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1、【QC成果】提高公路路面瀝青混凝土強度、降低瀝青消耗 小組名稱： 發 表 人：單位名稱： XX年6月30日目錄一、小組概況2二、課題選擇及目標設定4三、現狀調查5四、原因分析11五、主要結論和目標12六、鞏固措施和下一步計劃15一、小組概況小組自XX年成立，人員主要是工程技術服務處試驗檢測站和工程一處的員工。工作涵蓋了我公司的產品質量的檢測和試驗。小組自成立以來，在“優化配合比設計、降低瀝青消耗、提高瀝青混凝土強度”這個課題方面進行了活動和研究。為了提高工程質量、提升經濟效益，我們小組成員通力合作，集思廣益，取得了可喜的成績。2012年10月我們的彩色瀝青混凝土路面技術應用項目，榮獲中國石油華2、北油田公司“精細與創新-第七屆青年科技成果報告會”三等獎。表1:小組簡介 小組名稱：成立時間：XX年3月注冊編號：1001本次活動時間：XX.3.1XX.11.30組 長： 活動次數：10次顧問： 小組類型：現場型QC教育時間：60小時/人 制表人：萬梅 表2:小組成員狀況簡介 職務職務姓名學歷性別年齡現在崗位1組長試驗檢測中心主任2組員工程技術服務處主任3組員工程師4組員工程師5組員助理工程師6組員助理工程師7組員助理工程師8組員助理工程師9組員工程一處主任10組員技術員11組員助理工程師制表人： 二、課題選擇及目標設定1、瀝青含量與路用性能：瀝青含量的大小，是控制瀝青混凝土的重要指標，如果3、瀝青含油量大，瀝青路面容易產生車轍、擁包、搓板、泛油等現象。例如:2002年我們修的北站路紅綠燈停車交叉路口，就是因為瀝青混合料的瀝青用量偏高或細料偏多，造成路面的車轍、擁包等現象。如果瀝青含量小，瀝青路面容易出現松散、坑槽等現象。例如：2006年采油三廠光明路也出現了松散、坑槽。確定瀝青混合料的瀝青含量從本質上講是設計一個合理的瀝青膜厚度。通常認為，混合料中有效瀝青的膜太薄固然不行，但太厚了將使游離的自由瀝青太多，成為集料產生相對位移的潤滑劑。瀝青混合料中瀝青的用量，對瀝青混合料的路用性能影響非常大，當瀝青用量很少時，瀝青不足以形成結構瀝青的薄膜來黏結礦料顆粒，隨著瀝青用量的增加，結構瀝青逐4、漸形成，使瀝青與礦料之間的黏附力隨著瀝青用量的增加而增加；當瀝青用量足以形成薄膜并充分黏附在礦粉顆粒表面時，瀝青膠漿具有最高的黏附力，隨后，如果瀝青用量過多，逐漸將礦粉顆粒推開，在顆粒間形成未與礦粉交互作用的“自由瀝青”，則瀝青膠漿的黏結力隨著自由瀝青的增加而降低。當瀝青用量增加到某一用量時，瀝青混合料的黏結力主要取決于自由瀝青，隨著瀝青用量的增加，瀝青不僅起著黏結劑的作用，而且起著潤滑劑的作用，從而降低了粗集料的相互密排作用，也就減少了瀝青混合料的內摩擦角。因此，瀝青用量應控制在一個合理的范圍內，最佳瀝青用量是配合比設計中的一項重要工作。2、對于半剛性路面而言，如果基層未發生破壞，那么車轍都5、是在瀝青混凝土面層上產生的。而路面面層高溫穩定性差的主要原因有如下幾個方面：瀝青混凝土含油量過高，瀝青對溫度的敏感性高，粗集料偏少或破碎面少導致嵌鎖力下降，細集料中河砂用量過多，瀝青混凝土壓實度滿足不了要求等等都會影響瀝青混凝土面層的質量。瀝青混合料配合比設計，是路面施工的關鍵。必須考慮諸多因素。今年的瀝青混合料配合比設計。我們改變了以往的配合比設計。響應華北油田科技創新，堅持低碳發展，踐行精細化管理，走出了一條有華北油田特色的科學發展之路。首先工程技術服務處，在總結歷年施工經驗的基礎上，從瀝青混合料配合比設計下手，適當調整瀝青混合料瀝青含量，按“經濟、適用”原則作了適當的調整，調高了碎石骨料6、的用量，降低了細集料用量，不僅提高了瀝青混合料的強度，還節約了瀝青用量。