Superpave混合料施工工艺与质量过程控制技术研究
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摘要
Superpave混合料是随着高速公路的高温车辙、低温开裂和水损害等日益严重的病害应运而生的一种新型混合料，具有很高的剪切强度、抗车辙和抗变形能力。由于Superpave混合料是一种连续级配的骨架嵌挤密实结构，属于较难施工、较难压实的混合料范畴，施工过程中易出现的离析问题是该类混合料的固有缺陷，严重影响了混合料的路面质量和路用性能。虽然目前国内外已对离析这一问题给予了足够的重视，但对Superpave这种特殊的混合料，在施工工艺与质量控制方面却缺乏系统的研究。本文针对Superpave混合料在生产和施工过程中出现的离析问题，对其产生原因及预防控制方法进行了系统的研究。
本文首先从Superpave混合料的设计出发，分析了传统混合料的设计概念—认为只要设计出理想的混合料就可以铺筑出理想路面的片面性；通过对Superpave混合料在机械化施工过程中离析产生的原因与机理的研究，认为沥青混合料的摊铺均匀性及路面质量与施工设备参数的调整及施工工艺密切相关，而不仅仅依赖于混合料的设计。
文章从生产设备结构和骨料的物理特性出发，在生产和施工现场采用红外温度摄像仪和核子密度仪等仪器跟踪检测，分析了混合料生产、施工过程中产生各种离析的原因，解决了搅拌设备和摊铺设备的参数标定和调整问题；同时根据具体的混合料形式，提出了相应的消除和减少离析的方法，并对各自的消除机理和效果分别进行阐述，指出要有效地消除和减少离析，须采用其它辅助方式及对现有设备结构进行调整和改进等措施。
通过对施工设备结构的标定与调整，在现有混合料施工工艺的基础上，根据高速公路所处的地理位置、环境条件及交通量等，针对Superpave这种特殊的混合料，依据研究成果因地制宜制定了一套施工工艺，对其在施工过程中材料、设备、施工工艺等综合提出相应的离析控制与预防措施；并通过具体的现场取样分析与室内试验研究，对施工设备进行了整体优化及匹配。检验结果表明，合理的生产方法和施工工艺能有效消除和减少混合料的离析，提高混合料的路用性能。
Superpave HMA is a new type mix, it has developed along with the incessant development of freeway disease increasingly serious, such as high temperature rut, low temperature crack and water damage. And it has great shearing strength, highly resistant to rutting and distortion, therefore, this type mix emerged as the time require and has been used for its advantage in some construction of highways of overseas and home. As Superpave is unique to series grade and coarse-graded mixtures, belongs to the category of mix rather difficultly construct and compact. So a number of segregation problems do existing easily is the inherent defect of the type mix during the course of construction, which seriously affects the mixing quality and performance. At present operators of freeway in overseas and home have given enough regard to segregation of hot mix asphalt, however, for Superpave mix especially, there is no systemic research on the problem of construction technology and quality control. For solving this problem, the causation and eliminating methods of the construction technology were studied systemically in the placement of Superpave mixture.
This reporting began with the design ideas of Superpave mixture, analyzed one-sidedness of traditional design concept, many think it is probable to pave ideal road only if design the ideal mixture. According to the study on reasons and mechanisms of Superpave mixture segregation in mechanized construction process, a new mixing design concept was put forward. It is considered that the placement uniform of HMA, layer quality, the parameter adjusting of equipment and construction technology is all correlated nearly, not just relied on the mix design.
