高强页岩陶粒在沥青混凝土路面中的研究与应用.doc

高强页岩陶粒在沥青混凝土路面中的研究与应用小组名称：湖北益通志远QC小组课题类型：创新型编写：发布：建设工程有限责任公司二〇一二年二月十四日高强页岩陶粒在沥青混凝土路面中的研究与应用——湖北益通建设工程有限责任公司【摘要】本QC课题针对陶粒与普通粗集料不同的特点、结合现有公路沥青路面施工技术规范，系统引入并论证了体积-质量转化法，成功制备并大规模应用了陶粒沥青混合料，其各项性能指标满足设计要求。通过对路用性能的对比检测和分析，与普通沥青混合料相比，陶粒沥青混合料具有优良的持续抗滑性能、吸音降噪、低温抗裂性、抗剥落性和经济性。研究和确定了适合陶粒的生产工艺和施工方法，科技成果达到国内先进水平，对开发页岩资源和陶粒代替普通粗集料在沥青混合料中大规模应用具有指导意义。【关键词】页岩陶粒普通粗集料沥青混合料路用性能经济性一、QC课题背景1、选题背景普通沥青混合料中粗集料一般采用石灰岩、辉绿岩和玄武岩等天然集料。页岩陶粒是由页岩烧胀而成的轻集料，其内部为蜂窝状微孔结构，外表为坚硬的釉质层，密度小，强度高。内部大量微孔外露，形成粗糙纹理；使路面具有优良的耐磨和持续抗滑性能。封闭、独立微孔多，使吸音能力强、模量低。可起到降低噪音、抗冻融的作用。细小微孔多，增大了陶粒的比表面积，使陶粒与沥青的粘附性强，沥青混合料的抗剥落性更好。另外页岩陶粒相对洁净，在拌合中扬尘少，能减轻对环境的污染。页岩陶粒沥青混合料在城市高速公路、隧道、桥面铺设中具有很好的推广应用价值，这种面层材料不仅具有持续抗滑、降低噪音等性能，而且能大大减轻桥梁自重，有效降低工程成本。2、工程简介宜昌市北门外正街综合改造工程，位于宜昌市老城区北门，起点为东湖一路，终点为西陵一路，道路全长1.9km。该工程中首次大规模应用高强页岩陶粒沥青混凝土摊铺技术。全段上面层1.9km铺设高强页岩陶粒沥青混凝土，下面层铺设400m高强页岩陶粒沥青混凝土。道路结构层为新建砼基层+6cm厚AC-20沥青混凝土下面层+4cm厚AC-13沥青混凝土上面层。该工程是国内首次在1.9km长的完整道路上铺设高强页岩陶粒沥青混合料，也是国内首次在道路下面层采用高强陶粒沥青混合料。很多学者和专家前来考察这条用陶粒铺设的道路。产生了一定经济效益和社会效益。二、QC课题成果1、《陶粒沥青混合料中页岩陶粒与沥青最优匹配方式的研究》在《中国城市经济》（国内统一刊号：CN11—4085/F、国际标准刊号：ISSN1008—9721）2011年第2期发表。2、《页岩陶粒在沥青混凝土路面中的研究与应用》—2010年宜昌市科技研究与开发指导性项目，经专家鉴定评审，达到国内先进水平。湖北省成果登记号：EK110802.3、《高强页岩陶粒沥青混凝土路面施工工法》被批准为企业级工法，并已完成省级工法的初审工作。三、主要内容1、分析比较陶粒与普通集料的毛体积相对密度、压碎值、洛杉矶磨耗值等性能指标的差异，提出适于陶粒沥青混合料的矿料配合比设计方法。2、针对陶粒表面的釉质层结构和不同的制作工艺，通过不同等级、不同烧成工艺的陶粒与普通沥青、改性沥青的粘附性试验，抗车辙能力及水稳性试验初步确定陶粒与沥青的最佳匹配方式。3、制备满足现行公路规范要求的连续级配陶粒沥青混合料、间断级配陶粒沥青混合料，通过试验段的铺设，提出适用于陶粒沥青混合料的生产及施工工艺。4、对陶粒沥青混合料与普通沥青混合料的路用性能进行对比检测和分析，挖掘陶粒沥青混合料具有的优良性能，并对上述两种沥青混合料的性价比进行分析，论证陶粒沥青混合料替代普通沥青混合料大规模应用的可行性。四、主要创新点1、提出并验证了适用于陶粒的沥青混合料配合比设计方法-体积质量转化法。由于陶粒的毛体积密度只有普通集料密度的60%左右，采用现有施工技术规范和设计方法设计的陶粒沥青混合料矿料间隙率偏大，导致油石比提高，高温稳定性降低，因此提出了体积-质量转化法，采用该方法设计并制备的沥青混合料能很好的达到施工技术规范的要求。2、提出适合陶粒沥青混合料的原材料最优搭配。针对陶粒表面釉质层结构、强度和密度等级的不同，通过对不同类型陶粒与普通沥青、改性沥青的粘附性试验，并结合连续级配陶粒沥青混合料的马歇尔试验、水稳定性试验结果，确定陶粒与沥青的最佳匹配方式。3、提出适用于陶粒的沥青混合料的生产工艺和施工方法。针对陶粒及陶粒沥青混合料的特点，并根据试验段铺设陶粒沥青混合料的经验，提出了原材料贮藏、拌合、运输、摊铺及碾压方法，形成了路面施工工法。五、QC课题实施过程从2010年初开始，本QC小组分析了课题的重点、难点和关键点，制定了每个阶段的实施计划，组织公司各单位的技术骨干和管理专家分3个阶段进行研究和攻关。在实施课题过程中，QC小组重点关注课题本身的适应性，坚持课题必须为生产和应用服务，必须与现场需求相吻合，反