瀝青混合料篩分小議

1、畢 業(yè) 論 文論文題目：瀝青混合料篩分小議系 部： 路 橋 工 程 系 專業(yè)名稱： 道路橋梁工程技術(shù) 班 級： 09214 學(xué) 號： 41 姓 名： 喬 琦 指導(dǎo)老師： 黃 燕 完成時間： 2012 年 5 月 4 日目 錄摘 要3前 言31 試驗數(shù)據(jù).4 1.1集料篩分結(jié)果41.2瀝青混合料礦料級配設(shè)計4 2 數(shù)據(jù)分析52.1篩分方法直接關(guān)系到篩分結(jié)果5 2.2 篩分方法會影響瀝青混合料配合比設(shè)計成果52.3 篩分方法對瀝青混合料配合的影響63 混合料篩分對瀝青路面的影響6 3.1 篩分方法對油石比的影響63.2 篩分方法不當(dāng)對瀝青路面的危害74 瀝青混合料篩分法創(chuàng)新74.1 瀝青混合料篩分

2、方法改進(jìn)建議7結(jié)束語 參考文獻(xiàn)8瀝青混合料篩分小議摘要：本文通過分別采用水洗法和干篩法對瀝青路面粗、細(xì)集料進(jìn)行篩分試驗，對篩分結(jié)果進(jìn)行了對比，分析了集料篩分方法對瀝青混合料配合比設(shè)計造成的影響，從而對瀝青混合料篩分方法進(jìn)行討論，得出不同瀝青混合料篩分方法分別在瀝青路面粗、細(xì)集料篩分中的優(yōu)劣勢。并試提出了改進(jìn)方法。關(guān)鍵詞： 混合料篩分 瀝青混合料配合比設(shè)計 工程質(zhì)量 前言在道路橋梁施工過程中，為檢驗和控制瀝青混合料的施工質(zhì)量，我們需要對瀝青廠拌合機(jī)拌合的瀝青混合料以及施工現(xiàn)場鉆取的瀝青路面芯樣, 用溶劑抽提法測定油石比及礦料級配, 所得的礦料級配在細(xì)集料部分各粒徑（2.36mm,1.18mm,0

3、.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm）的通過率比設(shè)計配合比中的相應(yīng)粒徑通過率要高。究其原因之一, 可歸結(jié)為試驗方法的差異所致。之所以產(chǎn)生這種系統(tǒng)誤差是因為在瀝青混合料配合比設(shè)計時, 粗、細(xì)集料篩分試驗都直接采用干篩方法, 由于粘附在集料上的小于0.075mm的部分實際上無法與粗集料剝離, 而未計人該粒徑通過率, 從而在配合比設(shè)計時未算進(jìn)去; 而瀝青混合料用溶劑抽提時, 顆粒上的粉料都經(jīng)過溶劑沖洗, 計入礦粉中。這樣一來, 必然造成兩個篩分結(jié)果不一致?？梢妴栴}的癥結(jié)在于0.075mm通過率的確定方法上。本文在高速公路路面瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計中, 分別采用水洗法干篩法及直接干篩法

4、, 作粗、細(xì)集料篩分試驗, 對結(jié)果進(jìn)行了對比, 從試驗數(shù)據(jù)反映出集料篩分方法對瀝青混合料配合比設(shè)計的影響。長期以來, 對用于瀝青路面的粗、細(xì)集料, 一般都有水洗法和干篩法兩個方法。用一份集料干篩, 確定各個粒級的含量或通過率; 由于粘附在集料上的小于0.075mm的部分不經(jīng)水洗是干篩不下去的, 所以另外用一份集料用水洗法確定集料中的小于0.075mm的部分含量, 對干篩法的結(jié)果進(jìn)行校正。本文分別采用水洗法干篩法及直接干篩法, 作粗、細(xì)集料篩分試驗, 對結(jié)果進(jìn)行了對比, 從試驗數(shù)據(jù)反映出集料篩分方法對瀝青混合料配合比設(shè)計的影響。1 試驗數(shù)據(jù)1.1 集料篩分結(jié)果（見表1）表1 集料篩分結(jié)果匯總表通

