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[摘要]沥青混凝土是一种常见的工程施工材料,尤其是在公路工程和水利工程中应用十分广泛,工程类别不同,沥青混凝土所发挥的作用有所不同,本文对沥青混凝土在公路和水利工程中的应用差异性进行分析和探讨,为公路和水利工程建设提供相应的理论指导。
[关键词]沥青混凝土;公路工程;水利工程;差异性
随着我国工程建设进度的不断推进,公路工程、水利工程项目越来越多,建设规模也越来越大,在公路工程和水利工程建设过程中,沥青混凝土可以增加工程的稳定性、牢固性以及防渗性,使得工程项目质量得到提升。在不同的工程项目中,沥青混凝土所发挥的作用略有不同,比如作用部位不同、施工所用的机具不同、施工技术及要求不同等。因此,在具体施工过程中,应该要对工程情况进行分析,并且要加强对沥青混凝土的适用范围的分析和研究,从而确保公路和水利工程建设过程中能够应用科学合理地沥青混凝土材料,提高工程项目的质量。
1、工程部位的差异
公路工程中沥青混凝土主要用于公路路面部位(图1),施工过程中的材料为沥青、粗集料、细集料、填料等,而水利工程中沥青混凝土主要用于土石坝心墙部位(图2),除沥青以外,包括矿质材料及添加剂等,两者在应用上均按照沥青混凝土结构特性试验及配合比结论进行沥青混凝土热伴,分别运输至公路路面或土石坝心墙部位铺筑碾压达到通车运输、防渗及稳定功能的工程实体。
2、施工材料的差异
公路工程与水利工程应用的沥青混凝土在取料上存在一定的差异性,见表1。在公路路面施工过程中,沥青混凝土的材料主要有沥青、粗集料、细集料、填料等,在沥青材料的拌和过程中,应根据施工技术标准对各种材料的比例进行确定,沥青混合料根据沥青标号及粘度、气候条件、铺筑层厚来确定,集料烘干残余含水率不大于1%。在水利工程项目施工过程中,使用的主要材料是沥青、骨料、矿粉等,由于对防渗性能的要求较高,因此在对各种材料进行配备时应符合有关标准的规定,其配合比及配制方法应通过试验决定。
3、施工试验的差异
为了提高工程施工质量,在公路施工过程中对沥青材料的黏滞性、延性、感温性、粘附性、耐久性等,粗细集料的集料强度、颗粒形状、表面纹理、化学性质及集料吸水率等进行试验。对于水利工程而言,检测沥青材料的粘度与针入度、软化点、延伸度、溶解度、蒸发损失与针入度比、闪点与燃点、密度、水分及脆点,对粗细集料的集料强度、颗粒形状、表面纹理、化学性质及集料吸水率等试验,沥青混凝土在参数粘聚力(c)、内摩擦角(φ)值的确定上理论采用摩尔一库伦理论,实验结果采用三轴试验、拉压试验或直剪试验确定。
3.1公路施工沥青混凝土配合比试验和抗剪试验
沥青混凝土配合比试验通常采用马歇尔法和GTM法,马歇尔击实试验采用油石比,根据一般交通与重载交通试验的击实次数(75次、85次、100次)、稳定度(KN)、流值(0.1mm)、孔隙率(%)、饱和度(%)的取值进行区别。GTM法试验是体积指标在GTM 0.7MPa、GTM 0.9MPa、GTM 1.1MPa下的抗剪强度,稳定度(KN)、流值(0.1mm)、孔隙率(%)、饱和度(%)的取值进行区别。两种试验相比,马歇尔法比GTM法减少0.2%-0.5%的沥青用量,而沥青用量的适当降低,有利于提高沥青混凝土混合料的高温抗车辙能力。
