新型澆筑式瀝青混合料GMA配合比設(shè)計及施工

1、新型澆筑式瀝青混合料gma配合比設(shè)計及施工（廣東省長大公路工程有限公司，廣東廣州510000）摘要：根據(jù)“港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設(shè)計連續(xù)鋼箱梁橋面 鋪裝方案加速加載試驗研究”，結(jié)合英國形式的澆筑式瀝青混凝土（簡稱ma） 提出了一種新型的gma澆筑式瀝青混合料。混合料的施工工藝及性能己有初步 研究，但配合比設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)流程及過程關(guān)鍵指標(biāo)控制還未有一個系統(tǒng)研究，木文結(jié) 合港珠澳大橋鋼橋面鋪裝，提出系統(tǒng)的gma澆筑式配合比設(shè)計流程及施工過程 控制方面，為以后相同橋面鋪裝結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。關(guān)鍵詞：工藝參數(shù)，配合設(shè)計 橋梁施工.、八.、刖b港珠澳大橋工程粵港澳三地共同建設(shè)的主體工程總長約29.6km,主體

2、 工程分為橋梁工程和島隧工程，其中橋梁工程部分長約22.9km,島隧工程沉管 隧道長6.7km,為實現(xiàn)橋隧轉(zhuǎn)換設(shè)置兩個長度各為625m的島隧人工島。主橋鋼 橋面下面層采用gma10澆注式瀝青混合料，港珠澳大橋橋梁工程cb07標(biāo)段起 止樁號為k22+083k29+237。木項目鋼箱梁橋面鋪裝方案為：30mm澆注式瀝青gma10 +38mm改性 瀝青sma-13o gma,即采用澆注式瀝青ga工藝實施ma澆注式瀝青，兼具ma 及ga混凝土的特點，見圖圖1鋼箱梁橋面鋪裝結(jié)構(gòu)圖木報告主要針對行車道鋪裝下層、中央分隔帶、檢修道鋪裝層gma10瀝青混合料開展目標(biāo)配合比設(shè)計。1室內(nèi)配合比設(shè)計按照設(shè)計文件要求

3、，結(jié)合港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設(shè)計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告的研究成果，gma10配合比設(shè)計分為兩步，第一步先進(jìn)行me設(shè)計，第二步進(jìn)行g(shù)ma設(shè)計。me設(shè)計階段的評價指標(biāo)為25°c的硬度，控制 影響因素為可溶瀝青含量。gma設(shè)計階段評價指標(biāo)為馬歇爾穩(wěn)定度、流值、流 動性、硬度、車轍動穩(wěn)定度、沖擊韌性，控制影響因素為瀝青(含礦物質(zhì))含量。2.1 me設(shè)計2.1.1材料組成及me組成設(shè)計該混合料組成由混合瀝青+510mm碎石+a (2.360.6mm)、b (0.60.212mm)> c (0.2120.075mm)三個規(guī)格細(xì)集料+礦粉。依據(jù)設(shè)計文件要求，gma10用瀝青采用a7

4、0#基質(zhì)瀝青+tla湖瀝青配制而成， a70#基質(zhì)瀝青與tla湖瀝青的比例為30%： 70% (質(zhì)量比)。湖瀝青采用特立尼達(dá)和多巴哥生產(chǎn)的天然湖瀝青(tla)o粗集料規(guī)格為510mm t東省 河源產(chǎn)輝長巖碎石。a、b、c三個規(guī)格細(xì)集料及礦粉為碳酸鈣含量85%的石灰 u-1右o根據(jù)港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設(shè)計階段鋼橋面鋪裝專題研究報 告成果(加速加載試驗)，初步擬合me設(shè)計級配，如表1所示：擬合me級配曲線如圖2所示：圖2 me級配設(shè)計曲線2.1.2 me可溶瀝青含量設(shè)計根據(jù)港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設(shè)計階段鋼橋面鋪裝專題研究報 告(加速加載試驗)成果，參考bs1447： 1988的相關(guān)要