5、過下列篩孔(方孔篩, mm)的質(zhì)量百分率(% )集料名稱篩分方法31.526.5191613 .29.54.752.361. 180 60 30. 150.075碎石水洗和干篩法10094.77.10.60.30.1O.lO.I0.1O.l0.10.10.119 31.5mm干篩法10094.77.00.60.3O.l0.10.10OOOO碎石水洗和干篩法10010093.560.626.93.40 60.60.60.60.60.60.49.5 19mm干篩法10010093.560.526.73.10.30.30.30.30.30.30.2碎石水洗和干篩法10010010010010098.

6、36.61.21.21 21.21.20.74.759.5mm干篩法10010010010010098.35.90.50 50.40.40.40 4碎石水洗和干篩法10010010010010010096.162.442.536.730.226.812 1O 4.75mm干篩法10010010010010010095.657.234.527.920.516 79.6砂水洗和干篩法10010010010010010096.588.281.367 716.25 01O干篩法10010010010010010096.588.281.267.716.25O1.0礦粉水洗法100100100100100

7、10010010010010099.296.081.11.2 瀝青混合料礦料級配設(shè)計(l) 各種材料配合比例(見表2)(2) 設(shè)計瀝青混合料礦料級配(見表3)表3 設(shè)計瀝青混合料擴(kuò)料級配瀝青混合料類型級配成果通過下列篩孔(方孔篩,mm )的質(zhì)量百分率(%)31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC251水洗、干篩法10099.182.371.361.153.839.730.925.922.513.010.46.1干篩法10099.182.271.361.153.739.429.724.020.610.88.15.4規(guī)范要求100100951

8、007590628053734363325225421832132581851337AC201水洗、干篩法10010097.584.671.562.145 734 928.725.115.712.97.6干篩法10010097.584.671.462.045 333.326,322.612.910.16.8規(guī)范要求100100100100911007590628052723858284620341527102061448表2 瀝青混合料各種材料配合比例瀝青混合料類型材料名稱碎石 1931.5mm碎石 9.519mm碎石 4.59.5mm石屑 04.75mm砂礦 粉AC251質(zhì)量比(%)1730

9、1320164AC201質(zhì)量比(%)O3915261552 數(shù)據(jù)分析2.1篩分方法直接關(guān)系到篩分結(jié)果由表1可見, 不管粗集料還是細(xì)集料, 采用水洗法和干篩法, 集料0.075mm通過率均大于直接干篩法。由于0.075mm通過率的不同, 必然導(dǎo)致其它粒級通過率不同, 尤其是相鄰粒級。特別是石屑類粉塵含量高的材料, 差值更大。該例中石屑篩分結(jié)果，兩種方法在2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒徑，通過率絕對誤差值分別為5.2,8,8.8,10.1,2.5。事實上, 粘附在集料上的小于0.075mm的部分不經(jīng)水洗是干篩不下去的, 直接干篩法中0.075m

10、m篩通過量不經(jīng)水洗確定, 可以說是不準(zhǔn)確的。因此, 對于相同的原材料,采用水洗法和干篩法及直接干篩法兩種篩分方法,結(jié)果確有差異。而水洗法和干篩法比直接干篩法得出的篩分結(jié)果更準(zhǔn)確。.2.2 篩分方法會影響瀝青混合料配合比設(shè)計成果瀝青混合料中礦料配合比例的確定直接來源于原材料的級配狀況, 瀝青路面礦料級配中0.075mm通過率至關(guān)重要。從表2 及表3 中看出, 不管是下層AC251還是中面層AC201在采用相同原材料,相同礦料配合比例情況下, 采用水洗法和干篩法篩分資料得到的混合料級配成果在2.36mm,1.18mm，0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒徑通過率均比直接干篩法所

