【QC成果】提高公路路面沥青混凝土强度、降低沥青消耗[详细]x
时间：2020-11-14 16:43:16 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
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
TOC \o "1-5" \h \z \o "Current Document" 一、 小组概况 2
\o "Current Document" 二、 课题选择及冃标设定 4
\o "Current Document" 三、 现状调查 5
\o "Current Document" 四、 原因分析 11
\o "Current Document" 五、 主要结论和目标 12
\o "Current Document" 六、 巩固措施和下一步计划 15
1
1
一、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《彩色沥青混凝土路而技术应用》项目，荣获中国石油 华北油田公司“精细与创新一-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:10-01
本次活动时间:20XX. 3. 1?20XX. 11. 30
组长：
活动次数：10次
顾问：
小组类型:现场型
QC教育时间:60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
工程一处主任
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 粒表而时，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 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.而路而而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 偏少或破碎而少导致嵌锁力下降,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、现状调査
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JTG
1
1
E20XX011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
>8KN
10.4
12.3
13.3
13.8
流值
2 - 4mm
3.4
2.6
2.6
2.7
AC-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
>8KN
9.5
11.0
11.6
12.3
流值
2 - 4mm
3.3
2.6
2.6
2.5
2、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岀现,使路表呈现凹陷,如W形状. 车辙是高速公路沥青路而的一种主要病害,是导致路而破坏的主要原 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、中而层,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.
—-级配1
—-级配1
TL下限
■"上限
f≡级配2
→-级配3
图1 AC-16C级配曲线图
1
1
T-
T-上限 ■4下限
T—级配1
→-级呪2
→-级配3
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1
3.5
1.765
1.893
4921.9
4.5
1.411
1.517
5943. 4
5.5
1.772
1.973
3134.3
级配2
3.8
L 033
1.096
10000. 0
1.8
1.006
1.074
9264.7
5.8
1.264
1.348
7500. 0
级配3
3.8
L 186
1.263
8181. 8
1.5
1.384
1. 494
5727. 3
5. 5
1.863
2. 286
1400. 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1
3.8
1.414
1.494
7875. O
1. 8
L 163
1. 240
8181.8
5.8
L 696
1. 839
4405. 6
级配2
3.9
0. 949
1. 013
9843. 8
L 9
1.221
1. 296
8400. O
5.9
1.549
1.658
5779. 8
级配3
4.5
1.246
1. 313
9403. O
5.5
1.609
1. 719
5727. 3
6.5
1.762
1.917
4064. 5
为了更直观的发现动稳定DS的变化规律,将其用图表的形式表
现出来,见图3-图8
70CO -J ≡L M
70CO -J
≡L M
≡≡
3.5 4.3 33
120∞ 1
IOoCo J_
S
3-8 4.8 5.8
908070603040302010
》SSs
泊石比（％）
图3 AC-IGgE ￡1 DS浪石比（%）
图5 AC-16级配3 DS90Co
80∞70Co60Co30∞
40CO30∞20CO IOeO
泊石比（％）
图3 AC-IGgE ￡1 DS
浪石比（%）
图5 AC-16级配3 DS
90Co
80∞
70Co
60Co
30∞
40CO
30∞
20CO IOeO
3.3 4.8 3.3
泊石比（％）
图 6 AC-13ffKl DS
120∞ C IOOCO ?t ao∞ g GOOD 毘 4000 香 2000
C
?
t
3-9 4.9 ,
泊石比（％） 图7 AC?13级配2 DS
9
油石比（%） ffl4 AU16 级配2 DS
旳03 εoo3 70∞ GoOS >08 4003 30∞ 20∞ 10∞
4.3 3.5 6.3
油石比（%） ≡8 3 级配3 DS
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而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最佳油砒下车橄试验结果
级配类型
最佳油砒
变形1
变形2
DS （次 ∕πID）
AC-16
级配1
4.3
1.388
1.484
6562.5
级配2
1.7
1.128
1.19!
