提高公路路面沥青混凝土强度、降低沥青消耗

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1、20XX年度华北油田QC小组活动成果【QC成果】提高公路路面沥青混凝土强度、降低沥青消耗小组名称:发表人:单位名称：20XX年6月30日目录一、小组概况2二、课题选择及目标设定4三、现状调查5四、原因分析11五、主要结论和目标12六、巩固措施和下一步计划15、小组概况小组自20XX年成立，人员主要是工程技术服务处试验检测站和 工程一处的员工.工作涵盖了我公司的产品质量的检测和试验.小组 自成立以来，在“优化配合比设计、降低沥青消耗、提高沥青混凝土 强度”这个课题方面进行了活动和研究.为了提高工程质量、提升经 济效益，我们小组成员通力合作，集思广益，取得了可喜的成绩.20XX 年10月我们的彩色

2、沥青混凝土路面技术应用项目，荣获中国石油 华北油田公司“精细与创新-第七届青年科技成果报告会”三等奖.表1:小组简介小组名称：成立时间：20XX年3月注册编号：1001本次活动时间：20XX.3.120XX.11.30组长：活动次数：10次顾问：小组类型:现场型QC教育时间：6 0小时/人制表人:万梅表2:小组成员状况简介职务职务姓名学历性别年龄现在岗位1组长试验检测中心主任2组员工程技术服务处主任3组员工程师4组员工程师5组员助理工程师6组员助理工程师7组员助理工程师8组员助理工程师9组员工程处主任10组员技术员11组员助理工程师制表人:二、课题选择及目标设定1、 沥青含量与路用性能：沥青含

3、量的大小，是控制沥青混凝土的重要指标，如果沥青含油 量大，沥青路面容易产生车辙、拥包、搓板、泛油等现象.例如:20XX 年我们修的北站路红绿灯停车交叉路口,就是因为沥青混合料的沥青 用量偏高或细料偏多，造成路面的车辙、拥包等现象.如果沥青含量小, 沥青路面容易出现松散、坑槽等现象.例如:20XX年采油三厂光明路 也出现了松散、坑槽.确定沥青混合料的沥青含量从本质上讲是设计一个合理的沥青 膜厚度.通常认为，混合料中有效沥青的膜太薄固然不行，但太厚了将 使游离的自由沥青太多，成为集料产生相对位移的润滑剂.沥青混合 料中沥青的用量，对沥青混合料的路用性能影响非常大，当沥青用量 很少时，沥青不足以形成

4、结构沥青的薄膜来黏结矿料颗粒，随着沥青 用量的增加，结构沥青逐渐形成，使沥青与矿料之间的黏附力随着沥 青用量的增加而增加；当沥青用量足以形成薄膜并充分黏附在矿粉颗 粒表面时，沥青胶浆具有最高的黏附力，随后，如果沥青用量过多,逐 渐将矿粉颗粒推开,在颗粒间形成未与矿粉交互作用的“自由沥青”, 则沥青胶浆的黏结力随着自由沥青的增加而降低.当沥青用量增加到 某一用量时，沥青混合料的黏结力主要取决于自由沥青，随着沥青用 量的增加,沥青不仅起着黏结剂的作用，而且起着润滑剂的作用，从而 降低了粗集料的相互密排作用，也就减少了沥青混合料的内摩擦角.因此，沥青用量应控制在一个合理的范围内，最佳沥青用量是配合比

5、 设计中的一项重要工作.2、对于半刚性路面而言，如果基层未发生破坏，那么车辙都是在 沥青混凝土面层上产生的.而路面面层高温稳定性差的主要原因有如 下几个方面:沥青混凝土含油量过高，沥青对温度的敏感性高,粗集料 偏少或破碎面少导致嵌锁力下降，细集料中河砂用量过多，沥青混凝 土压实度满足不了要求等等都会影响沥青混凝土面层的质量.沥青混合料配合比设计,是路面施工的关键.必须考虑诸多因素. 今年的沥青混合料配合比设计.我们改变了以往的配合比设计.响应 华北油田科技创新,坚持低碳发展，践行精细化管理，走出了一条有华 北油田特色的科学发展之路.首先工程技术服务处，在总结历年施工 经验的基础上，从沥青混合料

6、配合比设计下手，适当调整沥青混合料 沥青含量，按“经济、适用”原则作了适当的调整调高了碎石骨料的 用量，降低了细集料用量,不仅提高了沥青混合料的强度,还节约了沥 青用量.三、现状调查1、马歇尔稳定度试验：我国规范规定用马歇尔试验方法确定沥青用量.根据当地的实践 经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA, 初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配.沥青混合料中沥 青用量表示方法有油石比和沥青含量两种.本试验依据为JTGE20XX011沥青混合料马歇尔稳定度试验,采用标准击实法制作沥青混 合料试件，供实验室进行沥青混合料物理力学性质试验使用.以下是 20XX年至20XX

