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沥青混凝土路面粗细集料级配范围的质量控制措施
摘要:本文旨在研究沥青混凝土路面中粗细集料级配范围的质量控制措施,以确保路面性能的可靠性和耐久性。本文探讨了粗细集料级配对路面性能的影响、级配控制的方法以及相关的质量控制标准。通过严格的质量控制措施,我们可以有效地管理和优化粗细集料级配,以满足不同工程项目的性能需求,提高沥青混凝土路面的质量和可持续性。
关键词:沥青混凝土路面;粗细集料;级配范围;质量控制;性能
引言
沥青混凝土路面在交通基础设施中扮演着重要角色,质量直接关系到道路的安全性、耐久性和使用寿命。粗细集料级配范围是沥青混凝土路面设计和施工的关键要素之一,它涉及到不同粒径集料的比例和分布,对路面的性能产生深远的影响[1]。因此,对粗细集料级配范围的质量控制至关重要。本文旨在探讨沥青混凝土路面粗细集料级配范围的质量控制措施,为道路交通安全和效率做出贡献。
一、沥青混凝土路面概述
1.1 沥青混凝土的组成和结构
沥青混凝土是一种常用于道路建设的材料,其主要组成包括集料(粗集料和细集料)、矿粉和沥青。在混凝土制备过程中,集料以不同尺寸的颗粒混合,形成了所谓的粗细集料级配,这种级配的合理性对沥青混凝土路面的性能至关重要。沥青混凝土的结构是由这些矿料颗粒、沥青胶黏剂之间的相互作用所决定,而级配范围的选择将直接影响到路面的强度、耐久性和行车舒适性。
1.2 粗细集料级配的重要性
粗细集料级配的合理性直接影响路面的性能和质量。通过精确控制不同尺寸颗粒的比例和分布,可以实现以下关键目标:首先,合理的级配有助于提高路面的强度和耐久性,通过确保不同尺寸颗粒的均衡分布,减少了路面在交通负荷和气候变化下的裂缝和损坏风险,延长路面的使用寿命。其次,合理的级配范围可以改善路面的抗滑性和行车舒适性,并减少噪声的产生,提供更安全和平稳的行车体验。此外,级配的调整也可以影响沥青混凝土的密实性和排水性,对路面的抗水浸和抗冻融性能有一定影响。
1.3 级配控制的方法
级配控制是确保沥青混凝土路面质量的关键步骤,有多种方法可以用来实现级配的精确控制。传统方法通过实验室测试和野外取样来确定粗细集料的分布,并根据设计规范进行调整。然而,现代技术的发展也提供了更高效和精确的级配控制手段,如使用自动化的激光和摄像头系统进行颗粒分析,以及通过计算机控制的混凝土搅拌设备来实现实时的级配调整[2]。此外,还可以利用模拟软件和数据分析工具来优化级配范围,以满足特定路面性能要求。这些方法的选择取决于项目的具体要求和可用资源,但无论采用何种方法,都需要密切监测和调整级配,以确保沥青混凝土路面达到设计要求和高质量标准。
二、沥青混凝土路面粗细集料级配的基本要素
2.1 粗集料与细集料的定义与特性
粗集料通常是较大颗粒的矿料,其主要作用是提供路面的强度和稳定性。细集料则是较小颗粒的矿料,主要用于填充粗集料之间的空隙,并与沥青胶黏剂一起形成坚实的路面结构。对于沥青混凝土,粗细集料的粒径分界为2.36mm。粗集料的特性包括颗粒大小、针片状颗粒含量和坚固性等,而细集料的特性包括颗粒大小等指标。这些粗细集料的组成和分布将直接影响到路面的抗压强度、耐久性、抗滑性以及排水性能。
2.2 级配曲线的含义与构建方法
级配曲线是评估和描述沥青混凝土路面粗细集料级配的重要工具,它提供了有关不同颗粒尺寸在沥青混凝土中的分布信息。级配曲线显示了不同颗粒尺寸的矿料在百分比的基础上的累积分布。曲线的横轴表示颗粒尺寸,从较小的颗粒到较大的颗粒,而纵轴表示通过该筛孔尺寸的集料百分比。这样的曲线可以帮助工程师及现场施工人员了解混凝土中不同尺寸颗粒的比例和分布情况。
2.3 级配范围的定义与影响因素
级配范围是指沥青混凝土路面中所用粗细集料的尺寸分布范围,级配范围的合理性直接影响到路面的强度、耐久性、抗滑性以及排水性能。影响级配范围的因素包括工程要求、交通负荷、气候条件和材料可用性[3]。不同类型的路面应根据其设计目标和使用环境来选择适当的级配范围。过于粗或过于细的级配范围都可能导致路面性能下降,因此需要综合考虑各种因素来确定最佳级配范围,以确保沥青混凝土路面在使用过程中能够满足预期的性能要求。
三、粗细集料级配范围的质量控制措施
3.1 采集与样品准备
