GTM沥青混凝土施工过程的质量控制.doc

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GTM沥青混凝土施工过程的质量控制
作者：曹瑞梅
摘 要:GTM沥青混凝土是一种新型的路面结构,文章以河北唐曹高速公路的路面工程为例,重点总结了GTM沥青混凝土路面施工过程中的质量控制方法。
　　关键词:GTM沥青混凝土;施工过程;质量控制
　　Abstract:GTM is a new type of asphalt concrete road structure, the article by Cao Tang Hebei Expressway road project as an example, summed up the focus of GTM asphalt pavement construction in the process of quality control methods.
　　Key words:GTM asphalt concrete;construction process;quality control

　　沥青路面的车辙、水损害等早期病害是公路建设中困扰多年的问题,而应用GTM设计的沥青混凝土是解决沥青路面早期病害的有效方法。GTM设计的沥青混凝土密度较高,用油量较马歇尔设计方法要低。GTM法采用旋转揉搓压力成型,克服了马歇尔制件、垂直、击实的不足,较好地应用了仿真学,较真实地模拟路面材料实际受力状况和预测材料到服务期限末的应力应变力学性质,从而减少或避免路面材料的早期破坏。GTM成型时试件被压实到了最终使用状态,与马歇尔成型的试件相比,GTM试件密度大,空隙率和矿料间隙率低,设计沥青用量少,能最大限度地防止沥青路面产生车辙。
　　下面以唐曹高速公路路面工程为例予以说明。
　　1 材料要求
　　1.1 粗集料
　　(1)粗集料应该选用坚硬、无风化、表面粗糙洁净的石料。其技术指标应满足规范要求。
　　(2)粗集料的粒径规格宜符合沥青面层用粗集料规格的要求。
　　1.2 细集料
　　(1)细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配组成,其质量应符合规范要求。细集料的洁净程度:天然砂、机制砂以砂当量表示。
　　(2)改性沥青面层所有细集料全部采用石灰岩机制砂,机制砂制备必须采用石灰岩碎石磨制,不得使用石料破碎过程中表面剥落的石屑代替或磨制机制砂。石屑、天然砂、机制砂级配范围宜符合要求。
　　1.3 填料
　　(1)填料必须采用碱性石料磨细的矿粉,为了增加沥青与矿料之间的黏附性,用硬质岩做改性沥青面层时掺加2%的消石灰代替部分填料。
　　(2)矿粉应干燥、清净、无结块,其质量应符合要求。
　　(3)回收粉尘必须全部废弃,不得使用回收粉尘代替矿粉。
　　1.4 沥青
　　(1)改性沥青面层采用SBS改性沥青,沥青碎石层与普通沥青面层采用重交道路AH-70石油沥青。
　　(2)AH-70石油沥青的技术要求应符合规定。
　　2 配合比组成设计
　　2.1 目标配合比设计阶段
　　(1)沥青各面层混合料配比设计统一采用GTM设计法,传统的马歇尔设计法验证,适当调整沥青含量。沥青混凝土混合料目标配合比设计GTM工作参数如下:①垂直压力0.8 MPa;②旋转角度油压表0.8度;③成型温度143℃。(普通沥青);④试件成型控制:成型到极限平衡状态。
　　(2)采用工程实际使用的材料, 首先计算出各种矿料的掺配比例,配成符合规范要求的矿料级配范围,确定矿料级配,选择5组不同的油石比分别进行拌和,在143℃成型温度下,以GTM成型试件。
　　(3)综合GTM成型的不同油石比的试件密度以及其他体积参数,结合马歇尔试验检验结果,确定最佳沥青用量以及目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
　　(4)选择4~5组不同的油石比,在2.1.1的设计原则下用GTM方法成型试件。分别测定不同油石比混合料的毛体积相对密度,计算出混合料的空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA。
　　(5)根据GTM设计指标确定最佳油石比。
　　(6)根据配合比设计检验指标检验沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性。
　　2.2 生产配合比设计
　　(1)首先根据目标配合比设计的各种矿料掺配比例确定各冷料仓的供料比例、进料速度。
