1、提高沥青路面综合质量的机械化施工与控制技术 长安大学 刘洪海 设备的选型与匹配 设备的参数调整与控制 材料的管理 施工工艺 施工过程控制 压实度与平整度的相对统一 （摊铺作业，后期平整度）平整度传递特性 （解决目前存在的低温碾压、压路 机不开振等问题）原材料管理 搅拌站操作 混合料运输 摊铺作业质量控制 压实作业质量控制 找平基准的特性与选择 跟踪检测与过程控制 平整度的传递特性 集料的来源 同一种规格的集料应来自同一个料场 集料分层堆放，旧料堆放高度小于1.5m 集料分隔堆放 细集料防雨措施 对出料温度影响 对油耗影响 对生产率影响 对残余含水量影响 地面硬化地面排水填料密封存放 沥青分罐存
2、放、设有取样器有防止沥青污染措施 如混入0.1%柴油，闪点降低27，针入度提高10（旧路面铣刨时应减少对材料的破碎）6.1 搅拌站分类（按工艺流程）间歇式 单滚筒 双滚筒 连续式 单滚筒 双滚筒l 静态称量准确度 动态称量准确度 骨料 0.5%1.5%粉料 0.5%0.5%沥青 0.3%0.1%l 筛分效率（标定生产率条件）筛分效率 8090%混仓率 10%l 温度计量准确度：3 l 温控精度：成品料出料温度应控制在设定 温度 5。l 沥青含量偏差：0.3%l 油耗：7Kg（标准状态）l 残余含水率：0.3%混合料的温降 混合料的碾压稳定 试验误差 排气温度 排尘：50mg/Nm3 林格曼黑度
3、“I”级。l 噪声：控制室 70dB 环境80dB1）冷料配料机 调节给料（开环、闭环）料门开度调节 剔除超限料 空料报警 安全装置 破拱装置2）干燥筒 燃烧器调节比 1:4 自动点火 火焰监控 燃烧两种燃油 自动温控 设保温层 风油比自动调节 负压自动调节 形成均匀料帘 残余含水率低3）筛分装置（斜筛、平筛、滚筒筛）筛分效率（合适的频率、振幅、面积、角度）自洁能力 维修方便 寿命长 l料仓设置合理l料仓容量l料位计l取样口l温度计l防离析措施（细料粘附于侧壁）l保温层l结构形式l计量精度及稳定性l计量补偿方式与配料误差l（多次关门，前一锅为基准，以矿料 为准）l计量顺序l充盈率l搅拌器的转速
4、l拌和的时间l拌和均匀性l叶片衬板寿命l拌叶间隙l 不同规格料分别标定 l 标定方法l 去除含水量l 取有代表性样本进行目标配合比设计l筛分效率l热料仓设置l级配形式及控制关键点l与冷料规格有对应关系l标准筛与振动筛的筛孔对应l不能超产量生产l热料仓有限分级l无法控制筛孔间集料粒度的变化l细集料的表面积系数l决定混合料质量的油膜厚度l拌和站为质量配比非容量配比l不能补料l检查堵筛与漏料l料量足够，具有代表性l考虑一级回收粉（经过一段稳定运转）l考虑二级回收粉填加量l充盈率的影响l 搅拌速度的影响l拌和时间对沥青老化的影响l有效拌和时间l拌和均匀性标准差l不同类型的设备应有不同的有效搅拌时间l拌
5、和时间的划分（何为有效拌和时间）l有代表性的不离析样品l取样数量nx取样数n23456置信区间（%）50.3350.1350.0850.0650.05nStXXnnn/)1)(2/1(分布值；取样数量；样品总体标准差；置信水平；个试样均值；个试样变动范围；ttnsnXnXnn 式中：l全程记录温度l全程记录配料l对不合格料的处理l热料仓的料位控制（稳定）l试验数据的变化趋势l过渡料仓，保温不超过12小时（无加热和密封，充CO2）l存在死角（有离析现象）l 表面覆盖l 大吨位卡车运料l 防粘结l开工前有4辆料车l后来先倒（起步时）l不撞摊铺机l适度制动l温度监测l过桥机l抱轮器l实现质量控制的主
6、要环节l基本思路牵引点扰动 L0是牵引臂的长度；L是传感器距熨平板后沿距离。厚度扰动 L0是牵引臂的长度；L是传感器距熨平板后沿距离。l 牵引点输入正弦激励 输出特解 )(1vltg)sin(12tvlHHtstHtHtssin)(基准分为固定基准和行走基准固定基准的要求 长度：150200 米；拉力：100kg;摊铺宽度6米以下，可采用一边挂线，另一边用横坡控制仪；栽桩间距10米（弯道除外）；hhhhhhnnGe21 21 212l振动频率、振幅l振捣频率、振幅l材料的固有频率v粘土 20HZv砂土+砾石 2429 HZv沥青混合料 4070 HZ 6）摊铺机的速度控制 稳定摊铺与速度的关系