5、求，me可溶瀝青含量 控制范圍為14%17%,本報告設(shè)計可溶瀝青含量為13.5%、14.5%、15.5%、16.5%, 分別拌合me,拌合質(zhì)量為50kg, me拌合工藝如表2所示：將拌合好的me成型3個硬度試件，硬度試件要求直徑不小于100mm, 高度不小于25mm,分別測試25°c條件下的硬度值，結(jié)果如表3,硬度與可溶瀝 青含量關(guān)系如圖3所示：圖3不同可溶瀝青含量下me硬度值（25°c）由圖3可知，可溶瀝青含量與me硬度值的相關(guān)性較好?？紤]沖擊韌性 和車轍動穩(wěn)定度的性能要求，25°c條件下me硬度值目標(biāo)范圍為1.5-2.5mmo結(jié) 合珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設(shè)

6、計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告成果，以及華 南理工大學(xué)指導(dǎo)意見，將me目標(biāo)硬度值定為15 （0.1mm）,根據(jù)圖3關(guān)系曲線， me可溶瀝青含量最佳瀝青含量15.0%,對應(yīng)的硬度值為15.2 （o.lmm）o2.2 gma10 設(shè)計根據(jù)設(shè)計文件與bs 1447:1993標(biāo)準(zhǔn)中的要求，gma10中粗骨料含量應(yīng) 為45±10% （占瀝青混合料重量的比例）。參考港珠澳大橋主體工程橋梁 施工圖設(shè)計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告成果，進(jìn)行混合料拌制。選取粗集料含量50%,按照已確定的me最佳可溶瀝青含量15.0%,反 算gma10混合料中細(xì)集料、瀝青含量。gma10室內(nèi)拌合工藝如表4所示：

7、將拌合好的gma10混合料測試流動性，并分別成型馬歇爾試件，硬度 試件，車轍試件（測試車轍動穩(wěn)定度、以及切制成250mm*30mm*35mm試件測 試沖擊韌性）。由于混合料在拌制過程中，影響混合料的主要因素為拌合時間和拌合溫 度，根據(jù)加速加載試驗設(shè)定目標(biāo)拌合溫度為220°c, 220°c的混合料參數(shù)如表5、 表6：2.3 gma10性能驗證按照me最佳可溶瀝青含量15.0%,粗骨料含量為50%、me含量50%、 瀝青含量為11.18%,按照表4所述的工藝拌合gma10混合料。依據(jù)表6中室內(nèi)拌合各時間段混合料性能，確定最佳拌合吋間為120mirio混合料性能指標(biāo)如表7所示：2

8、.4室內(nèi)配合比設(shè)計結(jié)論通過以上對gma10瀝青混合料配合比設(shè)計及混合料性能檢驗，其各項指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，其目標(biāo)配合比如表&3施工過程控制3.1澆注式瀝青混合料的拌和(1) 礦粉加熱溫度礦粉加熱溫度目標(biāo)值120°c,確定礦粉加熱設(shè)備的生產(chǎn)能力，并檢測礦粉加熱的 實際溫度值。(2) 石料加熱溫度澆注式瀝青混合料采用能對礦粉升溫干燥的拌和設(shè)備拌和。設(shè)定石料加 溫為280290°c,以拌和后混合料出料溫度達(dá)到220225°c為控制目標(biāo)，復(fù)核 石料加熱溫度是否合適并作為調(diào)節(jié)風(fēng)門大小的依據(jù)。(3) 拌和工藝a. 第一階段(瀝青拌和站)攪拌將加熱后的集料稱量并加入礦粉

9、，干拌10s使礦粉充分拌和均勻再加入已拌和均 勻的混合瀝青后，濕拌60s。拌和完成后目測混合料是否均勻無發(fā)白，如未達(dá)要 求則干拌時間控制在1020s之間調(diào)整，濕拌時間控制在6090s之間調(diào)整，干 拌和濕拌時間在試拌階段確定后正常情況下不作更改。試拌確定加料順序、干拌 和濕拌時間。b. 第二階段(cooker)攪拌澆注式瀝青混合料拌和后放入專用的拌和運輸車cooker中升溫拌合、 運輸。cooker攪拌速度固定至7轉(zhuǎn)/min (慢速)，不讓空氣中的氧氣進(jìn)入澆注式 瀝青中，以減少結(jié)合料的氧化。在cooker中混合料拌和溫度控制在220230°c, 澆注式瀝青混合料在攪拌運輸車中攪拌至少4

