沥青混合料筛分小议.doc

毕 业 论 文论文题目：沥青混合料筛分小议系 部： 路 桥 工 程 系 专业名称： 道路桥梁工程技术 班 级： 09214 学 号： 41 姓 名： 乔 琦 指导老师： 黄 燕 完成时间： 2012 年 5 月 4 日目 录摘 要3前 言31 试验数据.4 1.1集料筛分结果41.2沥青混合料矿料级配设计4 2 数据分析52.1筛分方法直接关系到筛分结果5 2.2 筛分方法会影响沥青混合料配合比设计成果52.3 筛分方法对沥青混合料配合的影响63 混合料筛分对沥青路面的影响6 3.1 筛分方法对油石比的影响63.2 筛分方法不当对沥青路面的危害74 沥青混合料筛分法创新74.1 沥青混合料筛分方法改进建议7结束语 参考文献8沥青混合料筛分小议摘要：本文通过分别采用水洗法和干筛法对沥青路面粗、细集料进行筛分试验，对筛分结果进行了对比，分析了集料筛分方法对沥青混合料配合比设计造成的影响，从而对沥青混合料筛分方法进行讨论，得出不同沥青混合料筛分方法分别在沥青路面粗、细集料筛分中的优劣势。并试提出了改进方法。关键词： 混合料筛分 沥青混合料配合比设计 工程质量 前言在道路桥梁施工过程中，为检验和控制沥青混合料的施工质量，我们需要对沥青厂拌合机拌合的沥青混合料以及施工现场钻取的沥青路面芯样, 用溶剂抽提法测定油石比及矿料级配, 所得的矿料级配在细集料部分各粒径（2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm）的通过率比设计配合比中的相应粒径通过率要高。究其原因之一, 可归结为试验方法的差异所致。之所以产生这种系统误差是因为在沥青混合料配合比设计时, 粗、细集料筛分试验都直接采用干筛方法, 由于粘附在集料上的小于0.075mm的部分实际上无法与粗集料剥离, 而未计人该粒径通过率, 从而在配合比设计时未算进去; 而沥青混合料用溶剂抽提时, 颗粒上的粉料都经过溶剂冲洗, 计入矿粉中。这样一来, 必然造成两个筛分结果不一致。可见问题的症结在于0.075mm通过率的确定方法上。本文在高速公路路面沥青混合料目标配合比设计中, 分别采用水洗法干筛法及直接干筛法, 作粗、细集料筛分试验, 对结果进行了对比, 从试验数据反映出集料筛分方法对沥青混合料配合比设计的影响。长期以来, 对用于沥青路面的粗、细集料, 一般都有水洗法和干筛法两个方法。用一份集料干筛, 确定各个粒级的含量或通过率; 由于粘附在集料上的小于0.075mm的部分不经水洗是干筛不下去的, 所以另外用一份集料用水洗法确定集料中的小于0.075mm的部分含量, 对干筛法的结果进行校正。本文分别采用水洗法干筛法及直接干筛法, 作粗、细集料筛分试验, 对结果进行了对比, 从试验数据反映出集料筛分方法对沥青混合料配合比设计的影响。1 试验数据1.1 集料筛分结果（见表1）表1 集料筛分结果汇总表通过下列筛孔(方孔筛, mm)的质量百分率(% )集料名称筛分方法31.526.5191613 .29.54.752.361. 180 60 30. 150.075碎石水洗和干筛法10094.77.10.60.30.1O.lO.I0.1O.l0.10.10.119 31.5mm干筛法10094.77.00.60.3O.l0.10.10OOOO碎石水洗和干筛法10010093.560.626.93.40 60.60.60.60.60.60.49.5 19mm干筛法10010093.560.526.73.10.30.30.30.30.30.30.2碎石水洗和干筛法10010010010010098.36.61.21.21 21.21.20.74.759.5mm干筛法10010010010010098.35.90.50 50.40.40.40 4碎石水洗和干筛法10010010010010010096.162.442.536.730.226.812 1O 4.75mm干筛法10010010010010010095.657.234.527.920.516 79.6砂水洗和干筛法10010010010010010096.588.281.367 716.25 