7、；初压密实度与速度的关系；要求稳定连续摊铺，不时快时慢，时停时走。7）摊铺料位的控制 料位大于 螺旋位置；螺旋转速均匀；料位传感器正确调节。32 8）自动找平灵敏度和死区的设置 9）厚度调节滞后特性)1(12lxeHH式中：x 作业距离；l 大臂长度；阶跃激励；厚度响应。1H2Hx=1l 变化 63.2%x=2l 变化 86.5%x=3l 变化 95.0%10）防升与防降液压锁 在停机时起作用11）摊铺机起步 垫木板（杂木200400mm，3块）；木板厚度确定；)1(khhh为实测厚度；k为松铺系数。熨平板位置应合适；充分预热；初始工作角确定；自动找平的参数设置；起步基准的建立。12）摊铺过程
8、的检测 基准复测；厚度检测；平整度检测；横坡检测；高程测量；温度测量；表面离析情况检测；13、铺层缺陷与原因 出现的问题可能的原因油斑离析蜂窝波浪裂缝石料破碎表面撕裂下层粘层沥青过量*粘层沥青不匀 *基层过湿 *混合料混合料温度过低 *混合料温度过高 *混合料沥青过量*混合料沥青不足 *混合料过粗 *混合料过细 *摊铺机摊铺速度过快*摊铺离析*摊铺机操作不当*分料器调整不当*1）几种基本压实方法l 静力压实l 振动压实l 振荡压实l 冲击压实 2）几种基本的压路机型式l 双钢轮静作用压路机l 轮胎压路机l 双钢轮振动压路机l 组合压路机l 振动振荡压路机l 冲击式压路机 3）振动压路机工作速度
9、的确定 理论和实际均表明克服沥青的粘聚力，吸附力及石料嵌挤力，某点的受迫振动连续三次以上使颗粒处于振动状态，对压实特别有效。一般认为一个振动周期内行驶距离小于3cm便可满足上述要求。因此 V=0.108f 若 f=45Hz 则 V=4.9Km/h 经验表明压路机速度较快时，路面会产生 波纹，当一个周期内行驶距离小于2.5cm时，能保证较好的平整度和压实度。V=0.09f 若 f=45Hz 则 V=4.0Km/h4）振动频率及振幅 高频低幅5）轮胎压路机的特点与作业特性6）碾压高温 资料表明空隙率在很大程度上决定了路面质量对干密级配混合料路面，当空隙率为7%时，提高1%透水性成倍增长，当降到5%
10、时寿命提高成倍。试验表明碾压初温对混合料非常重要，温度每增加10压实效率提高16%，应在尽量高的温度下初压。（在不出现大的隆起，推移、裂纹、粘轮的情况下）7）避免过压与欠压 空隙率3%时，路面也会失稳。8）碾压距离确定 环境温度、风速和铺层厚度及下承层温度对混合料影响很大，因此应根据碾压初温与终了温度以前的允许时间及碾压速度确定。温降曲线测定9）碾压程序 初压 静力压实或振动压实 复压 振动压实 轮胎压实 振动遍数由试验段决定 终压 静力压实10）碾压基本规则 重迭宽度静碾 轮振动 20cm2131阶梯形停机有路拱和横坡 从外向、从底向高碾压；无路缘石、应离开边沿30cm40cm；先起步后起振
11、，先停振后停机 尽量采用自动起振功能间断喷雾状水尽量避免急转弯不要在刚铺好的路面上停机；缓慢起步缓慢停机路面缺陷与可能的原因 缺陷可能的原因 撕裂材料不匀压痕接缝不良横裂纹纵裂纹推移泛油材料压碎厚度与料径不合适*卡车制动或撞击摊铺机 *基础不良 *压路机操作不当 *混合料设计不正确*混合料离析*混合料温度低*层间移动 *过压 *表面温度过低 *影响路面平整度的基本因素 路面平整度是一个综合性指标，涉及施工各个环节的许多因素，是施工全过程各环节质量的最终体现，从影响的根源和机理上分为三个基本因素：a.摊铺作业与找平基准 对于带自动找平的浮动熨平板而言，主要有以下三个方面的影响：摊铺阻力的波动主要
12、是摊铺速度、材料和温度的不均匀，长车卸料；推移阻力主要是供料量和分料量的变化；牵引点高度的变化主要由下承层的高低不平引起。9、平整度传递特性b.碾压作业方面 材料离析、温度不均匀造成的密度阻力当特性不一致；压实力或压实力不一致；碾压轮工作过程中造成的材料推移；变换碾压方向、停机制动、起步等造成的隆起、压痕等缺陷。c.下承层不平整对铺层的传递 由于下承层凸凹变化铺层碾压过后压缩量不一致造成。下承层对平整度的影响下承层的影响 下承层的影响通过碾压显现单元体的受力通过单元体受力分析，可得传递规律1121VV式中：压实后体积；V压实前体积；1垂直应变；泊桑比2/1。V推导得：)21/()1(HH 上式表明下承层的凹凸情况会以相似的规律传递到压实后的上表面。因此为了控制成型路面平整度，必须将下承层的平整度控制在一定范围内。松铺层平整度的影响 摊铺机摊铺以后松铺层的平整度必须会反射到压实表面，由于预压密实度的影响和铺层厚度等因素的影响，这种反射也不是1比1的反射。绝对平整表面上摊铺的松铺层量化关系：)21/()2(HH 多种因素的综合影响 由于材料的非均匀性，摊铺及碾压过程的随机因素直接作用于成型过程中，因此大量的随机因素的作用会影响着路面平整度的传递，路面平整度的传递特性应包括以上三项，321)1(HHHH式中：H1下承层的不平整；H2松铺层的不平整；H3随机因素造成的不平整。