三、現狀調查1、馬歇爾穩定度試驗：我國規范規定用馬歇爾試驗方法確定瀝青用量。根據當地的實踐經驗選擇適宜的瀝青用量，分別制作幾組級配的馬歇爾試件，測定VMA，初選一組滿足或接近設計要求的級配作為設計級配。瀝青混合料中瀝青用量表示方法有油石比和瀝青含量兩種。本試驗依據為JTG E20-2011瀝青混合料馬歇爾穩定度試驗，采用標準擊實法制作瀝青混合料試件，供實驗室進行瀝青混合料物理力學性質試驗使用。以下是2009年至XX年馬歇爾穩定度試驗結果：2、車轍是指在路面上車輛集中通過的位置沿道路縱向產生的帶狀凹槽。在一個行車道上它總是成7、雙出現，使路表呈現凹陷，如W形狀。車轍是高速公路瀝青路面的一種主要病害，是導致路面破壞的主要原因。隨著我國高等級公路建設的迅猛發展，交通量、車輛荷載的不斷增大和車輛行駛的渠道化，車轍病害有進一步加劇的趨勢，為此，必須給予充分的關注。在影響瀝青混合料高溫性能的所有因素中，油石比是一個重要的影響指標。我們通過對兩種級配類型（AC-16C、AC-13C）進行的大量車轍試驗，分析不同油石比對瀝青混合料高溫車轍的影響。（1） 級配選用：研究表明夏季高溫車轍主要發生在上、中面層，所以我們一般采用兩種級配類型：AC-13C和AC-16C并在每種級配中采用三種級配曲線走向進行車轍試驗。瀝青采用重交通70號瀝青8、。其級配曲線走向圖見圖1、圖2。圖1 AC-16C級配曲線圖 圖2 AC-13C級配曲線圖（2） 車轍試驗結果：按上述采用的級配1、2、3分別成型不同油石比車轍板試件并采用自動車轍儀，按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程（JTG E20-2011）進行試驗，試驗結果見表1、表2。表1 AC-16 車轍試驗結果AC-16油石比（%）變形1變形2動穩定度DS（次/mm）級配13.51.7651.8934921.94.51.4111.5175943.4 5.51.7721.9733134.3 級配23.81.0331.09610000.0 4.81.0061.0749264.7 5.81.2641.9、3487500.0 級配33.81.1861.2638181.8 4.51.3841.4945727.3 5.51.8632.2861400.0 表2 AC-13 車轍試驗結果AC-13油石比（%）變形1變形2動穩定度DS（次/mm）級配13.81.4141.494 7875.0 4.81.1631.240 8181.8 5.81.6961.839 4405.6 級配23.90.9491.013 9843.8 4.91.2211.296 8400.0 5.91.5491.658 5779.8 級配34.51.2461.313 9403.0 5.51.6091.719 5727.3 6.51.710、621.917 4064.5 為了更直觀的發現動穩定DS的變化規律，將其用圖表的形式表現出來，見圖3-圖8。從表1、表2和圖3-圖8可以看出，瀝青用量對混合料的抗車轍能力有極為明顯的影響。隨著瀝青用量的不斷增大瀝青混合料抵抗車轍變形能力逐漸降低。只有級配1出現一次增大的情況。可能與瀝青含量過低及級配有關。因此，適當減少瀝青用量，加大壓實功，使混合料充分嵌擠，不留下大的空隙率是提高瀝青路面高穩定性能的重要措施。通過馬歇爾試驗確定出各級配曲線的最佳瀝青用量，AC-16級配1、2、3的最佳油石比分別為4.3%、4.7%、4.9%；AC-13級配1、2、3的最佳油石比分別為4.7%、5.1%、5.6%11、。