　　(2)拌和机点火使设备处于正常运转状态,骨料的温度与生产中的温度一致后,从各热料仓取样筛分,确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制室使用,同时,反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡。
　　(3)用GTM方法进行生产配合比设计,确定生产配合比最佳沥青用量下相应混合料毛体积相对密度作为施工控制用标准密度。
　　2.3 生产配合比验证
　　(1)拌和机按生产配合比结果进行试拌,铺筑长200 m试验段,并取样进行GTM验证,同时从路上钻芯检测空隙率大小,由此确定生产用的标准配合比。试拌试铺必须由业主、施工单位、监理等有关各方共同参加实施,用以确定以下内容:确定拌和机的上料速度、拌和产量、拌和温度等操作工艺。确定合理的机械数量及机械组合方式。确定摊铺温度、速度,碾压顺序、温度、速度、遍数等。确定松铺系数,验证沥青混合料配合比,验证施工组织的适应性。
　　(2)试验段开工报告须经驻地办审核后报总监、业主审批。标准配合比的矿料合成级配中,至少应包括0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值,并避免在0.3 mm~0.6 mm处出现“驼峰”。对确定的标准配合比,宜再次进行车辙试验和水稳定性检验。
　　(3)在拌和场按JTG F40—2004标准取样,进行沥青含量和矿料筛分试验,并在沥青混和料摊铺压实冷却后钻芯取样进行压实度、厚度、空隙率、沥青饱和度的检查。现场检测高程、横坡度、宽度、平整度等指标。
　　(4)试验段完成后,承包人按确定(1)的内容写出试验段总结,驻地办审核后报总监办、业主审批后,正式开工。
　　3 施工设备
　　3.1 拌和设备
　　(1)拌和厂应在其设计、协调、配合和操作方面,都能使生产的混合料符合生产配合比设计要求。拌和厂必须配备足够试验设备的试验室,并能及时提供使监理工程师满意的试验资料。
　　(2)热拌沥青混凝土采用间歇式有自动控制性能的拌和机拌制,拌和设备冷料仓数量必须满足集料种类要求,且不得少于6个,同时能够对集料进行二次筛分,能准确地控制温度、拌和均匀度,计量准确、稳定,设备完好率高,拌和机的生产能力不低于240 t/h。
　　(3)拌和机应具有计算机自动采集及自记装置,在拌和过程中能逐盘打印沥青及各种矿料的用量及集料温度等各项参数。
　　(4)拌和机热矿料二次筛分用振动筛不宜少于4个,且应符合所拌和的沥青混合料规格的要求,筛孔尺寸应该与拌和的沥青混合料类型相匹配,不同级配必须配制不同的筛孔组合,最大筛孔宜略大于混合料的公称最大粒径,至少采用4个筛子,包括3 mm～4 mm筛子,6 mm筛子,在6 mm筛子和最大筛孔间再选择一个筛子,筛网不得有破损或变形,其安装角度应根据材料的可筛分性、振动能力等由试验确定。
　　(5)要配备500 t以上的沥青贮存罐,且具有保温加热功能。
　　(6)计量装置应由计量部门进行检验和核正准确,拌和机的生产油石比应由试验室作出准确标定。
　　3.2 运输设备
　　(1)用干净有金属底板的较大吨位自卸翻斗车辆运送混合料,车槽内不得粘有杂物。为了防止尘埃污染和热量过分损失,运输车辆应用棉被覆盖,车槽四角应密封坚固。
　　(2)沥青混合料运输车的运量应较拌和能力或摊铺速度有所富余,施工过程中摊铺机前方应有3~6辆料车处于等待卸料状态,保证连续摊铺。
　　3.3 摊铺设备
　　(1)进行作业的摊铺机必须为组合式3台(12 m以上),2台摊铺,1台备用,年限要求为近1年内购置的进口设备,其性能等同或不低于于VOGELE-2100型以上,并配有强夯熨平板以提高初始密实度,同时具备240 t/h以上(含240 t/h)沥青混合料拌和转运机2台。摊铺机开工前应提前0.5 h~1 h预热熨平板不低于100℃。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。摊铺机应有振动夯板或可调整振幅的振动熨平板的组合装置,夯板与振动熨平板的频率,应能各自单独调整。
摘 要:GTM沥青混凝土是一种新型的路面结构,文章以河北唐曹高速公路的路面工程为例,重点总结了GTM沥青混凝土路面施工过程中的质量控制方法。
　　关键词:GTM沥青混凝土;施工过程;质量控制
　　Abstract:GTM is a new type of asphalt concrete road structure, the article by Cao Tang Hebei Expressway road project as an example, summed up the focus of GTM asphalt pavement construction in the process of quality control methods.
