国产泡沫沥青冷再生设备在普通公路中的应用(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】图4 XCL300R型泡沫沥青冷再生设备 在施工过程中出现连续多辆自卸车中的泡沫沥青混合料离析。且摊铺后在摊铺前进方向右侧出现规律性的单侧离析,离析
图4 XCL300R型泡沫沥青冷再生设备
在施工过程中出现连续多辆自卸车中的泡沫沥青混合料离析。且摊铺后在摊铺前进方向右侧出现规律性的单侧离析,离析程度较严重,如图5所示。经分析后认为:当集料在传送带上时物体与传送带处于相对静止状态。当集料脱离传送带时做斜上抛运动,运动过程与集料质量皆无关,当粗、细集料下落时合速度相等。根据动能定理
图5 单侧离析
式中:A为动能的改变量;F为集料落地时受到的摩擦阻力;m为集料的质量;v1、v2分别为集料的初速度与末速度。
初状态相同,末状态皆为静止,即动能的改变量与质量成正比。所以粗集料动能的改变量大于细集料动能的改变量,假设落地时受到摩擦阻力相同(实际细集料所受阻力>粗集料所受阻力),由δA=FL得:粗集料所滚动的距离大于细集料所滚动的距离。所以传送带的速度越快,造成的离析越严重。
离析的混合料在摊铺时受螺旋分料器作用向道路两侧分散,其中大粒料受内、外摩擦力作用容易被送往螺旋两外侧,且摊铺宽度越大,离析越严重[7],更加剧了单侧离析。
针对单侧离析采取以下两点措施进行调整:一是降低传送带速度;二是在传送带端口适当位置设置挡板,当集料下落时通过防止混合料出现单侧离析。但降低传送带运行速度的弊端是工程进度将会受影响。
2.3 摊铺
泡沫沥青混合料经自卸车运至现场由RP903摊铺机进行摊铺作业。根据《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521—2019),摊铺系数暂定为1.3。经试验段压实后计算实际摊铺系数。首次摊铺过程中便遇到十分棘手的问题——摊铺裂纹,如图6(a)所示。经压路机碾压后裂纹仍然存在,类似于病害中的龟裂,如图6(b)所示。出现裂缝将会大大降低泡沫沥青层的承载能力。
从外观上观察细集料与泡沫沥青形成的“点焊状”胶结料与粗集料包裹良好。将现场取样的泡沫沥青混合料进行级配、含水量、水泥含量、沥青含量等检测。经检测后,各项参数符合设计要求。
室内试验确认无误,进行现场施工工艺及机械参数检验。通过查阅《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521—2019)》:熨平板振幅以高频低幅为宜。不同摊铺机的频率及振幅存在差异,RP903型摊铺机也是首次应用于泡沫沥青混合料摊铺,没有具体的参考数据。根据摊铺机频率范围确定高频区间,以频率分别为:30、35、40 Hz和振捣行程为0.2 cm进行现场摊铺试验。最终经现场试验确定熨平板振频为40 Hz,振捣行程为0.2 cm,振捣速度为800 r·min-1,在以上参数下所摊铺的路面外观平整,初始压实度满足规范要求,如图6(c)所示。
图6 裂纹
2.4 压实
压实过程由XD123E双钢轮振动压路机以前进静压、后退低幅高频振动的方式碾压3遍,最后使用XP263K胶轮压路机碾压6遍,边角处用小型机械进行碾压。碾压完成后确定摊铺系数为1.35。经压实度检测,该碾压工艺下的泡沫沥青混合料的压实度满足规范所要求(规范要求压实度≥99%(基于试验室标准密度))。
2.5 现场泡沫沥青混合料性能检测
截取输送皮带上未加入泡沫沥青的混合料进行筛分,筛分结果表明现场混合料级配与设计级配偏差在允许的误差范围内。另外,取已拌制好的泡沫沥青混合料成型马歇尔试件,经养生后进行干湿劈裂试验、冻融劈裂试验及车辙试验。试验结果见表1、2。
表1 冻融劈裂试验干ITS/湿ITS//%
表2 动稳定度试验动稳定度/(次·mm-1)7 6468 2327 231
2.6 试验路观测
泡沫沥青混合料经铺筑完成后,建议养护3 d再开放交通,立即开放交通后会造成路面一定程度的损坏。对已经铺筑5 d的泡沫沥青混合料进行取芯,如图7所示。所取芯样外形较为完整,芯样骨架密实型结构特征明显,无裂纹与离析现象。随后对所取芯样进行15 ℃劈裂试验,试验结果为0.81 MPa,满足规范要求。图8为开放交通数日的泡沫沥青冷再生路面,路面情况良好,无变形、裂缝及剥落等情况,冷再生效果良好。
图7 施工5 d后芯样
图8 开放交通数日后路面
3 结 语
(1)室内XLB10P发泡设备缺少泡沫沥青混合料拌和装置,因此泡沫沥青混合料拌和难度较大。在设计拌和装置的基础上,如何做到不影响泡沫沥青膨胀率和半衰期还需要进一步研究。
(2)现场泡沫沥青技术性质检测表明:XCL300R与室内XLB10P设备的性能参数相匹配,某70#沥青在160 ℃、3%发泡用水量条件下发泡效果良好,泡沫沥青混合料性能稳定。为避免出厂离析,传送带运行速度“宜慢不宜快”。同时泡沫沥青罐体积较小,会影响工程进度。
文章来源:《机械工程材料》 网址: http://www.jxgcclzz.cn/qikandaodu/2021/0428/428.html
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