Staring from structure of the production equipment and the physical character of aggregate, constructors introduced infrared photography and nuclear gauge and so on advanced apparatus in the job locations. Several segregation reasons of mixture in production and construction were analyzed. The parameter calibration and adjusting of mixer and pave were revealed. According to the material mixture, different elimination principle and methods to minimize segregation were discussed and corresponding mechanisms and effects were expatiated severally. The results indicated that it is necessary to use auxiliary means or improve the existing structure
本文首先从Superpave混合料的设计出发，分析了传统混合料的设计概念—认为只要设计出理想的混合料就可以铺筑出理想路面的片面性；通过对Superpave混合料在机械化施工过程中离析产生的原因与机理的研究，认为沥青混合料的摊铺均匀性及路面质量与施工设备参数的调整及施工工艺密切相关，而不仅仅依赖于混合料的设计。
文章从生产设备结构和骨料的物理特性出发，在生产和施工现场采用红外温度摄像仪和核子密度仪等仪器跟踪检测，分析了混合料生产、施工过程中产生各种离析的原因，解决了搅拌设备和摊铺设备的参数标定和调整问题；同时根据具体的混合料形式，提出了相应的消除和减少离析的方法，并对各自的消除机理和效果分别进行阐述，指出要有效地消除和减少离析，须采用其它辅助方式及对现有设备结构进行调整和改进等措施。
通过对施工设备结构的标定与调整，在现有混合料施工工艺的基础上，根据高速公路所处的地理位置、环境条件及交通量等，针对Superpave这种特殊的混合料，依据研究成果因地制宜制定了一套施工工艺，对其在施工过程中材料、设备、施工工艺等综合提出相应的离析控制与预防措施；并通过具体的现场取样分析与室内试验研究，对施工设备进行了整体优化及匹配。检验结果表明，合理的生产方法和施工工艺能有效消除和减少混合料的离析，提高混合料的路用性能。
Superpave HMA is a new type mix, it has developed along with the incessant development of freeway disease increasingly serious, such as high temperature rut, low temperature crack and water damage. And it has great shearing strength, highly resistant to rutting and distortion, therefore, this type mix emerged as the time require and has been used for its advantage in some construction of highways of overseas and home. As Superpave is unique to series grade and coarse-graded mixtures, belongs to the category of mix rather difficultly construct and compact. So a number of segregation problems do existing easily is the inherent defect of the type mix during the course of construction, which seriously affects the mixing quality and performance. At present operators of freeway in overseas and home have given enough regard to segregation of hot mix asphalt, however, for Superpave mix especially, there is no systemic research on the problem of construction technology and quality control. For solving this problem, the causation and eliminating methods of the construction technology were studied systemically in the placement of Superpave mixture.
This reporting began with the design ideas of Superpave mixture, analyzed one-sidedness of traditional design concept, many think it is probable to pave ideal road only if design the ideal mixture. According to the study on reasons and mechanisms of Superpave mixture segregation in mechanized construction process, a new mixing design concept was put forward. It is considered that the placement uniform of HMA, layer quality, the parameter adjusting of equipment and construction technology is all correlated nearly, not just relied on the mix design.
Staring from structure of the production equipment and the physical character of aggregate, constructors introduced infrared photography and nuclear gauge and so on advanced apparatus in the job locations. Several segregation reasons of mixture in production and construction were analyzed. The parameter calibration and adjusting of mixer and pave were revealed. According to the material mixture, different elimination principle and methods to minimize segregation were discussed and corresponding mechanisms and effects were expatiated severally. The results indicated that it is necessary to use auxiliary means or improve the existing structure
引文
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4．沙庆林 沥青路面[M] 北京：人民交通出版社 1984．12
5．程泽梅 沥青混凝土面层施工中的质量控制[J] 山西建筑 2004．1 Vol．30．No．2
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10．苏斌 机械原因造成的沥青路面骨料离析及解决方法[J] 筑路机械与施工机械化 2003．3
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12．贾渝 高性能沥青路面Superpaver技术实用手册[S] 南京：江苏交通科学研究院 2005．2
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21．何挺继，展朝勇 现代公路施工机械[M] 北京：人民交通出版社 1999．6
22．倪寿璋 筑路机械[M] 北京：人民交通出版社 1979．1
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58．赵济海，王哲人，关朝雳 路面不平整度的测量分析与应用 2000．10
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61. Bryant,L.j. "Effect of Segregation of an Asphalted Concrete Mixture on Extracted Asphalt Percentage" Proceeding Association of Asphalt Paving Technologist. Vot. 36 PP207-217 2003.4
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