　　Key words:GTM asphalt concrete;construction process;quality control

　　沥青路面的车辙、水损害等早期病害是公路建设中困扰多年的问题,而应用GTM设计的沥青混凝土是解决沥青路面早期病害的有效方法。GTM设计的沥青混凝土密度较高,用油量较马歇尔设计方法要低。GTM法采用旋转揉搓压力成型,克服了马歇尔制件、垂直、击实的不足,较好地应用了仿真学,较真实地模拟路面材料实际受力状况和预测材料到服务期限末的应力应变力学性质,从而减少或避免路面材料的早期破坏。GTM成型时试件被压实到了最终使用状态,与马歇尔成型的试件相比,GTM试件密度大,空隙率和矿料间隙率低,设计沥青用量少,能最大限度地防止沥青路面产生车辙。
　　下面以唐曹高速公路路面工程为例予以说明。
　　1 材料要求
　　1.1 粗集料
　　(1)粗集料应该选用坚硬、无风化、表面粗糙洁净的石料。其技术指标应满足规范要求。
　　(2)粗集料的粒径规格宜符合沥青面层用粗集料规格的要求。
　　1.2 细集料
　　(1)细集料包括天然砂、机制砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配组成,其质量应符合规范要求。细集料的洁净程度:天然砂、机制砂以砂当量表示。
　　(2)改性沥青面层所有细集料全部采用石灰岩机制砂,机制砂制备必须采用石灰岩碎石磨制,不得使用石料破碎过程中表面剥落的石屑代替或磨制机制砂。石屑、天然砂、机制砂级配范围宜符合要求。
　　1.3 填料
　　(1)填料必须采用碱性石料磨细的矿粉,为了增加沥青与矿料之间的黏附性,用硬质岩做改性沥青面层时掺加2%的消石灰代替部分填料。
　　(2)矿粉应干燥、清净、无结块,其质量应符合要求。
　　(3)回收粉尘必须全部废弃,不得使用回收粉尘代替矿粉。
　　1.4 沥青
　　(1)改性沥青面层采用SBS改性沥青,沥青碎石层与普通沥青面层采用重交道路AH-70石油沥青。
　　(2)AH-70石油沥青的技术要求应符合规定。
　　2 配合比组成设计
　　2.1 目标配合比设计阶段
　　(1)沥青各面层混合料配比设计统一采用GTM设计法,传统的马歇尔设计法验证,适当调整沥青含量。沥青混凝土混合料目标配合比设计GTM工作参数如下:①垂直压力0.8 MPa;②旋转角度油压表0.8度;③成型温度143℃。(普通沥青);④试件成型控制:成型到极限平衡状态。
　　(2)采用工程实际使用的材料, 首先计算出各种矿料的掺配比例,配成符合规范要求的矿料级配范围,确定矿料级配,选择5组不同的油石比分别进行拌和,在143℃成型温度下,以GTM成型试件。
　　(3)综合GTM成型的不同油石比的试件密度以及其他体积参数,结合马歇尔试验检验结果,确定最佳沥青用量以及目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
　　(4)选择4~5组不同的油石比,在2.1.1的设计原则下用GTM方法成型试件。分别测定不同油石比混合料的毛体积相对密度,计算出混合料的空隙率VV、矿料间隙率VMA和沥青饱和度VFA。
　　(5)根据GTM设计指标确定最佳油石比。
　　(6)根据配合比设计检验指标检验沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性。
　　2.2 生产配合比设计
　　(1)首先根据目标配合比设计的各种矿料掺配比例确定各冷料仓的供料比例、进料速度。
　　(2)拌和机点火使设备处于正常运转状态,骨料的温度与生产中的温度一致后,从各热料仓取样筛分,确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制室使用,同时,反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡。
