性,尤其是原材料的影响最大。目前,虽然许多工程项目实行了原材料准入制度,但没有进行系统分析。沥青路面使用的原材料种类多,市场原因导致料源不稳定的现象也比较常见。另外,在建设过程中为了控制经济成本,施工企业
2、存在一些盲目赶工期的现象。加之检测手段滞后和不足,日后可能导致沥青路面早期发生各种病害,造成永久性创伤。鉴于此,在沥青路面施工阶段如何控制好施工质量是建设施工单位面临的一个关键问题。一、国内外研究现状20世纪4 0 年代,美国A.M.Frendent开始了路面可靠度研究。2 0 世纪6 0 年代,美国学者Stephens运用统计分析法对沥青混合料原材料变异性展开研究,提出了QC/QA规范纲要。1 9 7 2 年美国德州在柔性路面设计中开始进行路面可靠性分析,指出路面系统需要在规定年限内达到预定功能。几乎同时,交通运输协会(AASHTO)提出了路面可靠度设计方法,引起了大批学者的重视和研究。到了
3、9 0 年代,美国在不断完善路面性能规范的基础上,进行了QC/QA规范推广。进入2 1 世纪后,根据不同地区的建设特点,QC/QA规范经过不断完善,全面促进了路面质量的提升,并且能够根据不同地区的外部环境、材料性质、施工工艺、配套机械设备等,通过工程设计阶段和施工阶段制定针对性较强的控制措施,形成了一套相对成熟、便于推广使用的科学化管理程序。相比之下,我国对高速公路沥青路面施工质量变异性的研究起步较晚,研究方向也较单一,多数主要是偏向于定性分析,而缺乏定量分析,各项检测指标缺乏科学有效的评价方法。国内许多科研工作者逐渐意识到沥青路面施工质量过程控制的重要性,开始对影响沥青路面施工质量的关键参数
4、的变异性进行研究。从国内外研究现状来看,多数研究主要从理论角度对沥青路面施工质量变异性水平问题展开分析,其中一些研究结果并不完全适用于所有地区,还要结合工程实例加强对沥青路面施工质量变异性研究。二、工程概况、数据收集与分析方法1.工程概况宁盐高速公路项目为南京至盐城之间的高速公路。该高速公路线路起自南京六合新北,接南京绕越高速,向东经仪征陈集、大仪,高邮送桥、车逻、三垛,再向东在兴化城区南侧通过,止于兴化荻垛,接盐靖高速和拟建的兴东高速,全长约1 2 6.6 公里,全线按双向六车道高速公路标准建设,设计时速为120公里/小时。2.数据收集在路面施工质量控制方面:首先,确定并选取对路面质量有关键
5、影响的因素指标;然后,收集和整理这些因素指标的数据;最后,通过科学的分析方法对数据进行分析。在数据收集过程中,如对沥青的数据收集需要对每一批次进场的沥青罐车进行试验检测;对每一批次进场的集料按照规定的频率进行检测对现场摊铺的沥青混合料随机抽样检测并送回试验室进行抽提、筛分等试验,以获取实时的检测数据,因此必须保证数据的完整性、准确性和及时性。3.分析方法对所收集的数据进行分析主要用数理统计分析方2024年第1 期总第3 8 3 期交通企业管理丨4 9交通技术法和质量控制管理图法:数理统计分析方法是通过数学期望值、标准差、变异系数等方式分析说明数据的形态特征和离散程度;质量管理图是通过利用质控图
6、中的计量值控制图控制施工生产过程质量的稳定性。三、沥青混合料生产质量变异性特征分析1沥青含量的变异性特征及其相关性分析沥青含量是影响沥青混合料密实度和强度的重要因素。如果沥青含量低于设计值,混合料强度会降低;如果沥青含量高于设计值,矿料之间的粘结力会增强,混合料强度会提高。但是,沥青含量也不能过高,否则会导致混合料强度下降,因此要确定最佳沥青用量。在沥青混合料生产过程中,要按照设计阶段确定的最佳沥青用量进行生产,不得随意更改。但由于主观和客观的原因,沥青含量无法保持恒定,通过燃烧法和抽提法发现其有一定的变异性,见表1 所列。表1 路面沥青含量的检测结果面层量数最大值沥青含量(%)标准差变异检测
7、最小值平均值下面层5 0 4.4 6 24.002下面层3 0 4.5 0 23.922中面层3 0 4.9 8 24.042中面层2 0 4.7 8 24.202上面层2 5 6.4 0 25.952上面层1 5 6.4 1 25.802可以看出,通过不同检测方法,沥青含量的变异系数也有一定的变化,主要分布在0.0 2 8 0.0 5 7区间内。2沥青含量对沥青混合料性能的影响沥青混合料生产过程中,沥青含量的偏差会影响骨架的密实性和稳定性,进而改变沥青混合料的结构强度。为了分析这一现象,对上面层AC-13型SBS改性沥青试验不同含量的沥青进行分析,见表2 所列。沥青含量的变化会导致空隙率、稳
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