瀝青混凝土不均勻性的分析與控制

河南省公路工程局集團(tuán)有限公司 楊 潔

瀝青混凝土不均勻性的分析與控制

河南省公路工程局集團(tuán)有限公司 楊 潔

在熱拌瀝青混凝土的設(shè)計、生產(chǎn)和鋪筑中，會產(chǎn)生很多潛在的引起瀝青路面破壞的因素。在諸多因素中，瀝青混凝土的不均勻性易導(dǎo)致瀝青混凝土面層發(fā)生各種早期破壞的現(xiàn)象。所以，提高瀝青混凝土的均勻性，可以有效防止路面早期破壞現(xiàn)象，提高路面質(zhì)量，延長路面使用壽命。

一、導(dǎo)致瀝青混凝土產(chǎn)生不均勻性的原因

經(jīng)過對瀝青混凝土路面工程的調(diào)查和綜合分析，可以得知，導(dǎo)致瀝青混凝土產(chǎn)生不均勻性的原因主要有7個方面。

1.瀝青混合料骨料的離析現(xiàn)象。瀝青混合料骨料的離析現(xiàn)象與下面4個因素有關(guān)。

（1）拌和機(jī)。在熱拌混凝土產(chǎn)生的過程中，如果使用筒式連續(xù)式拌和機(jī)，產(chǎn)生骨料離析的地方是聚料斗和儲料倉，如果使用間歇式拌和機(jī)，產(chǎn)生骨料離析的地方是冷料斗和熱料倉。

在同一熱料倉中有尺寸各不相同的骨料時，便會產(chǎn)生離析。同一冷料斗中有尺寸各不相同的骨料時，也會產(chǎn)生離析，如設(shè)置長方形開口的喂料斗，在冷料斗中材料容易發(fā)生架橋作用，會出現(xiàn)不均勻喂料，并產(chǎn)生離析的混合料。此外，吸塵袋中均勻的粉塵返回到間歇式拌和機(jī)中時，材料是均勻的收集在袋中，并均勻的返回?？墒沁@種很細(xì)的材料從斗式提升機(jī)卸下來時，可能通過篩直接落在斜向的熱料倉壁上。細(xì)小的材料可能就停留在那里，直到倉中幾乎沒有料，大量的粉塵便會成松散狀，從倉壁滑下落入稱料斗，形成一批離析的未裹瀝青的細(xì)料。

（2）填料含量小于0.075mm。工程實(shí)踐證明，瀝青混合料中小于0.075mm的填料嚴(yán)重影響填料的裹覆質(zhì)量和瀝青的裹覆厚度。

（3）堆料的方式。如果采用大堆料，由于使用輸送帶系統(tǒng)堆料，顆粒大的骨料會滑到料堆外側(cè)，發(fā)生離析現(xiàn)象。將離析的料提供給拌和機(jī)，瀝青混凝土顆粒組成的變異性就會增加；如果采用小堆料或者分層堆料，使每一堆料的尺寸都比較均勻，可以減少骨料離析現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）碎石的含水量。碎石對瀝青的吸收量與碎石的內(nèi)部含水量有關(guān)，因?yàn)樗槭斜竞兴目紫稌找徊糠譃r青，減小瀝青混凝土中瀝青的體積，所以，為了保持碎石上瀝青膜的厚度，在礦料級配和瀝青品種一樣的情況下，碎石的吸水量越大，瀝青的需求量越大。大碎石的瀝青裹覆程度也受其含水量影響，粗骨料內(nèi)部含水時，溫度會低于細(xì)骨料，也會產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

2.不同規(guī)格的碎石顆粒的變異性。近年來，高速公路一般都采用大碎石場的碎石，二次破碎都用反擊式破碎機(jī)，使碎石的各項指標(biāo)都滿足要求，顆粒組成的變異性明顯得到改善。但是由于高速公路所用的各種規(guī)格的碎石都是從市場采購，而市場的碎石供不應(yīng)求，不得不從小碎石場采購，這些碎石場的碎石所用的破碎機(jī)和篩粉機(jī)的型號和規(guī)格都相同，所以導(dǎo)致所采購的碎石顆粒組成的變異性增大。