　　(3)用GTM方法进行生产配合比设计,确定生产配合比最佳沥青用量下相应混合料毛体积相对密度作为施工控制用标准密度。
　　2.3 生产配合比验证
　　(1)拌和机按生产配合比结果进行试拌,铺筑长200 m试验段,并取样进行GTM验证,同时从路上钻芯检测空隙率大小,由此确定生产用的标准配合比。试拌试铺必须由业主、施工单位、监理等有关各方共同参加实施,用以确定以下内容:确定拌和机的上料速度、拌和产量、拌和温度等操作工艺。确定合理的机械数量及机械组合方式。确定摊铺温度、速度,碾压顺序、温度、速度、遍数等。确定松铺系数,验证沥青混合料配合比,验证施工组织的适应性。
　　(2)试验段开工报告须经驻地办审核后报总监、业主审批。标准配合比的矿料合成级配中,至少应包括0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值,并避免在0.3 mm~0.6 mm处出现“驼峰”。对确定的标准配合比,宜再次进行车辙试验和水稳定性检验。
　　(3)在拌和场按JTG F40—2004标准取样,进行沥青含量和矿料筛分试验,并在沥青混和料摊铺压实冷却后钻芯取样进行压实度、厚度、空隙率、沥青饱和度的检查。现场检测高程、横坡度、宽度、平整度等指标。
　　(4)试验段完成后,承包人按确定(1)的内容写出试验段总结,驻地办审核后报总监办、业主审批后,正式开工。
　　3 施工设备
　　3.1 拌和设备
　　(1)拌和厂应在其设计、协调、配合和操作方面,都能使生产的混合料符合生产配合比设计要求。拌和厂必须配备足够试验设备的试验室,并能及时提供使监理工程师满意的试验资料。
　　(2)热拌沥青混凝土采用间歇式有自动控制性能的拌和机拌制,拌和设备冷料仓数量必须满足集料种类要求,且不得少于6个,同时能够对集料进行二次筛分,能准确地控制温度、拌和均匀度,计量准确、稳定,设备完好率高,拌和机的生产能力不低于240 t/h。
　　(3)拌和机应具有计算机自动采集及自记装置,在拌和过程中能逐盘打印沥青及各种矿料的用量及集料温度等各项参数。
　　(4)拌和机热矿料二次筛分用振动筛不宜少于4个,且应符合所拌和的沥青混合料规格的要求,筛孔尺寸应该与拌和的沥青混合料类型相匹配,不同级配必须配制不同的筛孔组合,最大筛孔宜略大于混合料的公称最大粒径,至少采用4个筛子,包括3 mm～4 mm筛子,6 mm筛子,在6 mm筛子和最大筛孔间再选择一个筛子,筛网不得有破损或变形,其安装角度应根据材料的可筛分性、振动能力等由试验确定。
　　(5)要配备500 t以上的沥青贮存罐,且具有保温加热功能。
　　(6)计量装置应由计量部门进行检验和核正准确,拌和机的生产油石比应由试验室作出准确标定。
　　3.2 运输设备
　　(1)用干净有金属底板的较大吨位自卸翻斗车辆运送混合料,车槽内不得粘有杂物。为了防止尘埃污染和热量过分损失,运输车辆应用棉被覆盖,车槽四角应密封坚固。
　　(2)沥青混合料运输车的运量应较拌和能力或摊铺速度有所富余,施工过程中摊铺机前方应有3~6辆料车处于等待卸料状态,保证连续摊铺。
　　3.3 摊铺设备
　　(1)进行作业的摊铺机必须为组合式3台(12 m以上),2台摊铺,1台备用,年限要求为近1年内购置的进口设备,其性能等同或不低于于VOGELE-2100型以上,并配有强夯熨平板以提高初始密实度,同时具备240 t/h以上(含240 t/h)沥青混合料拌和转运机2台。摊铺机开工前应提前0.5 h~1 h预热熨平板不低于100℃。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。摊铺机应有振动夯板或可调整振幅的振动熨平板的组合装置,夯板与振动熨平板的频率,应能各自单独调整。