11、得結(jié)果高。對AC251型兩種方法在上述各粒徑通過率絕對誤差值分別為1.2,1.9,1.9,2.2,2.3,3.0,0.7；對AC201型兩種方法在上述各粒徑通過率絕對誤差值分別為1.6,2.4,2.5,2.8,2.8,0.8.從篩分方法的不同所導(dǎo)致的原材料篩分結(jié)果差異規(guī)律, 可知以上混合料級配成果的差異是順理成章的。因此可以作以下推論: (1)要求瀝青混合料達(dá)到確定級配, 若采用直接干篩法, 在礦料配合比例中將增加礦粉用量。在瀝青混合料配合比設(shè)計時, 若采用直接干篩法,在礦料配合比例中將增加礦粉用量。(2) 在瀝青混合料配合比設(shè)計時, 若采用直接干篩法, 在4.75mm,2.36mm,0.07

12、5mm等關(guān)鍵粒徑通過率達(dá)到規(guī)范要求中值時,從溶劑抽提法的結(jié)果, 反映出混合料礦料級配在這些粒級的通過率實際上并不在中值, 而是偏向高限。因此, 采用直接干篩法會導(dǎo)致瀝青混合料配合比中礦粉用量的增加, 從而影響瀝青混合料的路用性能。2.3 篩分方法對瀝青混合料配合的影響不同篩分方法對瀝青混合料配合的影響在生產(chǎn)配合比設(shè)計階段可能比在目標(biāo)配合比設(shè)計階段要大。上述實例中, 委托方在送樣作目標(biāo)配合比設(shè)計時已對原材料進(jìn)行了清洗, 粗、細(xì)集料中粉塵都較少。在這種情況下, 水洗法和干篩法與直接干篩法結(jié)果的差異仍是存在的。而在施工現(xiàn)場, 料場中原材料粉塵含量會更高。因此, 有理由相信, 在這種情況下, 兩種篩分

13、方法得出的篩分結(jié)果差異更大, 因而對瀝青混合料配合比設(shè)計影響也會更大。3 混合料篩分對瀝青路面的影響3.1 篩分方法對油石比的影響在瀝青混合料拌合時，集料顆粒直徑增大或減小, 油石比也將隨著減小或增加,油石比的相對變化與石料顆粒直徑的相對變化有直接的關(guān)系。嚴(yán)格控制集料顆粒直徑的要求在實用上是很難實現(xiàn)的,現(xiàn)在篩分設(shè)備中只是粗、中粗、中細(xì)、細(xì)等幾種篩分, 實際工程應(yīng)用的各集料顆粒級配篩的孔眼分級尺寸的差別已遠(yuǎn)超過10 % , 顯然同一級配集料顆粒直徑相差也很大, 均勻拌和同一級配的各集料顆粒的油石比將相差很大, 不在同一級配集料顆粒的油石比將相差更大, 小顆粒的油石比將遠(yuǎn)超過大顆粒的油石比。因此,

14、 在進(jìn)行混合料篩分時, 每次從拌和料的取樣的成品料中集料顆粒表面積與體積之比不一樣, 油石比也不一樣。因此，在混合料篩分時，應(yīng)充分考慮顆粒的表面積與體積之比以及粉塵含量的影響，使現(xiàn)場油石比的測試更準(zhǔn)確; 在集料中摻放人采用標(biāo)準(zhǔn)形狀(如圓球形) 的測試集料顆粒,減少混合料中粉塵的含量，從瀝青混凝土成品料對這種標(biāo)準(zhǔn)測試集料顆粒的油石比進(jìn)行測試, 有可能提高現(xiàn)場油石比的測試速度和準(zhǔn)確性。3.2 篩分方法不當(dāng)對瀝青路面的危害上文已經(jīng)分析出，在瀝青混合料配合比設(shè)計時, 若采用直接干篩法,在礦料配合比例中將增加礦粉用量。而在瀝青混合料中，瀝青和礦粉形成的瀝青膠漿起著粘附粗細(xì)集料顆粒, 使瀝青混合料凝聚在一

