QC成果提高公路路面沥青混凝土强度、降低沥青消耗

PAGEPAGE182013年华北油田QC小组活动成果【QC成果】提高公路路面沥青混凝土强度、降低沥青消耗小组名称称：发表人：单单位名称：2013年6月30日目录TOC\o"1-2"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc374707507"一、小组概况 2HYPERLINK\l"_Toc374707508"二、课题选择及及目标设定 4HYPERLINK\l"_Toc374707510"三、现状调查 5HYPERLINK\l"_Toc374707511"四、原因分析 11HYPERLINK\l"_Toc374707512"五、主要结论和和目标 12HYPERLINK\l"_Toc374707513"六、巩固措施和和下一步计划划 15一、小组概况小组自20100年成立，人员员主要是工程程技术服务处处试验检测站站和工程一处处的员工。工作涵盖了了我公司的产产品质量的检检测和试验。小小组自成立以以来，在“优化配合比比设计、降低低沥青消耗、提提高沥青混凝凝土强度”这个课题方方面进行了活活动和研究。为为了提高工程程质量、提升升经济效益，我我们小组成员员通力合作，集集思广益，取取得了可喜的的成绩。20012年10月我们的《彩彩色沥青混凝凝土路面技术术应用》项目目，荣获中国国石油华北油油田公司“精细与创新第七届青年年科技成果报报告会”三等奖。表1:小组简介介小组名称：成立时间：20010年3月注册编号：100—01本次活动时间：：2013.3.1～2013.11.30组长：活动次数：100次顾问：小组类型：现场场型QC教育时间：：60小时/人 制表人：万梅表2:小组成员员状况简介职务职务姓名学历性别年龄现在岗位1组长试验检测中心主主任2组员工程技术服务处处主任3组员工程师4组员工程师5组员助理工程师6组员助理工程师7组员助理工程师8组员助理工程师9组员工程一处主任10组员技术员11组员助理工程师 制表人： 二、课题选择及及目标设定1、 沥青含量量与路用性能能：沥青含量的大小小，是控制沥沥青混凝土的的重要指标，如如果沥青含油油量大，沥青路面容易易产生车辙、拥拥包、搓板、泛泛油等现象。例例如:2002年我们修的的北站路红绿绿灯停车交叉叉路口，就是是因为沥青混混合料的沥青青用量偏高或或细料偏多，造造成路面的车车辙、拥包等等现象。如果果沥青含量小小，沥青路面面容易出现松松散、坑槽等等现象。例如如：2006年采油三厂光明路也出出现了松散、坑坑槽。确定沥青混合料料的沥青含量量从本质上讲讲是设计一个个合理的沥青青膜厚度。通通常认为，混混合料中有效效沥青的膜太太薄固然不行行，但太厚了了将使游离的的自由沥青太太多，成为集集料产生相对对位移的润滑滑剂。沥青混混合料中沥青青的用量，对对沥青混合料料的路用性能能影响非常大大，当沥青用用量很少时，沥沥青不足以形形成结构沥青青的薄膜来黏黏结矿料颗粒粒，随着沥青青用量的增加加，结构沥青青逐渐形成，使使沥青与矿料料之间的黏附附力随着沥青青用量的增加加而增加；当当沥青用量足足以形成薄膜膜并充分黏附附在矿粉颗粒粒表面时，沥沥青胶浆具有有最高的黏附附力，随后，如如果沥青用量量过多，逐渐渐将矿粉颗粒粒推开，在颗颗粒间形成未未与矿粉交互互作用的“自由沥青”，则沥青胶胶浆的黏结力力随着自由沥沥青的增加而而降低。当沥沥青用量增加加到某一用量量时，沥青混混合料的黏结结力主要取决决于自由沥青青，随着沥青青用量的增加加，沥青不仅仅起着黏结剂剂的作用，而而且起着润滑滑剂的作用，从从而降低了粗粗集料的相互互密排作用，也也就减少了沥沥青混合料的的内摩擦角。因因此，沥青用用量应控制在在一个合理的的范围内，最最佳沥青用量量是配合比设设计中的一项项重要工作。2、对于半刚性性路面而言，如如果基层未发发生破坏，那那么车辙都是是在沥青混凝凝土面层上产产生的。