9545.5
级配3
1.9
1.911
2.132
2850.7
AC-13
级配1
1.7
1.053
1.122
9130.4
级配2
5.1
1.01
1.059
7411.8
级配3
5.6
1.231
1.356
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而的因素设计出来的，高温性能仅仅是其中一个 方而,此外,在实际的路而施工中，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而的指标.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,不能单一地只考虑某一方而 的因素来确定最佳沥青沥青用量,而是要使混合料的综合性能达到最 佳.
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而高稳定性的重要措施,尤其是对超载车和 重载车特别多的路段,更是如此.
五、主要结论和目标
1、 对同一种级配曲线而言,随着沥青用量的不断增大,动稳定度 总体的变化趋势是减少的,抵抗车辙变形的能力也随之减弱.但并不 是说,沥青用量越小,其抵抗车辙的变形能力也就越好.
2、 由于油石比对沥青混合料抗车辙性能有明显的影响,在夏季炎 热的高温地区，在配合比设计得出的最佳沥青用量OAC的基础上，以 减少0. 3%之后的沥青用量作为设计沥青用量往往是适宜的.
3、 最佳沥青用量是使混合料各方面性能达到最优的沥青用量,
并不是抵抗高温车辙变形能力最佳的沥青用量，因此,单从高温方而 来考虑,最佳沥青用量并不是最理想的沥青用量，而是要低于这个用 量.
4、 施工时严格控制沥青用量对控制沥青混凝土的质量有极为重 要的意义,我们要用科学的手段和精密的仪器，为公司拌和站的生产 提供可靠的试验数据?
5、 在20XX以后几年里,我们加强精细管理、促进管理提升,持续 强化技术改进，不断调整级配和沥青用量，使沥青混合料的综合性能 达到最佳.按沥青占混合料节约0. 2个百分点计算,每年生产1万吨沥 青混凝土节约沥青成木20XX, 20XX年路桥公司生产了 4万吨的沥青混 凝土,节约沥青成本80万元.通过这些年调整配合比和沥青用量，既 保证质量,又节约了能源,降低了成木,实现了管理创新和节能降耗.
年度沥青混凝土最佳油石比趋势图
f -中粒式(AC-16C)
f -中粒式(AC-16C) *细粒式(AC-130
2009年 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年
5.3
5. 1
4.9
4.7
4.5
4.3
4. 1
3.9
3.7
3.5
1
1
矿质混合料组合报告
矿质混合料组合报告中綾式：AC l6CiS?∣ HBYnS-几
矿质混合料组合报告
中綾式：AC l6C
iS?∣ HBYnS-几-SY-O7
师 孔 尺 寸
材 H
37.5
31.6
26.5
19
16
13.2
9?6
4. 76
2.36
1. 18
0.6
0.3
0.15
0. 075
理 过(%)
碎石1?3
碎石「2
100.0
59.2
29.0
3.9
0.2
0.0
级琵
碎石 0.5-1.4
100.0
100.0
80.6
37.1
0.5
0.3
0.0
石渣
100.0
100.0
l∞.0
l∞.0
97.4
77.0
57.0
39.9
27.4
21.3
13.3
砂
100.0
100.00
100.0
100.0
93.1
82.1
62.4
36.1
10.7
4.2
2.9
各种矿 科在混 台糾中
碎石1?3
碎石】?2
10?