15、起的作用。瀝青膠漿中瀝青與礦粉的相對比例影響著瀝青膠漿的性質(zhì), 進(jìn)而影響著瀝青混合料的高溫、低溫等路用性能。若礦粉含量增加，瀝青混合料表面積增大，導(dǎo)致油石比變低，瀝青無法完全包裹石料，瀝青膠漿的高溫性能提高，低溫性能降低，則路面容易出現(xiàn)塌陷，冬季開裂等情況。4 瀝青混合料篩分法創(chuàng)新4.1 瀝青混合料篩分方法改進(jìn)建議對于篩分方法的改進(jìn)，我們應(yīng)該從以下幾個方面考慮其可行性：設(shè)備成本、篩分時間、精確程度。通過對水洗法和干篩法的對比，我們可以知道水洗法可以減少集料表面的粉塵含量，減少粉塵對瀝青混合料配合設(shè)計的影響，其試驗準(zhǔn)確度要優(yōu)于干曬法。而干篩法除去了清洗集料以及烘干的時間，其試驗效率要大于水洗法，

16、適合快速檢測。若要對現(xiàn)有的篩分方法進(jìn)行改進(jìn)，就必須在保證去除集料表面粉塵含量的情況下，減少試驗的時間。我首先考慮對水洗法進(jìn)行改進(jìn)，即減少水洗法的試驗時間。因為水洗法的試驗時間主要耗費(fèi)在對集料的清洗和烘干上，若要縮短這部分時間，只能考慮使用另一種更加快捷有效的清洗液對集料進(jìn)行清洗。但由于考慮到這種方法成本過高，過程太繁雜，我放棄了這種改進(jìn)方法，選擇對干篩法進(jìn)行改進(jìn)。對于干篩法的改進(jìn)，首要考慮的是在不對集料進(jìn)行清洗的情況下如何盡可能剝離粗集料上面的粉塵。我想到是否可以用吸塵裝置在篩分的同時對大于0.075mm的集料進(jìn)行脫塵處理。于是我利用吸塵器和方孔篩對三份取自相同樣本的混合料進(jìn)行了簡易的對比試驗

17、，第一組用傳統(tǒng)的干篩法進(jìn)行篩分，第二組組在篩分的同時利用吸塵器對大于0.075mm的篩進(jìn)行脫塵處理，第三組組用水洗法進(jìn)行篩分。得到的結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)行脫塵處理的第二組篩分的2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒徑通過率絕對誤差值要小于未進(jìn)行脫塵處理的第一組篩。而且第一組和第二組試驗時間大致相同，因此，我得到試驗結(jié)果，利用吸塵裝置在篩分時對集料進(jìn)行脫塵處理的方法是初步可行的。但由于時間、資金等各種條件有限，我無法對這種篩分方法進(jìn)行更加系統(tǒng)和深入的試驗、改進(jìn)和可行性研究，只能得到初步的結(jié)果，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會對這個改進(jìn)方法不斷進(jìn)行完善，希望對路橋建設(shè)做出自己的一點(diǎn)貢獻(xiàn)。結(jié)束語因為直接干篩法有忽略部分粉料的先天缺陷，那就必須得在篩分方法上想辦法彌補(bǔ)、修正。在公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005) 中嚴(yán)格區(qū)分了水泥混凝土與瀝青混合料對集料的不同測試方法和要求。在集料篩分試驗方面,對用于瀝青路面的粗、細(xì)集料都要求分別進(jìn)行了水洗法和干篩法。從試驗數(shù)據(jù)上證明, 瀝青路面集料的篩分試驗無論對粗、細(xì)集料的原材料篩分進(jìn)行目標(biāo)配合比設(shè)計, 或者在瀝青廠從拌和機(jī)二次篩分后在熱料倉進(jìn)行