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沥青路面早期破坏严重是多重原因共同作用的结果，而诸多沥青路面早期损害均是局部的、不均匀的，这种不均匀性体现了施工过程的变异性。本文依托某新机场项目，以沥青道面原材料质量指标检测数据为依据，研究原材料质量的变异性及其对沥青混合料路用性能的影响，并分析原材料质量变异性的产生原因，进而推荐一套系统实用的减小沥青道面原材料质量变异性的措施。 单粒级集料加工级配变异性 某新机场沥青路面表面层，粗集料采用玄武岩，细集料采用机制砂。 集料级配是表征集料质量的一项重要技术指标。集料级配的变异性直接影响沥青混合料级配的组成，从而影响沥青道面的质量。依据西跑道上面层SMA-13所用集料的现场检测数据分析其级配变异性。现分析9.5~16mm(1号料)、4.75~9.5mm(2号料)、2.36~4.75mm(3号料)和0~2.36mm(4号料)几种规格集料级配的加工变异性。 通过率均值和变异系数通过现场随机取得的10组样本统计量的均值求得，通过观察变异系数的变化幅度可以推出集料级配变异程度。集料加工级配有很大变异性，不同筛孔的变异性程度不同，变异范围为0.0318~0.7026。不同集料级配(单粒级级配)的变异性大小不同，甚至差别很大，1号料9.5mm筛孔通过率的变异系数为0.7026，其变异性为4种规格矿料中最大。此外，粒径较细规格的矿料的变异性相对较粗规格矿料大。 单粒级级配变异性对合成级配影响 为研究集料的加工级配对沥青混合料合成级配是否有影响以及影响程度，以下对此进行了分析。 由生产配合比1号料:2号料:3号料:4号料:矿粉=45%:28%:5%:12%:10%进行级配合成，进而对合成级配数据进行分析，以了解集料加工级配变异性对混合料合成级配的影响，由此可以针对合成级配影响程度较大的单粒级级配变异性加以控制。 不同筛孔通过率波动范围不同，0.075mm筛孔通过率的波动范围为-2.03%~1.97%，已经超出规范的限制范围，这仅是集料的加工级配变异性，如果加上拌和楼的筛分变异性，可能会有更多筛孔通过率波动和更大程度的超出规范范围。因此，有必要对集料加工变异性进行研究。 单档料对合成级配影响的灰关联分析 看出合成级配的细集料变异性大于粗集料变异性，这与单粒级集料变异性的分析结果相似。运用灰色理论能更好地说明单档料对合成级配的影响。 灰关联分析是一种系统分析，可以在不完全的信息中，对所要分析研究的各因素，通过一定的数据处理，在随机的因素序列中找到其关联性，提炼出影响系统的主要因素、主要特征和因素间对系统影响的差别。灰关联分析步骤包括：确定数据列，生成处理数据列，计算求差序列，计算灰关联系数，计算灰关联度和优势分析。 (1)选取分析数据。(2)原始数据作均值化处理。(3)建立求差数列。(4)求两级最大差(或最小差)。(5)计算关联系数。 根据上述计算可知，4档料变异性与合成级配变异性的相关程度最大的为1号料，还可得出1号料9.5mm筛孔和2号料4.75mm筛孔通过率变异性与合成级配变异性关系最密切，因此，在集料加工过程中应采取措施严格控制上述两个粒径集料的变异性，从而从料源上保证沥青混合料各项性能的稳定性。 变异性产生原因及应对措施 (1)料源。对于集料加工来说，采用岩石的料源性会影响加工集料的级配，由于我国岩石种类繁多、品种复杂，在进行沥青路面施工前有必要对当地主要材料进行调查，并针对岩性不同的岩石的集料粒径进行专题研究，从料源上保证破碎集料的级配稳定和颗粒分布。 (2)集料加工场所。场地应具有足够的面积来保证其布局合理，加工好的各类集料分开堆放，且分隔要清晰，否则不同规格集料易混放，造成级配不稳定，离析等，影响使用效果；部分集料加工场地未硬化，导致土、杂质易混入集料中，影响集料的洁净度和质量。 (3)破碎机筛板的材料。破碎机筛板在使用过程中出现筛孔变大或者破损等情况时，集料筛分过程中会与原配合比有一定偏差，影响集料级配的稳定性，因此应选择材料稳定性好、强度高、耐磨的筛板，并在使用过程中实时检查筛板情况，出现筛孔变大或者破损等情况时及时更换新的筛板。 (4)集料的破碎工艺。必须采用三级或三级以上破碎工艺。一级和二级不作特殊要求，通常第一级破碎用鄂式破碎机，第二级破碎用圆锥机或反击式破碎机，但最后一级破碎及回破破碎应采用反击式破碎机，确保材料规格满足要求。工艺流程建议为：喂料机→鄂式破碎机→振筛喂料机→圆锥破碎机→反击破碎机(＋引风除尘设备)→振筛机(＋引风除尘设备)→产品。 (5)破碎机产量的均衡性。要保持破碎机产量的均衡性，避免出现为赶工、赶时而盲目提高破碎机产量从而增大集料变异性的情况，如有必要可采取增加破碎机的措施，以保持破碎集料级配的稳定性。 (6)集料加工筛孔配置。控制的筛孔减少，则会造成混合料级配不能满足设计要求；控制的筛孔增加，则需配套增加拌和楼料斗，增加施工费用，因此混合料应控制的筛孔要合理化，建议只控制四五个关键性筛孔的通过率，通过几种规格集料的干涉作用，使其余筛孔的通过率也得到了有效的控制。 (7)除尘设备的选用。宜采用引风式除尘设备在破碎机及振动筛上进行除尘；采用水洗方式除尘时，宜与引风式除尘设备相配合使用。集料生产过程中，石场不采用引风式除尘设备，会导致0.075mm的通过率达不到要求；从降低成本的角度出发，在加工过程中，常采用整形设备来满足针片状指标要求，这种做法是不恰当的，会导致小于0.075mm的通过量大于17%，使合成级配中粉料太大，级配矿料间隙率很难满足要求。 (8)碎石设备调试。在集料生产前要对反击破碎机进行调试，并根据加工过程中的情况对破碎机进行调整，确保生产出的混合料级配曲线优良、稳定。生产前可通过调节套筒螺母改变集料粒径，并在生产过程中，利用停机间隙加以校核，使沥青混合料生产过程中所用集料在关键筛孔处的通过率保持相对稳定。 结语 (1)集料在沥青混合料结构中发挥骨架作用，是形成沥青混合料力学性能的重要因素。经过对西跑道上面层SMA-13所用9.5~16mm(1号料)、4.75~9.5mm(2号料)、2.36~4.75(3号料)和0~2.36mm(4号料)4种不同规格集料研究发现它们的加工变异性不同，加工级配变异系数范围为0.0318~0.7026。 (2)由于不同规格集料变异性对沥青混合料合成级配影响程度不同，采用灰关联分析法分别分析了上述4档集料对混合料合成级配的影响程度，发现影响程度较大的为1号料和2号料，其中1号料9.5mm筛孔和2号料4.75mm筛孔通过率变异性与合成级配变异性关系最密切。为了减小集料加工变异性，建议在集料加工场地、集料破碎工艺、破碎机产量均衡性、加工筛孔配置、除尘设备选用、碎石设备调试和集料取样方式等方面加以改进。 来源：中国沥青路面网 |
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