新型澆筑式瀝青混合料GMA配合比設計及施工

1、新型澆筑式瀝青混合料gma配合比設計及施工（廣東省長大公路工程有限公司，廣東廣州510000）摘要：根據“港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設計連續(xù)鋼箱梁橋面 鋪裝方案加速加載試驗研究”，結合英國形式的澆筑式瀝青混凝土（簡稱ma） 提出了一種新型的gma澆筑式瀝青混合料?；旌狭系氖┕すに嚰靶阅芗河谐醪?研究，但配合比設計標準流程及過程關鍵指標控制還未有一個系統(tǒng)研究，木文結 合港珠澳大橋鋼橋面鋪裝，提出系統(tǒng)的gma澆筑式配合比設計流程及施工過程 控制方面，為以后相同橋面鋪裝結構提供依據。關鍵詞：工藝參數，配合設計 橋梁施工.、八.、刖b港珠澳大橋工程粵港澳三地共同建設的主體工程總長約29.6km,主體

2、 工程分為橋梁工程和島隧工程，其中橋梁工程部分長約22.9km,島隧工程沉管 隧道長6.7km,為實現橋隧轉換設置兩個長度各為625m的島隧人工島。主橋鋼 橋面下面層采用gma10澆注式瀝青混合料，港珠澳大橋橋梁工程cb07標段起 止樁號為k22+083k29+237。木項目鋼箱梁橋面鋪裝方案為：30mm澆注式瀝青gma10 +38mm改性 瀝青sma-13o gma,即采用澆注式瀝青ga工藝實施ma澆注式瀝青，兼具ma 及ga混凝土的特點，見圖圖1鋼箱梁橋面鋪裝結構圖木報告主要針對行車道鋪裝下層、中央分隔帶、檢修道鋪裝層gma10瀝青混合料開展目標配合比設計。1室內配合比設計按照設計文件要求

3、，結合港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告的研究成果，gma10配合比設計分為兩步，第一步先進行me設計，第二步進行gma設計。me設計階段的評價指標為25°c的硬度，控制 影響因素為可溶瀝青含量。gma設計階段評價指標為馬歇爾穩(wěn)定度、流值、流 動性、硬度、車轍動穩(wěn)定度、沖擊韌性，控制影響因素為瀝青(含礦物質)含量。2.1 me設計2.1.1材料組成及me組成設計該混合料組成由混合瀝青+510mm碎石+a (2.360.6mm)、b (0.60.212mm)> c (0.2120.075mm)三個規(guī)格細集料+礦粉。依據設計文件要求，gma10用瀝青采用a7

4、0#基質瀝青+tla湖瀝青配制而成， a70#基質瀝青與tla湖瀝青的比例為30%： 70% (質量比)。湖瀝青采用特立尼達和多巴哥生產的天然湖瀝青(tla)o粗集料規(guī)格為510mm t東省 河源產輝長巖碎石。a、b、c三個規(guī)格細集料及礦粉為碳酸鈣含量85%的石灰 u-1右o根據港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設計階段鋼橋面鋪裝專題研究報 告成果(加速加載試驗)，初步擬合me設計級配，如表1所示：擬合me級配曲線如圖2所示：圖2 me級配設計曲線2.1.2 me可溶瀝青含量設計根據港珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設計階段鋼橋面鋪裝專題研究報 告(加速加載試驗)成果，參考bs1447： 1988的相關要

5、求，me可溶瀝青含量 控制范圍為14%17%,本報告設計可溶瀝青含量為13.5%、14.5%、15.5%、16.5%, 分別拌合me,拌合質量為50kg, me拌合工藝如表2所示：將拌合好的me成型3個硬度試件，硬度試件要求直徑不小于100mm, 高度不小于25mm,分別測試25°c條件下的硬度值，結果如表3,硬度與可溶瀝 青含量關系如圖3所示：圖3不同可溶瀝青含量下me硬度值（25°c）由圖3可知，可溶瀝青含量與me硬度值的相關性較好?？紤]沖擊韌性 和車轍動穩(wěn)定度的性能要求，25°c條件下me硬度值目標范圍為1.5-2.5mmo結 合珠澳大橋主體工程橋梁施工圖設

6、計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告成果，以及華 南理工大學指導意見，將me目標硬度值定為15 （0.1mm）,根據圖3關系曲線， me可溶瀝青含量最佳瀝青含量15.0%,對應的硬度值為15.2 （o.lmm）o2.2 gma10 設計根據設計文件與bs 1447:1993標準中的要求，gma10中粗骨料含量應 為45±10% （占瀝青混合料重量的比例）。參考港珠澳大橋主體工程橋梁 施工圖設計階段鋼橋面鋪裝專題研究報告成果，進行混合料拌制。選取粗集料含量50%,按照已確定的me最佳可溶瀝青含量15.0%,反 算gma10混合料中細集料、瀝青含量。gma10室內拌合工藝如表4所示：