01O干筛法10010010010010010096.588.281.267.716.25O1.0矿粉水洗法10010010010010010010010010010099.296.081.11.2 沥青混合料矿料级配设计(l) 各种材料配合比例(见表2)(2) 设计沥青混合料矿料级配(见表3)表3 设计沥青混合料扩料级配沥青混合料类型级配成果通过下列筛孔(方孔筛,mm )的质量百分率(%)31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC251水洗、干筛法10099.182.371.361.153.839.730.925.922.513.010.46.1干筛法10099.182.271.361.153.739.429.724.020.610.88.15.4规范要求100100951007590628053734363325225421832132581851337AC201水洗、干筛法10010097.584.671.562.145 734 928.725.115.712.97.6干筛法10010097.584.671.462.045 333.326,322.612.910.16.8规范要求100100100100911007590628052723858284620341527102061448表2 沥青混合料各种材料配合比例沥青混合料类型材料名称碎石 1931.5mm碎石 9.519mm碎石 4.59.5mm石屑 04.75mm砂矿 粉AC251质量比(%C201质量比(%)O3915261552 数据分析2.1筛分方法直接关系到筛分结果由表1可见, 不管粗集料还是细集料, 采用水洗法和干筛法, 集料0.075mm通过率均大于直接干筛法。由于0.075mm通过率的不同, 必然导致其它粒级通过率不同, 尤其是相邻粒级。特别是石屑类粉尘含量高的材料, 差值更大。该例中石屑筛分结果，两种方法在2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒径，通过率绝对误差值分别为5.2,8,8.8,10.1,2.5。事实上, 粘附在集料上的小于0.075mm的部分不经水洗是干筛不下去的, 直接干筛法中0.075mm筛通过量不经水洗确定, 可以说是不准确的。因此, 对于相同的原材料,采用水洗法和干筛法及直接干筛法两种筛分方法,结果确有差异。而水洗法和干筛法比直接干筛法得出的筛分结果更准确。.2.2 筛分方法会影响沥青混合料配合比设计成果沥青混合料中矿料配合比例的确定直接来源于原材料的级配状况, 沥青路面矿料级配中0.075mm通过率至关重要。从表2 及表3 中看出, 不管是下层AC251还是中面层AC201在采用相同原材料,相同矿料配合比例情况下, 采用水洗法和干筛法筛分资料得到的混合料级配成果在2.36mm,1.18mm，0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒径通过率均比直接干筛法所得结果高。对AC251型两种方法在上述各粒径通过率绝对误差值分别为1.2,1.9,1.9,2.2,2.3,3.0,0.7；对AC201型两种方法在上述各粒径通过率绝对误差值分别为1.6,2.4,2.5,2.8,2.8,0.8.从筛分方法的不同所导致的原材料筛分结果差异规律, 可知以上混合料级配成果的差异是顺理成章的。因此可以作以下推论: (1)要求沥青混合料达到确定级配, 若采用直接干筛法, 在矿料配合比例中将增加矿粉用量。在沥青混合料配合比设计时, 若采用直接干筛法,在矿料配合比例中将增加矿粉用量。(2) 在沥青混合料配合比设计时, 若采用直接干筛法, 在4.75mm,2.36mm,0.075mm等关键粒径通过率达到规范要求中值时,从溶剂抽提法的结果, 反映出混合料矿料级配在这些粒级的通过率实际上并不在中值, 而是偏向高限。因此, 采用直接干筛法会导致沥青混合料配合比中矿粉用量的增加, 从而影响沥青混合料的路用性能。2.3 筛分方法对沥青混合料配合的影响不同筛分方法对沥青混合料配合的影响在生产配合比设计阶段可能比在目标配合比设计阶段要大。上述实例中, 委托方在送样作目标配合比设计时已对原材料进行了清洗, 粗、细集料中粉尘都较少。