10.0
3.9
2.9
0.4
碎石 0.5-1.4
46%
45.0
45.0
36.3
16.7
0.2
0.1
的级配
石渣
36%
36.0
35.0
35.0
35.0
34.1
27.0
20.0
14.0
9.6
7.δ
4.7
砂
IOV
10.0
10.0
10.0
10.0
9.3
8.2
6.2
3.6
1.1
0.4
0.3
合成级直
100.0
95.9
84.2
62.1
43.6
35.3
26.2
17.6
10.7
7.9
4.9
规范晏求级比范邑
1∞
90-100
76-92
60-80
34-62
20-48
13-36
13-26
7-18
5-14
4-8
试鉴
复核
日期
2013.03.12
师 孔 尺 寸
材 料
37. δ
31.8
26.5
19
16
13.2
9.5
4. 75
2. 36
LlS
0.6
0.3
0. 15
0.075
a 过(%>
祥石Z
碎石1?2
原材料
S≡0.5?1.4
l∞.0
80.6
37.1
0.5
0.3
0.0
石屑020.8
100.0
100.0
98.9
36. 3
2.0
1.7
Lo
1.3
1.2
0.6
右渣
100.0
100.0
99.6
97.4
77.0
57.0
39.9
27.4
21.3
13.3
砂
100.0
100.0
97. €
93. 1
82. 1
62.4
36.1
10.7
4.2
2.9
邱石1?3
各种矿
碎石1?2
碎石O.5-L4
40%
40.0
32.2
14. S
0.2
0.1
台料中
的级配
石膚 0.2?0.8
15?
IS. O
1S.0
14. S
5.4
0.3
0.3
石渣
35?
35.0
35.0
34.9
34. 1
27.0
20.0
14.0
9.6
7. 5
4.7
砂
10?
10.0
10.0
9.8
9.3
S.2
6.2
3.6
1.1
0.4
0.3
合成级配
100.0
92.2
74.3
49.0
35.6
26.4
17.6
10.7
7.9
4.9
规范耍求级配范囤
100.0
90-100
68-S5
3S?<58
24-50
15-38
10-28
7-20
5-15
4?8
试验
计Jt
复核
日期 2013.03.12
细粒式：AC 13C
弟号：HBYrI 8-JL-SY-O7
2013年沥青混凝土级配及最佳沥青用量
Ia号：LQKNTJP-3013-01
级配;?更合比
1-3#
1-2#
0.5-1.4#
0.5-1.0 #
0.2-0.8#
石渣
砂
最佳油石比
细粒式(AC-IOC)
/
/
/
40
20
30
10
5. 2%
细粒式(AC-BC)
/
40
/
15
35
10
4. 6%
中粒式(AC-16C)
/
10
45
/
/
35
10
4. 2%
中粒式(AC.20C)
/
25
30
/
/
35
10
4. 0%
粗粒式(AC-25C)
20
20
/
20
/
30
10
3. 8%
备注： 70号沥青加热温度(155?C?1659) 沥青混合料出料温皮：(I45βC?165βC)
6、提高沥青混凝土强度?在20XX年油田矿区“五路一 环”道路工程施工中，采用了优化的沥青混凝土配合比设计, 并取得了较好的成效.
六、巩固措施和下一步计划
我们的QC小组活动,一贯以“持之以恒”作为活动原则.为巩固 这次活动成果,我们决定：
1、 在明年的QC小组活动中,继续巩固今年的活动成果,为公司拌 和站提供可靠的、科学的试验数据；
2、 对小组成员加强质量教育.质量教育可以使QC小组成员提高质 量意识,充分认识到产品质量的重要性,增强参与意识,更加自觉地参 加QC小组活动；
3、围绕企业的经营战略、方针目标和现场存在的问题，以改进质 量、降低消耗,提高人的素质和经济效益为目的,运用质量管理的理论 和方法开展更多的QC活动.
通过这次qc,我们深刻认识到科学技术是精细化管理,节能减排 的强有力保障.在20XX年前,我们缺乏精密的检测仪器,级配等设计 更多是靠经验,属于粗放式.自20XX年购入了燃烧法油石比测定仪， 使得我们可以精确测定沥青混凝土中的沥青用量,近几年通过大量试 验,使得沥青混凝土油石比逐年下降,趋于最佳?不但节约了沥青成本, 提高了经济效益,而且节约了能源,减少了污染排放.这也是我们切实 落实集团公司精细化管理,节能减排的具体措施.