而路路面面层高温温稳定性差的的主要原因有有如下几个方方面：沥青混混凝土含油量量过高，沥青青对温度的敏敏感性高，粗粗集料偏少或或破碎面少导导致嵌锁力下下降，细集料料中河砂用量量过多，沥青青混凝土压实实度满足不了了要求等等都都会影响沥青青混凝土面层层的质量。沥青混合料配合合比设计，是是路面施工的的关键。必须须考虑诸多因因素。今年的沥青混合合料配合比设设计。我们改改变了以往的的配合比设计计。响应华北北油田科技创创新，坚持低低碳发展，践践行精细化管管理，走出了了一条有华北北油田特色的的科学发展之之路。首先工工程技术服务务处，在总结结历年施工经经验的基础上上，从沥青混混合料配合比比设计下手，适适当调整沥青青混合料沥青青含量，按“经济、适用”原则作了适适当的调整，调调高了碎石骨骨料的用量，降降低了细集料料用量，不仅仅提高了沥青青混合料的强强度，还节约约了沥青用量量。三、现状调查1、马歇尔稳定定度试验：我国规范规定用用马歇尔试验验方法确定沥沥青用量。根根据当地的实实践经验选择择适宜的沥青青用量，分别别制作几组级级配的马歇尔尔试件，测定定VMA，初选一组组满足或接近近设计要求的的级配作为设设计级配。沥沥青混合料中中沥青用量表表示方法有油油石比和沥青青含量两种。本试验依据为JTGE20-2011沥青混合料马歇尔稳定度试验，采用标准击实法制作沥青混合料试件，供实验室进行沥青混合料物理力学性质试验使用。以下是2009年至2013年马歇尔稳定度试验结果： 2、车辙是指在在路面上车辆辆集中通过的的位置沿道路路纵向产生的的带状凹槽。在在一个行车道道上它总是成成双出现，使使路表呈现凹凹陷，如W形状。车辙是是高速公路沥青路面的的一种主要病病害，是导致致路面破坏的的主要原因。随随着我国高等等级公路建设设的迅猛发展展，交通量、车车辆荷载的不不断增大和车车辆行驶的渠渠道化，车辙辙病害有进一一步加剧的趋趋势，为此，必须须给予充分的的关注。在影响沥青混合合料高温性能能的所有因素素中，油石比比是一个重要要的影响指标标。我们通过过对两种级配配类型（AC-166C、AC-133C）进行的大量量车辙试验，分分析不同油石石比对沥青混混合料高温车车辙的影响。级配选用：研究表明夏季高高温车辙主要要发生在上、中中面层，所以以我们一般采用两种级配配类型：AC-133C和AC-166C并在每种级级配中采用三三种级配曲线线走向进行车车辙试验。沥沥青采用重交交通70号沥青。其其级配曲线走走向图见图1、图2。图1AC--16C级配曲线图图图2AC--13C级配曲线图图车辙试验结果：：按上述采用的级级配1、2、3分别成型不不同油石比车车辙板试件并并采用自动车车辙仪，按照照《公路工程程沥青及沥青青混合料试验验规程》（JTGEE20-20011）进行试验，试试验结果见表表1、表2。表1AC-116车辙试验结结果AC-16油石比（%）变形1变形2动稳定度DS（次/mm）级配13.51.7651.8934921.94.51.4111.5175943.45.51.7721.9733134.3级配23.81.0331.09610000.004.81.0061.0749264.75.81.2641.3487500.0级配33.81.1861.2638181.84.51.3841.4945727.35.51.8632.2861400.0表2AC-113车辙试验结结果AC-13油石比（%）变形1变形2动稳定度DS（次/mm）级配13.81.4141.4947875.04.81.1631.2408181.85.81.6961.8394405.6级配23.90.9491.0139843.84.91.2211.2968400.05.91.5491.6585779.8级配34.51.2461.3139403.05.51.6091.7195727.36.51.7621.9174064.5为了更直观的发发现动稳定DS的变化规律律，将其用图图表的形式表表现出来，见见图3-图8。从表1、表2和和图3-图8可以看出，沥沥青用量对混混合料的抗车车辙能力有极极为明显的影影响。随着沥沥青用量的不不断增大沥青青混合料抵抗抗车辙变形能能力逐渐降低低。