10、0min,攪拌40min后開始每隔30 分鐘檢測混合料的流動度，通過檢測混合料的流動度來確定合理的攪拌時間。將拌和的第一車料作為試驗樣品，從混合料加入cooker開始，嚴(yán)格控 制拌和溫度，從40min> lh> 1.5h> 2.5h、3h依次取樣制件檢測流動度、車轍動 穩(wěn)定度等指標(biāo)，建立各種指標(biāo)相關(guān)性并確定混合料最佳性能與拌和時間段對應(yīng)關(guān) 系，同吋確定合理的最長拌和吋間。3.2澆注式瀝青混合料的運輸(1) 先將拌和運輸車預(yù)熱至約160°c,裝入澆注式瀝青混合料后應(yīng)不 停地攪拌升溫。對攪拌運輸車應(yīng)設(shè)定好最高限制溫度(攪拌運輸車內(nèi)溫度宜為 210220°c,最

11、高不宜超過240°c),同時觀測壓力表，以防止?jié)沧⑹綖r青混合 料的硬結(jié)。通過試驗檢測，建立每臺cooker車攪拌溫度、吋間、壓力與流動性 的相關(guān)曲線。(2) 運輸過程中，應(yīng)關(guān)閉運輸罐上的上蓋，盡可能減少與空氣的接觸 和溫度的損失。(3) 運輸車底部設(shè)置彩條布以防止油水泄漏，每輛車將空調(diào)去掉防止 產(chǎn)生水滴。在進(jìn)入施工區(qū)域前在輪胎清潔區(qū)必須將底盤及輪胎清掃干凈，防止泥 土等污染物帶入施工場地在清掃完成后鋪設(shè)5m的人工草皮過渡區(qū)進(jìn)行輪胎的再 次清理。試驗過程中觀察記錄清理的效果。(4) 運輸車的數(shù)量應(yīng)根據(jù)運距及拌和站的拌和能力確定，應(yīng)保持前場 與后場間的有效聯(lián)系和施工的連續(xù)性。3.3澆注式

12、瀝青混合料的攤鋪在現(xiàn)場施工過程中，主要控制混合料施工時溫度，攤鋪速度、攤鋪厚度、 缺陷處理等。(1 )cooker運輸車到達(dá)3臺以上，確認(rèn)瀝青混合料溫度200°c230°c, 流動性小于30s后開始施工。cooker倒行至攤鋪機(jī)前方，把混合料通過其后面的 卸料槽直接卸在下承層上。運輸車應(yīng)保持與攤鋪機(jī)適當(dāng)距離，一般不超過2m。 攤鋪機(jī)的布料器左右移動使熨平板前充滿混合料，并前行攤鋪混合料到規(guī)定厚度。(2) 攤鋪機(jī)的攤鋪速度設(shè)置為lm/min,在此基礎(chǔ)上驗證與拌和站的拌 和能力相匹配，不允許停機(jī)待料。(3) 厚度控制方法：由于澆注式攤鋪機(jī)自身的特點，影響攤鋪平整度 的部分因素來源于攤鋪機(jī)本身行走軌道平面的平整度，所以在澆注式瀝青卷的攤 鋪施工中，除了要對模板平面進(jìn)行控制以外，還要對攤鋪機(jī)行走軌道的平整度進(jìn) 行很好的控制。(4) 對攤鋪中出現(xiàn)的缺陷點應(yīng)盡快用人工處理完畢，如發(fā)現(xiàn)有氣泡或 鼓包，用細(xì)尖頭工具對氣泡刺穿進(jìn)行放氣處理。在該過程中需檢驗缺陷和氣泡處 理的效果及效率，確定其配備的人員數(shù)量。4結(jié)語通過對gma的研究，可系統(tǒng)的提出gma標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計流程，各環(huán)節(jié)所要 驗證的各參數(shù)。以