在公路施工过程中应及时进行抗剪试验,不同层厚、不同温度、不同压强以及轴载作用次数对路面结构进行检测。路面结构不同层厚的抗剪强度不同,对8cm、12cm、15cm、18cm层厚进行试验,结果表明,随着层厚的增加稳定值不断增加,抗剪强度及抗剪安全系数较好,因此,从高温抗剪角度分析,应采用不同厚度组合,才能获得最佳抗剪结果。采用不同温度对抗剪强度进行试验,分别在60℃、65℃、70℃下养护10h,检验抗剪强度变化,结果表明,随着温度的升高,试件被再压密实,孔隙率降低,说明沥青混合料抗变形能力,在较高温度下能保持良好的抗剪性能。通过测定汽车轮胎不同接地压强来检测沥青路面的抗剪性能,采用0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa下,60℃养护10h,GTM检测结果表明,随着接触压强的增加,稳定的沥青混合料出现塑性状态,稳定性变差。不同轴载作用次数对沥青路面抗剪性能试验,路面在初期压密时,孔隙率降低的速率比较快,当降低到一定程度时,孔隙率减小速率逐步趋于平稳,混合料达到荷载下的最终密度。初期压实过程是一个塑性变化过程,路面变形后就不会回复。在荷载反复作用下,抗剪强度会重新增长,路面性能变坏。
3.2水利工程施工沥青混凝土配合比试验和碾压试验
沥青混凝土配合比是粗骨料、细骨料、矿粉和沥青材料相互配合的最佳组成比例。最主要是沥青混凝土的性能试验如容重、孔隙率、渗透系数、马歇尔稳定度及流值、稳定性及三轴试验。在水利工程施工过程中,采用不同的碾压遍数、碾压方式、碾压设备(1.5t和10t碾)以及碾压温度等对沥青混凝土进行现场碾压试验。施工过程中要进行阶段性的防滲试验,等沥青混凝土施工结束之后静置一段时间,待混凝土干燥之后进行防水测试,确保沥青混凝土防渗墙的防渗性能满足施工要求。
4、施工机具的差异
在公路和水利工程施工过程中,施工机具存在一定的差异性,主要有沥青混凝土生产系统、运输车辆、摊铺机、压路机、试验仪器等设备。在公路工程中,沥青混合料采用间歇式带计算机的拌和机,而水利沥青拌和设备一般采用转速为40-80r/min的双轴强制式搅拌机;沥青混凝土在路面施工工程中宜用大吨位自卸汽车中长距离运输,而水利心墙工程宜用20t改装保温自卸汽车中短距离运输;公路沥青摊铺采用宽口摊铺机,而水利工程则采用专用摊铺机;在公路和水利工程中的碾压设备分别为胶轮或钢轮带淋水的重型压路机和小吨位钢轮压路机,此外,两者所用的试验仪器设备也有所不同,公路工程采用车辙、抗剪及抗滑等仪器,水利工程采用渗透、容重等仪器。
5、公路与水利的质置检测差异性
在公路和水利工程施工过程中,按照不同的技术规范及时进行质量检验,对施工质量水平进行了解和掌握,从而能够对各种问题进行解决。
公路沥青路面的质量检测技术按照《公路沥青路面施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》,主要有自动弯沉测定仪法、激光弯沉测定仪法、路面弯沉检测法等,根据检测得到的数据可以对工程施工过程中的每一道工序质量进行控制,以及对原材料的配比和施工工艺进行调整,从而提高工程质量。水利工程沥青防渗墙的质量检测按照《土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范》进行,比如当沥青混凝土浇注密实后的孔隙率不大于3%时,可以确定为墙体是不渗水的,对于一些地震频发的地区,应该要加强沥青混凝土的塑性、粘弹性质的检测,在检测的时候要根据沥青混凝土防渗墙的施工要求,进行取样检测,确保沥青防渗墙的防渗性能。
6、施工标准的差异
在公路工程和水利工程中的施工标准也存在一定的差异性,公路沥青混凝土路面施工要求具有足够的强度和适宜的刚度、良好的稳定性和抗剪性,干燥收缩和温度收缩变形较小,表面应平整密实,沥青的拱度和面层的拱度应该要保持一致。在水利工程中,沥青混凝土防渗墙墙体应均匀完整,不得有混浆、夹泥、断墙、孔洞等,另外,在一些特殊情况下,要对施工工艺和方案进行调整,确保施工顺利进行。
结语:
综上所述,沥青混凝土作为一种常见的工程施工材料,在公路工程和水利工程施工过程中都有应用,本文对公路工程和水利工程在施工部位、材料、试验、机具、质量检测以及标准等方面进行了差异比较,可以看出,在不同的工程类别中,沥青混凝土在应用上存在很大的差异性,因此,在使用沥青混凝土的过程中,应根据具体的工程项目进行研究分析,才能提高工程施工质量。
[关键词]沥青混凝土;公路工程;水利工程;差异性
随着我国工程建设进度的不断推进,公路工程、水利工程项目越来越多,建设规模也越来越大,在公路工程和水利工程建设过程中,沥青混凝土可以增加工程的稳定性、牢固性以及防渗性,使得工程项目质量得到提升。在不同的工程项目中,沥青混凝土所发挥的作用略有不同,比如作用部位不同、施工所用的机具不同、施工技术及要求不同等。因此,在具体施工过程中,应该要对工程情况进行分析,并且要加强对沥青混凝土的适用范围的分析和研究,从而确保公路和水利工程建设过程中能够应用科学合理地沥青混凝土材料,提高工程项目的质量。
1、工程部位的差异
公路工程中沥青混凝土主要用于公路路面部位(图1),施工过程中的材料为沥青、粗集料、细集料、填料等,而水利工程中沥青混凝土主要用于土石坝心墙部位(图2),除沥青以外,包括矿质材料及添加剂等,两者在应用上均按照沥青混凝土结构特性试验及配合比结论进行沥青混凝土热伴,分别运输至公路路面或土石坝心墙部位铺筑碾压达到通车运输、防渗及稳定功能的工程实体。
2、施工材料的差异
公路工程与水利工程应用的沥青混凝土在取料上存在一定的差异性,见表1。在公路路面施工过程中,沥青混凝土的材料主要有沥青、粗集料、细集料、填料等,在沥青材料的拌和过程中,应根据施工技术标准对各种材料的比例进行确定,沥青混合料根据沥青标号及粘度、气候条件、铺筑层厚来确定,集料烘干残余含水率不大于1%。在水利工程项目施工过程中,使用的主要材料是沥青、骨料、矿粉等,由于对防渗性能的要求较高,因此在对各种材料进行配备时应符合有关标准的规定,其配合比及配制方法应通过试验决定。
3、施工试验的差异
为了提高工程施工质量,在公路施工过程中对沥青材料的黏滞性、延性、感温性、粘附性、耐久性等,粗细集料的集料强度、颗粒形状、表面纹理、化学性质及集料吸水率等进行试验。对于水利工程而言,检测沥青材料的粘度与针入度、软化点、延伸度、溶解度、蒸发损失与针入度比、闪点与燃点、密度、水分及脆点,对粗细集料的集料强度、颗粒形状、表面纹理、化学性质及集料吸水率等试验,沥青混凝土在参数粘聚力(c)、内摩擦角(φ)值的确定上理论采用摩尔一库伦理论,实验结果采用三轴试验、拉压试验或直剪试验确定。
3.1公路施工沥青混凝土配合比试验和抗剪试验
沥青混凝土配合比试验通常采用马歇尔法和GTM法,马歇尔击实试验采用油石比,根据一般交通与重载交通试验的击实次数(75次、85次、100次)、稳定度(KN)、流值(0.1mm)、孔隙率(%)、饱和度(%)的取值进行区别。GTM法试验是体积指标在GTM 0.7MPa、GTM 0.9MPa、GTM 1.1MPa下的抗剪强度,稳定度(KN)、流值(0.1mm)、孔隙率(%)、饱和度(%)的取值进行区别。两种试验相比,马歇尔法比GTM法减少0.2%-0.5%的沥青用量,而沥青用量的适当降低,有利于提高沥青混凝土混合料的高温抗车辙能力。