7、年马歇尔稳定度试验结果：AC-13马歇尔稳定度试验结果试验结果技术标准2010 年2011 年2012 年2013 年油石比5.0%5.0%4.8%4.6%稳定度8KN10.412.313.313.8流值2-4mm3.42.62.62.7AC-16马歇尔稳定度试验结果试验结果技术指标2010 年2011 年2012 年2013 年油石比4.8%4.6%4.4%4.2%稳定度8KN9.511.011.612.3流值2-4mm3.32.62.62.52、车辙是指在路面上车辆集中通过的位置沿道路纵向产生的带 状凹槽.在一个行车道上它总是成双出现，使路表呈现凹陷，如W形状. 车辙是高速公路沥青路面的一

8、种主要病害，是导致路面破坏的主要原 因.随着我国高等级公路建设的迅猛发展,交通量、车辆荷载的不断增 大和车辆行驶的渠道化，车辙病害有进一步加剧的趋势，为此，必须给 予充分的关注.在影响沥青混合料高温性能的所有因素中，油石比是一个重要的 影响指标.我们通过对两种级配类型(AC-16C、AC-13C)进行的大量车 辙试验，分析不同油石比对沥青混合料高温车辙的影响.(1)级配选用：研究表明夏季高温车辙主要发生在上、中面层，所以我们一般采 用两种级配类型:AC-13C和AC-16C并在每种级配中采用三种级配曲 线走向进行车辙试验.沥青采用重交通70号沥青.其级配曲线走向图 见图1、图2.图1 AC-1

9、6C级配曲线图120.000-u-Tf MEf-级配卫T-怒m图2 AC-13C级配曲线图(2)车辙试验结果：按上述采用的级配1、2、3分别成型不同油石比车辙板试件并采 用自动车辙仪，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20XX011)进行试验,试验结果见表1、表2.表1 AC-16车辙试验结果AC-16油石比(%)变形1变形2动稳定度DS(次/mm)级配13.51.7651.8934921.94.51.4111.5175943.45.51.7721.9733134.3级配23.81.0331.09610000.04.81.0061.0749264.75.81.2641.34875

10、00.0级配33.81.1861.2638181.84.51.3841.4945727.35.51.8632.2861400.0表2 AC-13车辙试验结果AC-13油石比（%）变形1变形2动稳定度DS（次/mm）级配13.81.4141.4947875.04.81.1631.2408181.85.81.6961.8394405.6级配23.90.9491.0139843.84.91.2211.2968400.05.91.5491.6585779.8级配34.51.2461.3139403.05.51.6091.7195727.36.51.7621.9174064.5为了更直观的发现动稳定DS

11、的变化规律,将其用图表的形式表 现出来，见图3-图8.油石比（%）图3 AC-16级配1 DS12000）100008000600040002000mm校如定稳动3.84.85.8油石比（%）图4 AC-16级配2 DS9000800070006000500040003000200010003.84.55.5油石比（%）图5 AC-16级配3 DS900000000000OOOOOOOO 007654321 )mE校遍定稳动油石比（%）图6 AC-13级配1 DS1200010000遍定稳动1000080006000400020003.94.95.9油石比（%）图7 AC-13级配2 DS4.

12、55.56.5油石比（%）图8 AC-13级配3 DSnuoooooooonuoooooooo987654321mm阪塞定稳动从表1、表2和图3-图8可以看出,沥青用量对混合料的抗车辙 能力有极为明显的影响.随着沥青用量的不断增大沥青混合料抵抗车 辙变形能力逐渐降低.只有级配1出现一次增大的情况.可能与沥青 含量过低及级配有关.因此，适当减少沥青用量，加大压实功，使混合 料充分嵌挤，不留下大的空隙率是提高沥青路面高稳定性能的重要措 施通过马歇尔试验确定出各级配曲线的最佳沥青用量,AC-16级配1、2、3的最佳油石比分别为4.3%、4.7%、4.9%； AC-13级配1、2、 3的最佳油石比分别

13、为4.7%、5.1%、5.6%.然后在最佳油石比下进行 了车辙试验，其结果如表3所示.表3最佳油石比下车辙试验结果级配类霎最佳油石t比变形变形DS （加）AC-16级配4.31.388:1.4846562.5级配4.71.128:1.1949545.5级配4.91.9112.132:2850.7AC-13级配4.71.053，1.122:9130.4级配5.11.011.0597411.8级配5.61.2311.356，5049.0四、原因分析从表3及图3-8中可以看出，随着沥青用量的不断增大，车辙动稳 定度不断降低，混合料抵抗车辙变形的能力明显减少，这表明,在沥青 混合料组成中，沥青用量对混合料的抗车辙能力有极为显著的影响. 其主要原因是由沥青性质决定的，沥青用量较少时，沥青混合料具有 较高的劲度，随着沥青用量的增加，自由沥青相对比例逐渐增大，沥青 混合料劲度随之降低.从试验结果中可以发现,单从高温车辙方面考虑,在最佳沥青用 量下混合料抵抗车辙变形的能力并不是最好的，这是因为最佳沥青用 量的确定是综合各方面的因素设计出来的，高温性能仅仅是其中一个 方面,此外,在实际的路面施工中，还要考虑路面的水稳性能、疲劳破 坏性能以及耐老化性能等多方面的指标.其次,沥青路面的破坏并不 是完全由于高温性能不足引起的，因此,不能单一地只