7、將拌合好的gma10混合料測試流動性，并分別成型馬歇爾試件，硬度 試件，車轍試件（測試車轍動穩(wěn)定度、以及切制成250mm*30mm*35mm試件測 試沖擊韌性）。由于混合料在拌制過程中，影響混合料的主要因素為拌合時間和拌合溫 度，根據加速加載試驗設定目標拌合溫度為220°c, 220°c的混合料參數如表5、 表6：2.3 gma10性能驗證按照me最佳可溶瀝青含量15.0%,粗骨料含量為50%、me含量50%、 瀝青含量為11.18%,按照表4所述的工藝拌合gma10混合料。依據表6中室內拌合各時間段混合料性能，確定最佳拌合吋間為120mirio混合料性能指標如表7所示：2

8、.4室內配合比設計結論通過以上對gma10瀝青混合料配合比設計及混合料性能檢驗，其各項指標均滿足設計要求，其目標配合比如表&3施工過程控制3.1澆注式瀝青混合料的拌和(1) 礦粉加熱溫度礦粉加熱溫度目標值120°c,確定礦粉加熱設備的生產能力，并檢測礦粉加熱的 實際溫度值。(2) 石料加熱溫度澆注式瀝青混合料采用能對礦粉升溫干燥的拌和設備拌和。設定石料加 溫為280290°c,以拌和后混合料出料溫度達到220225°c為控制目標，復核 石料加熱溫度是否合適并作為調節(jié)風門大小的依據。(3) 拌和工藝a. 第一階段(瀝青拌和站)攪拌將加熱后的集料稱量并加入礦粉

9、，干拌10s使礦粉充分拌和均勻再加入已拌和均 勻的混合瀝青后，濕拌60s。拌和完成后目測混合料是否均勻無發(fā)白，如未達要 求則干拌時間控制在1020s之間調整，濕拌時間控制在6090s之間調整，干 拌和濕拌時間在試拌階段確定后正常情況下不作更改。試拌確定加料順序、干拌 和濕拌時間。b. 第二階段(cooker)攪拌澆注式瀝青混合料拌和后放入專用的拌和運輸車cooker中升溫拌合、 運輸。cooker攪拌速度固定至7轉/min (慢速)，不讓空氣中的氧氣進入澆注式 瀝青中，以減少結合料的氧化。在cooker中混合料拌和溫度控制在220230°c, 澆注式瀝青混合料在攪拌運輸車中攪拌至少4

10、0min,攪拌40min后開始每隔30 分鐘檢測混合料的流動度，通過檢測混合料的流動度來確定合理的攪拌時間。將拌和的第一車料作為試驗樣品，從混合料加入cooker開始，嚴格控 制拌和溫度，從40min> lh> 1.5h> 2.5h、3h依次取樣制件檢測流動度、車轍動 穩(wěn)定度等指標，建立各種指標相關性并確定混合料最佳性能與拌和時間段對應關 系，同吋確定合理的最長拌和吋間。3.2澆注式瀝青混合料的運輸(1) 先將拌和運輸車預熱至約160°c,裝入澆注式瀝青混合料后應不 停地攪拌升溫。對攪拌運輸車應設定好最高限制溫度(攪拌運輸車內溫度宜為 210220°c,最

11、高不宜超過240°c),同時觀測壓力表，以防止?jié)沧⑹綖r青混合 料的硬結。通過試驗檢測，建立每臺cooker車攪拌溫度、吋間、壓力與流動性 的相關曲線。(2) 運輸過程中，應關閉運輸罐上的上蓋，盡可能減少與空氣的接觸 和溫度的損失。(3) 運輸車底部設置彩條布以防止油水泄漏，每輛車將空調去掉防止 產生水滴。在進入施工區(qū)域前在輪胎清潔區(qū)必須將底盤及輪胎清掃干凈，防止泥 土等污染物帶入施工場地在清掃完成后鋪設5m的人工草皮過渡區(qū)進行輪胎的再 次清理。試驗過程中觀察記錄清理的效果。(4) 運輸車的數量應根據運距及拌和站的拌和能力確定，應保持前場 與后場間的有效聯系和施工的連續(xù)性。3.3澆注式

12、瀝青混合料的攤鋪在現場施工過程中，主要控制混合料施工時溫度，攤鋪速度、攤鋪厚度、 缺陷處理等。(1 )cooker運輸車到達3臺以上，確認瀝青混合料溫度200°c230°c, 流動性小于30s后開始施工。cooker倒行至攤鋪機前方，把混合料通過其后面的 卸料槽直接卸在下承層上。運輸車應保持與攤鋪機適當距離，一般不超過2m。 攤鋪機的布料器左右移動使熨平板前充滿混合料，并前行攤鋪混合料到規(guī)定厚度。(2) 攤鋪機的攤鋪速度設置為lm/min,在此基礎上驗證與拌和站的拌 和能力相匹配，不允許停機待料。(3) 厚度控制方法：由于澆注式攤鋪機自身的特點，影響攤鋪平整度 的部分因素來源于攤鋪機本身行走軌道平面的平整度，所以在澆注式瀝青卷的攤 鋪施工中，除了要對模板平面進行控制以外，還要對攤鋪機行走軌道的平整度進 行很好的控制。(4) 對攤鋪中出現的缺陷點應盡快用人工處理完畢，如發(fā)現有氣泡或 鼓包，用細尖頭工具對氣泡刺穿進行放氣處理。在該過程中需檢驗缺陷和氣泡處 理的效果及效率，確定其配備的人員數量。4結語通過對gma的研究，可系統(tǒng)的提出gma標準設計流程，各環(huán)節(jié)所要 驗證的各參數。以