在这种情况下, 水洗法和干筛法与直接干筛法结果的差异仍是存在的。而在施工现场, 料场中原材料粉尘含量会更高。因此, 有理由相信, 在这种情况下, 两种筛分方法得出的筛分结果差异更大, 因而对沥青混合料配合比设计影响也会更大。3 混合料筛分对沥青路面的影响3.1 筛分方法对油石比的影响在沥青混合料拌合时，集料颗粒直径增大或减小, 油石比也将随着减小或增加,油石比的相对变化与石料颗粒直径的相对变化有直接的关系。严格控制集料颗粒直径的要求在实用上是很难实现的,现在筛分设备中只是粗、中粗、中细、细等几种筛分, 实际工程应用的各集料颗粒级配筛的孔眼分级尺寸的差别已远超过10 % , 显然同一级配集料颗粒直径相差也很大, 均匀拌和同一级配的各集料颗粒的油石比将相差很大, 不在同一级配集料颗粒的油石比将相差更大, 小颗粒的油石比将远超过大颗粒的油石比。因此, 在进行混合料筛分时, 每次从拌和料的取样的成品料中集料颗粒表面积与体积之比不一样, 油石比也不一样。因此，在混合料筛分时，应充分考虑颗粒的表面积与体积之比以及粉尘含量的影响，使现场油石比的测试更准确; 在集料中掺放人采用标准形状(如圆球形) 的测试集料颗粒,减少混合料中粉尘的含量，从沥青混凝土成品料对这种标准测试集料颗粒的油石比进行测试, 有可能提高现场油石比的测试速度和准确性。3.2 筛分方法不当对沥青路面的危害上文已经分析出，在沥青混合料配合比设计时, 若采用直接干筛法,在矿料配合比例中将增加矿粉用量。而在沥青混合料中，沥青和矿粉形成的沥青胶浆起着粘附粗细集料颗粒, 使沥青混合料凝聚在一起的作用。沥青胶浆中沥青与矿粉的相对比例影响着沥青胶浆的性质, 进而影响着沥青混合料的高温、低温等路用性能。若矿粉含量增加，沥青混合料表面积增大，导致油石比变低，沥青无法完全包裹石料，沥青胶浆的高温性能提高，低温性能降低，则路面容易出现塌陷，冬季开裂等情况。4 沥青混合料筛分法创新4.1 沥青混合料筛分方法改进建议对于筛分方法的改进，我们应该从以下几个方面考虑其可行性：设备成本、筛分时间、精确程度。通过对水洗法和干筛法的对比，我们可以知道水洗法可以减少集料表面的粉尘含量，减少粉尘对沥青混合料配合设计的影响，其试验准确度要优于干晒法。而干筛法除去了清洗集料以及烘干的时间，其试验效率要大于水洗法，适合快速检测。若要对现有的筛分方法进行改进，就必须在保证去除集料表面粉尘含量的情况下，减少试验的时间。我首先考虑对水洗法进行改进，即减少水洗法的试验时间。因为水洗法的试验时间主要耗费在对集料的清洗和烘干上，若要缩短这部分时间，只能考虑使用另一种更加快捷有效的清洗液对集料进行清洗。但由于考虑到这种方法成本过高，过程太繁杂，我放弃了这种改进方法，选择对干筛法进行改进。对于干筛法的改进，首要考虑的是在不对集料进行清洗的情况下如何尽可能剥离粗集料上面的粉尘。我想到是否可以用吸尘装置在筛分的同时对大于0.075mm的集料进行脱尘处理。于是我利用吸尘器和方孔筛对三份取自相同样本的混合料进行了简易的对比试验，第一组用传统的干筛法进行筛分，第二组组在筛分的同时利用吸尘器对大于0.075mm的筛进行脱尘处理，第三组组用水洗法进行筛分。得到的结果进行分析，发现进行脱尘处理的第二组筛分的2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm各粒径通过率绝对误差值要小于未进行脱尘处理的第一组筛。而且第一组和第二组试验时间大致相同，因此，我得到试验结果，利用吸尘装置在筛分时对集料进行脱尘处理的方法是初步可行的。但由于时间、资金等各种条件有限，我无法对这种筛分方法进行更加系统和深入的试验、改进和可行性研究，只能得到初步的结果，在以后的工作和学习中，我会对这个改进方法不断进行完善，希望对路桥建设做出自己的一点贡献。结束语因为直接干筛法有忽略部分粉料的先天缺陷，那就必须得在筛分方法上想办法弥补、修正。在公路工程集料试验规程(JTG E42-2005) 中严格区分了水泥混凝土与沥青混合料对集料的不同测试方法和要求。在集料筛分试验方面,对用于沥青路面的粗、细集料都要求分别进行了水洗法和干筛法。从试验数据上证明, 沥青路面集料的筛分试验无论对粗、细集料的原材料筛分进行目标配合比设计, 或者在沥青厂从拌和机二次筛分后在热料仓进行生