在公路施工过程中应及时进行抗剪试验,不同层厚、不同温度、不同压强以及轴载作用次数对路面结构进行检测。路面结构不同层厚的抗剪强度不同,对8cm、12cm、15cm、18cm层厚进行试验,结果表明,随着层厚的增加稳定值不断增加,抗剪强度及抗剪安全系数较好,因此,从高温抗剪角度分析,应采用不同厚度组合,才能获得最佳抗剪结果。采用不同温度对抗剪强度进行试验,分别在60℃、65℃、70℃下养护10h,检验抗剪强度变化,结果表明,随着温度的升高,试件被再压密实,孔隙率降低,说明沥青混合料抗变形能力,在较高温度下能保持良好的抗剪性能。通过测定汽车轮胎不同接地压强来检测沥青路面的抗剪性能,采用0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa下,60℃养护10h,GTM检测结果表明,随着接触压强的增加,稳定的沥青混合料出现塑性状态,稳定性变差。不同轴载作用次数对沥青路面抗剪性能试验,路面在初期压密时,孔隙率降低的速率比较快,当降低到一定程度时,孔隙率减小速率逐步趋于平稳,混合料达到荷载下的最终密度。初期压实过程是一个塑性变化过程,路面变形后就不会回复。在荷载反复作用下,抗剪强度会重新增长,路面性能变坏。
3.2水利工程施工沥青混凝土配合比试验和碾压试验
沥青混凝土配合比是粗骨料、细骨料、矿粉和沥青材料相互配合的最佳组成比例。最主要是沥青混凝土的性能试验如容重、孔隙率、渗透系数、马歇尔稳定度及流值、稳定性及三轴试验。在水利工程施工过程中,采用不同的碾压遍数、碾压方式、碾压设备(1.5t和10t碾)以及碾压温度等对沥青混凝土进行现场碾压试验。施工过程中要进行阶段性的防滲试验,等沥青混凝土施工结束之后静置一段时间,待混凝土干燥之后进行防水测试,确保沥青混凝土防渗墙的防渗性能满足施工要求。
4、施工机具的差异
在公路和水利工程施工过程中,施工机具存在一定的差异性,主要有沥青混凝土生产系统、运输车辆、摊铺机、压路机、试验仪器等设备。在公路工程中,沥青混合料采用间歇式带计算机的拌和机,而水利沥青拌和设备一般采用转速为40-80r/min的双轴强制式搅拌机;沥青混凝土在路面施工工程中宜用大吨位自卸汽车中长距离运输,而水利心墙工程宜用20t改装保温自卸汽车中短距离运输;公路沥青摊铺采用宽口摊铺机,而水利工程则采用专用摊铺机;在公路和水利工程中的碾压设备分别为胶轮或钢轮带淋水的重型压路机和小吨位钢轮压路机,此外,两者所用的试验仪器设备也有所不同,公路工程采用车辙、抗剪及抗滑等仪器,水利工程采用渗透、容重等仪器。
5、公路与水利的质置检测差异性
在公路和水利工程施工过程中,按照不同的技术规范及时进行质量检验,对施工质量水平进行了解和掌握,从而能够对各种问题进行解决。
公路沥青路面的质量检测技术按照《公路沥青路面施工技术规范》和《公路工程质量检验评定标准》,主要有自动弯沉测定仪法、激光弯沉测定仪法、路面弯沉检测法等,根据检测得到的数据可以对工程施工过程中的每一道工序质量进行控制,以及对原材料的配比和施工工艺进行调整,从而提高工程质量。水利工程沥青防渗墙的质量检测按照《土石坝碾压式沥青混凝土防渗墙施工规范》进行,比如当沥青混凝土浇注密实后的孔隙率不大于3%时,可以确定为墙体是不渗水的,对于一些地震频发的地区,应该要加强沥青混凝土的塑性、粘弹性质的检测,在检测的时候要根据沥青混凝土防渗墙的施工要求,进行取样检测,确保沥青防渗墙的防渗性能。
6、施工标准的差异
在公路工程和水利工程中的施工标准也存在一定的差异性,公路沥青混凝土路面施工要求具有足够的强度和适宜的刚度、良好的稳定性和抗剪性,干燥收缩和温度收缩变形较小,表面应平整密实,沥青的拱度和面层的拱度应该要保持一致。在水利工程中,沥青混凝土防渗墙墙体应均匀完整,不得有混浆、夹泥、断墙、孔洞等,另外,在一些特殊情况下,要对施工工艺和方案进行调整,确保施工顺利进行。
结语:
综上所述,沥青混凝土作为一种常见的工程施工材料,在公路工程和水利工程施工过程中都有应用,本文对公路工程和水利工程在施工部位、材料、试验、机具、质量检测以及标准等方面进行了差异比较,可以看出,在不同的工程类别中,沥青混凝土在应用上存在很大的差异性,因此,在使用沥青混凝土的过程中,应根据具体的工程项目进行研究分析,才能提高工程施工质量。