然后在最佳油石比下進行了車轍試驗，其結果如表3所示。四、原因分析從表3及圖3-8中可以看出，隨著瀝青用量的不斷增大，車轍動穩定度不斷降低，混合料抵抗車轍變形的能力明顯減少，這表明，在瀝青混合料組成中，瀝青用量對混合料的抗車轍能力有極為顯著的影響。其主要原因是由瀝青性質決定的，瀝青用量較少時，瀝青混合料具有較高的勁度，隨著瀝青用量的增加，自由瀝青相對比例逐漸增大，瀝青混合料勁度隨之降低。從試驗結果中可以發現，單從高溫車轍方面考慮，在最佳瀝青用量下混合料抵抗車轍變形的能力并不是最好的，這是因為最佳瀝青用量的確定是綜合各方面的因素設計出來的，高溫性能僅僅是其中一個方面，此外，在實際的路面施工中，還12、要考慮路面的水穩性能、疲勞破壞性能以及耐老化性能等多方面的指標。其次，瀝青路面的破壞并不是完全由于高溫性能不足引起的，因此，不能單一地只考慮某一方面的因素來確定最佳瀝青瀝青用量，而是要使混合料的綜合性能達到最佳。因此適當減少瀝青用量，加大壓實功，使混合料充分嵌擠，不留下大的空隙率是提高瀝青路面高穩定性的重要措施，尤其是對超載車和重載車特別多的路段，更是如此。五、主要結論和目標1、對同一種級配曲線而言，隨著瀝青用量的不斷增大，動穩定度總體的變化趨勢是減少的，抵抗車轍變形的能力也隨之減弱。但并不是說，瀝青用量越小，其抵抗車轍的變形能力也就越好。2、由于油石比對瀝青混合料抗車轍性能有明顯的影響，在夏13、季炎熱的高溫地區，在配合比設計得出的最佳瀝青用量OAC的基礎上，以減少0.3%之后的瀝青用量作為設計瀝青用量往往是適宜的。3、最佳瀝青用量是使混合料各方面性能達到最優的瀝青用量，并不是抵抗高溫車轍變形能力最佳的瀝青用量，因此，單從高溫方面來考慮，最佳瀝青用量并不是最理想的瀝青用量，而是要低于這個用量。4、施工時嚴格控制瀝青用量對控制瀝青混凝土的質量有極為重要的意義，我們要用科學的手段和精密的儀器，為公司拌和站的生產提供可靠的試驗數據。 5、在2009以后幾年里，我們加強精細管理、促進管理提升，持續強化技術改進，不斷調整級配和瀝青用量，使瀝青混合料的綜合性能達到最佳。按瀝青占混合料節約0.2個百14、分點計算，每年生產1萬噸瀝青混凝土節約瀝青成本20萬元，XX年路橋公司生產了4萬噸的瀝青混凝土，節約瀝青成本80萬元。通過這些年調整配合比和瀝青用量，既保證質量，又節約了能源，降低了成本，實現了管理創新和節能降耗。 6、提高瀝青混凝土強度。在XX年油田礦區“五路一環”道路工程施工中，采用了優化的瀝青混凝土配合比設計，并取得了較好的成效。六、鞏固措施和下一步計劃我們的QC小組活動，一貫以“持之以恒”作為活動原則。為鞏固這次活動成果，我們決定：1、在明年的QC小組活動中，繼續鞏固今年的活動成果，為公司拌和站提供可靠的、科學的試驗數據；2、對小組成員加強質量教育。質量教育可以使QC小組成員提高質量意15、識，充分認識到產品質量的重要性，增強參與意識，更加自覺地參加QC小組活動；3、圍繞企業的經營戰略、方針目標和現場存在的問題，以改進質量、降低消耗，提高人的素質和經濟效益為目的，運用質量管理的理論和方法開展更多的QC活動。通過這次qc，我們深刻認識到科學技術是精細化管理，節能減排的強有力保障。在2008年前，我們缺乏精密的檢測儀器，級配等設計更多是靠經驗，屬于粗放式。自2009年購入了燃燒法油石比測定儀，使得我們可以精確測定瀝青混凝土中的瀝青用量，近幾年通過大量試驗，使得瀝青混凝土油石比逐年下降，趨于最佳。不但節約了瀝青成本，提高了經濟效益，而且節約了能源，減少了污染排放。這也是我們切實落實集團公司精細化管理，節能減排的具體措施。16