只有级配1出现一次增增大的情况。可可能与沥青含含量过低及级级配有关。因因此，适当减减少沥青用量量，加大压实实功，使混合合料充分嵌挤挤，不留下大大的空隙率是是提高沥青路路面高稳定性性能的重要措措施。通过马歇尔试验验确定出各级级配曲线的最最佳沥青用量量，AC-16级配1、2、3的最佳油石石比分别为4.3%、4.7%、4.9%；AC-13级配1、2、3的最佳油石石比分别为4.7%、5.1%、5.6%。然后在最最佳油石比下下进行了车辙辙试验，其结结果如表3所示。四、原因分析从表3及图3--8中可以看出出，随着沥青青用量的不断断增大，车辙辙动稳定度不不断降低，混混合料抵抗车车辙变形的能能力明显减少少，这表明，在在沥青混合料料组成中，沥沥青用量对混混合料的抗车车辙能力有极极为显著的影影响。其主要要原因是由沥沥青性质决定定的，沥青用用量较少时，沥沥青混合料具具有较高的劲劲度，随着沥沥青用量的增增加，自由沥沥青相对比例例逐渐增大，沥沥青混合料劲劲度随之降低低。从试验结果中可可以发现，单单从高温车辙辙方面考虑，在在最佳沥青用用量下混合料料抵抗车辙变变形的能力并并不是最好的的，这是因为为最佳沥青用用量的确定是是综合各方面面的因素设计计出来的，高高温性能仅仅仅是其中一个个方面，此外外，在实际的的路面施工中中，还要考虑虑路面的水稳稳性能、疲劳劳破坏性能以以及耐老化性性能等多方面面的指标。其其次，沥青路路面的破坏并并不是完全由由于高温性能能不足引起的的，因此，不不能单一地只只考虑某一方方面的因素来来确定最佳沥沥青沥青用量量，而是要使使混合料的综综合性能达到到最佳。因此适当减少沥沥青用量，加加大压实功，使使混合料充分分嵌挤，不留留下大的空隙隙率是提高沥沥青路面高稳稳定性的重要要措施，尤其其是对超载车车和重载车特特别多的路段段，更是如此此。五、主要结论和和目标1、对同一种级级配曲线而言言，随着沥青青用量的不断断增大，动稳稳定度总体的的变化趋势是是减少的，抵抵抗车辙变形形的能力也随随之减弱。但但并不是说，沥沥青用量越小小，其抵抗车车辙的变形能能力也就越好好。2、由于油石比比对沥青混合合料抗车辙性性能有明显的的影响，在夏夏季炎热的高高温地区，在在配合比设计计得出的最佳佳沥青用量OAC的基础上，以以减少0.3%之后的沥青青用量作为设设计沥青用量量往往是适宜宜的。3、最佳沥青用用量是使混合合料各方面性性能达到最优优的沥青用量量，并不是抵抵抗高温车辙辙变形能力最最佳的沥青用用量，因此，单单从高温方面面来考虑，最最佳沥青用量量并不是最理理想的沥青用用量，而是要要低于这个用用量。4、施工时严格格控制沥青用用量对控制沥沥青混凝土的的质量有极为为重要的意义义，我们要用用科学的手段段和精密的仪仪器，为公司司拌和站的生生产提供可靠靠的试验数据据。5、在20099以后几年里里，我们加强强精细管理、促促进管理提升升，持续强化化技术改进，不不断调整级配配和沥青用量量，使沥青混混合料的综合合性能达到最最佳。按沥青青占混合料节节约0.2个百分分点计算，每每年生产1万吨沥青混混凝土节约沥沥青成本200万元，20113年路桥公公司生产了44万吨的沥青青混凝土，节节约沥青成本本80万元。通通过这些年调调整配合比和和沥青用量，既既保证质量，又又节约了能源源，降低了成成本，实现了了管理创新和和节能降耗。6、提高沥青混混凝土强度。在2013年油田矿区“五路一环”道路工程施施工中，采用用了优化的沥沥青混凝土配配合比设计，并并取得了较好好的成效。六、巩固措施和和下一步计划划我们的QC小组组活动，一贯贯以“持之以恒”作为活动原原则。为巩固固这次活动成成果，我们决决定：1、在明年的QQC小组活动动中，继续巩巩固今年的活活动成果，为为公司拌和站站提供可靠的的、科学的试试验数据；2、对小组成员员加强质量教教育。质量教教育可以使QC小组成员提提高质量意识识，充分认识识到产品质量量的重要性，增增强参与意识识，更加自觉觉地参加QC小组活动；；3、围绕企业的的经营战略、方方针目标和现现场存在的问问题，以改进进质量、降低低消耗，提高高人的素质和和经济