应选取具有代表性的样品,通常从不同的料场获取,以反映整体工程的特点。采集的样品需要根据标准规程进行样品准备,包括烘干和分级筛分等步骤,以确保样品的代表性和准确性。采样和样品准备的过程必须严格控制,以避免任何可能导致样品污染或尺寸分布失真的情况。只有在获得准确、代表性的样品后,才能继续进行后续的质量控制措施,以确保混凝土路面的性能符合设计和规范要求。
3.2 级配分析方法
1、干筛法分析
在干筛法分析中,先将采集的样品经过逐层筛分,使用一系列标准筛网,将不同尺寸的颗粒分开,通过称量每个筛网中的颗粒质量,计算出每个尺寸分数的百分比。这种分析方法可以提供关于沥青样品中不同尺寸颗粒的分布情况,是评估级配范围是否符合要求的重要工具之一。干筛分析方法的准确性和可重复性对于确保沥青混凝土路面的质量至关重要,因此必须在质量控制中仔细执行,并遵循标准化的程序和规程。
2、水洗法分析
水洗法分析是指将采集的样品经水洗后,通过筛网进行筛分。这个过程可以去除粒子表面的粘附物和细土等杂质,更准确地反映颗粒的尺寸分布。水洗筛分析可以提供更精确的级配数据,对于精度要求更高的工程项目尤为重要。然而,进行水洗筛分析需要适当的设备和实验室条件,并遵循严格的操作规程,以确保结果的准确性。对于沥青混凝土用集料,通常采用水洗法分析该粗细集料级配。
3.3 级配范围的确定与调整
1、设计要求与目标级配
设计要求和目标级配的准确性对于确保路面性能至关重要,直接影响到路面的强度、耐久性和其他关键性能指标,添加或混合不同尺寸颗粒的集料,或者通过筛分和筛选等方法来调整级配范围[4]。通过精确控制级配范围,可以确保沥青混凝土路面满足设计要求,并具备所需的性能特性。本文以重要道路陆域环境整治(2022)项目二、三期工程中抽样的路面沥青混凝土用集料进行测试并绘制示例级配曲线,如图3-1所示。
2、级配的调整与优化
为调整级配范围,可以添加适当尺寸的集料、筛分或混合不同尺寸的颗粒,以及调整混凝土的成分比例。调整级配范围的目标是使其更好地满足设计要求,提高路面的性能和耐久性。此外,级配范围的优化也可以通过模拟软件和数据分析工具来实现,以找到最佳的集料组合和比例,从而满足特定工程项目的路面性能要求。通过精心的级配调整和优化,可以确保沥青混凝土路面在各种条件下都能表现出卓越的性能,显著提高路面的使用寿命和可靠性。
3.4 质量控制标准
质量控制标准通常包括了关于级配范围、颗粒尺寸分布、粘附物含量、干燥密度等规定,这些标准是根据不同工程项目的性质和要求制定的,确保粗细集料的级配范围满足设计要求,确保沥青混凝土路面的性能和质量。沥青混凝土路面粗细集料级配范围的质量控制标准通常由中国国家标准化管理委员会(SAC)和中国交通行业标准编写。以下是一些中国常见的相关标准:
(1)GB/T 14685-2022《建设用卵石、碎石》:此标准规定了沥青混凝土用的矿物粒料的工程质量检验方法,包括了级配的测试方法和要求。
(2)JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》:这是中国国家交通行业标准,涵盖了沥青混凝土施工的质量控制要求,包括了粗细集料级配范围的要求。
(3)JTG F40-2004《沥青混凝土路面施工技术规程》:此标准规定了沥青混凝土路面施工的技术规程,包括了用于路面混凝土的粗细集料级配范围的要求。
(4)GB/T 25177-2010《混凝土用再生粗骨料》:此标准规定了用于混凝土制备的骨料的技术要求,包括了粗细集料级配范围的要求。
四、结论
通过深入了解级配的基本要素、级配对路面性能的影响以及采用适当的控制措施,我们可以实现高质量的路面建设。同时,遵循相关的质量控制标准和规范是确保级配范围符合要求的必要手段。精确的级配控制和质量管理有助于确保路面在不同条件下都能保持卓越的性能,确保道路交通的安全性和效率。因此,粗细集料级配范围的质量控制是道路工程中不可或缺的环节,应得到持续重视和改进,以满足不断变化的交通需求和质量标准。
参考文献
[1]何玉林;邢超;洪斌;谭茜文;王大为;OESER Markus.粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响[J].中国公路学报,2022,35(09):215-223.
[2]刘学瑞.SBS改性沥青路面施工技术[J].江西建材,2020,(09):107-108.
[3]徐晓雪.黔东南州级配碎石沥青路面倒装结构的研究与应用[D].重庆交通大学,2020.
[4]王峥.公路工程沥青路面施工技术与质量控制策略[J].住宅与房地产,2019,(30):197.