浇注式沥青混合料(GMA)标准化施工工艺控制研究

浇注式沥青混合料(GMA)标准化施工工艺
控制研究
■ 柳爱明
（甘肃畜牧工程职业技术学院）
摘 要：钢桥面的施工环境较为严苛且对施工质量的要求较高，为了保证施工工艺寿命以及质量，对钢桥面的标准化施工工艺控制至为重要。

本文研究了浇注式沥青混合料的最佳拌和施工工艺，以拌和速率、温度和时间作为主要考察指标，测试不同条件下浇注式沥青混合料的性能。

关键词：浇注式沥青混合料，标准化施工，工艺特性，性能
DOI编码：10.3969/j.issn.1002-5944.2021.04.018
Research on Standardized Construction Process Control of Castable
Asphalt Mixture (GMA)
LIU Ai-ming
（Gansu Animal Husbandry Engineering Vocational and Technical College）
Abstract: Since the construction environment of steel bridge decks has higher requirements for construction quality, standardized construction process control is important to ensuring the lifespan and quality of the products. For this reason, this paper studies the optimal mixing construction technology of cast asphalt mixture. With mixing rate, temperature and time as the main indicators, the paper then tested the performance of cast asphalt mixtures under different conditions. Keywords: cast asphalt mixture, standardized construction, process characteristics, performance
标准实践
浇注式沥青混合料(GMA)综合了GA和MA的优势，其具有空隙率小的优点，含有的沥青及矿粉含量较高。

这种材料组成特点降低了材料自身的高温稳定性，因此，研究一种浇注式沥青混合料的最佳施工工艺是目前亟须解决的问题之一。

在高温条件下，浇注式沥青混合料的流动性较强，不需碾压即可具有良好的摊铺平整度以及密实性，且自身的黏度较高，可以与钢桥面板粘结保护钢板，耐久性较好。

该材料已用于世界上目前最大规模的单体钢桥面（港珠澳大桥钢桥面）铺装。

本文对浇注式沥青混合料(GMA)标准化施工工艺进行了研究，主要分析了GMA的拌和工艺，依据英国标准BS1447-1988和《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》标准，分析最佳控制条件。

1 浇注式沥青混合料(GMA)拌和工艺
浇注式沥青混合料的施工工艺中，主要是将
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原材料中矿粉与各种集料经过加热后，置于拌缸中进行拌和，拌和一定时间后加入沥青，维持一定的混料温度。

拌和站搅拌阶段时间较少，之后将移至封闭性较好的Cooker车中二次升温，并继续搅拌。

影响GMA老化性能的拌和控制参数主要包括拌和速率、温度和时间，最主要的影响因素是拌和温度。

拌和温度影响下，若温度较低，则GMA的老化程度不够，容易导致GMA材料不耐高温；若温度较高，则GMA材料严重老化，导致材料的疲劳性能以及低温性能较差。

受拌和时间的影响，若时间较
长，则容易增加材料的老化程度；时间较短则老化程度不够。

因此，必须整合各项研究数据，分析得出最优的拌和工艺，取到最佳数据。

为了实现控制参数的最佳条件获取，在其他条件相同下，仅通过改变拌和温度、时间进行实验，确定最佳参数控制条件。

本文以拌和温度和拌和时间作为考察指标，进行不同条件下的施工工艺试验。

确定的基本材料与施工运行信息为：使用的粗集料含量为50wt%，可溶性沥青含量为15wt%，加热集料后加入矿粉，矿粉加入的温度为100~120℃。

以拌和温度和时间作为变量，拌和温度范围为210~240℃，拌和时间为60~150min。

2 实验结果与分析
2.1 浇注式沥青混合料(GMA)的硬度值
考察不同拌和时间以及温度下的GMA材料硬度值，得到具体的实验结果如图1所示。

根据图1可知，在拌和时间同样的条件下，GMA 混合料的硬度值随拌和温度越高而越小，高温性能越强。

拌和温度同样的条件下，GMA混合料的硬度值随拌和时间越长而越小，高温性能越强。

2.2 浇注式沥青混合料(GMA)的贯入度
考察不同拌和时间以及温度下的GMA材料贯入度，得到具体的实验结果如图2和图3所示。

图1 浇注式沥青混合料(GMA)的硬度值
图2 浇注式沥青混合料(GMA)的贯入度
图3 浇注式沥青混合料(GMA)的贯入度增量
由图2和图3可知，在固定的拌和时间条件下，GMA混合料的贯入度增量和贯入度均随拌和温度的越高而减小，但其高温性能随着拌和温度的提高而提高。

在拌和温度同样的条件下，GMA混合料的贯入度和贯入度增量均随拌和时间的延长而减小，
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但其高温性能随着拌和时间的提高而提高。

2.3 车辙试验结果及分析
考察不同拌和时间以及温度下的GMA材料动稳定性，
得到具体的实验结果如图4所示。

图4 车辙试验结果
由图４可知，在拌和时间同样的情况下，拌和温度的越高，GMA混合料的动稳定度越大，高温性能越强。

在拌和温度同样的情况下，拌和时间越长，GMA混合料的动稳定度越大，高温性能越强。

2.4 拌和工艺对疲劳性能的影响
考察不同条件下的GMA混合料冲击韧性试验，用以评价其疲劳性能，具体试验结果如图5所示。

图5 拌和工艺对GMA材料疲劳性能的影响
由图5可知，在拌和温度同样的情况下时，拌和时间越长，GMA混合料的冲击扨性越小，实验体现了拌和时间越长，GMA混合料中的复合沥青老化程度越剧烈，其抗疲劳性能越弱。

在拌和时间同样的情况下，拌和温度越高，GMA混合料的冲击韧性越小，体现了拌和温度越高，GMA混合料的抗疲劳性能越弱。

3 结 论
（1）通过对GMA进行上述图1-图4的实验，得出了拌和工艺对GMA高温稳定性的影响。

结果表明：在拌和时间同样的情况下，GMA的高温稳定性随拌和温度的升高而增强。

在拌和温度同样的情况下，GMA的高温稳定性随拌和时间延长而越强。

（2）通过对GMA进行冲击韧性试验，研究了拌和工艺对GMA抗疲劳性的影响。

实验体现出：在拌和温度同样的情况下，GMA的抗疲劳性随拌和时间延长而降低；在拌和时间同样的情况下，GMA的抗疲劳性随拌和温度越高而越弱。

（3）根据上述条件结果对比得出，能使GMA材料发挥最优效果的拌和工艺为拌和温度为220℃，
拌和时间为120min。

参考文献
[1] 范志多,周国海. 浇注式沥青混凝土在钢桥面铺装中的应用[J]. 公路交通科技(应用技术版),2017,000(008):181-183.
[2] 侯贵,王选仓,孙耀宁,等. 严寒地区钢桥面浇注式沥青混凝土低 温性能试验研究[J]. 公路交通科技,2018,35(003):58-63,71. [3] 周骜,谢发祥,章登精,等. 基于修正Burgers模型的浇筑式沥青混 合料黏弹性参数确定方法[J]. 林业工程学报,2017,2(003):143-149.
[4] 王选仓,侯贵,孙耀宁,等. 寒冷地区浇注式沥青混凝土高温稳定 性与技术指标研究[J]. 公路交通科技,2018,35(11):48-54.
[5] 欧阳男. 高弹改性沥青应用于浇筑式沥青混合料的性能研究 [J]. 公路工程,2018,043(003):215-218,286.
作者简介
柳爱明，在职研究生，工程管理硕士，研究方向为工程造价。

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