3.瀝青混合料的設(shè)計。按連續(xù)級配均勻設(shè)計的混合料表面和按間斷級配設(shè)計的混合料表面有差別。按連續(xù)級配設(shè)計的混合料，在拌合廠生產(chǎn)混合料或攤鋪混合料的過程中，某個部位出現(xiàn)差錯，不會影響混合料的使用性能。按間斷級配設(shè)計的混合料，在拌合廠、運(yùn)輸和攤鋪過程中，有細(xì)微的絲毫的差錯都會影響到混合料的性能，產(chǎn)生不均勻的表面。

4.配合比。在施工過程中，習(xí)慣性的做一次生產(chǎn)配合比來確定各個熱倉所用材料的百分率及瀝青用量，通常在混合料類型不變的情況下，不再做配合比實(shí)驗(yàn)。而實(shí)際生產(chǎn)中，瀝青混凝土避免不了有時相同尺寸的粗料多，有時相同尺寸的細(xì)料多；有時瀝青用量偏多，有時瀝青用量偏少。這些因素都會導(dǎo)致瀝青混凝土產(chǎn)生不均勻性。

5.瀝青混合料溫度的差別。經(jīng)過工程實(shí)踐可得知，攤鋪層上冷的地點(diǎn)會導(dǎo)致路面密度的不均勻，孔隙率大以及不平整，水很容易滲入混合料，而冬季溫度很低，水會結(jié)冰并對路面產(chǎn)生破壞，形成坑洞。這些現(xiàn)象就如同產(chǎn)生坑洞時粗集料中的離析點(diǎn)，但是，此時的離析不是顆粒離析，而是溫度離析。

施工中，影響運(yùn)料車內(nèi)混合料熱量損失的總量和卡車內(nèi)混合料溫度差的因素有：（1）混合料裝入車內(nèi)的溫度；（2）周圍空氣溫度；（3）車廂內(nèi)隔溫的效果；（4）車廂尺寸與所運(yùn)混合料的關(guān)系；（5）運(yùn)距；（6）車速；（7）在攤鋪機(jī)前等待的時間；（8）混合料是否覆蓋；（9）交通延誤等。如不控制這些因素，瀝青面層會發(fā)生溫度差別破壞。

6.攤鋪機(jī)的操作方法。如果通過之前的各個工序，成功生產(chǎn)了瀝青混合料，均勻的倒入卡車內(nèi)并卸入攤鋪機(jī)，如果攤鋪機(jī)操作不當(dāng)，也會導(dǎo)致不同程度的離析。

7.卡車的裝料和卸料?？ㄜ囆读虾脱b料時集料的粗細(xì)分布不均勻，也會導(dǎo)致攤鋪時路面的不均勻。

二、解決瀝青混凝土路面不均勻的措施

1.重做生產(chǎn)配合比。因?yàn)樵系淖儺愋源?，?dǎo)致各個熱倉中熱料顆粒組成的變異性也大。所以，為了使生產(chǎn)的瀝青混凝土顆粒組成的變異性小，拌合廠每天生產(chǎn)前必須從熱料倉中取料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果重新計算配合比，然后進(jìn)行生產(chǎn)。

2.采購后的碎石要進(jìn)行重新的篩分。由不同的碎石場采購的碎石運(yùn)到拌和廠和堆料場后，把所有碎石相混合后重新進(jìn)行篩分，由最大規(guī)格的碎石逐一規(guī)格的進(jìn)行篩分，通常拌合和混合及篩分后，碎石一般分成4個等級。如：SAC-16，分成以下等級：＜2.0mm時采用篩孔2.5mm，2.0～6mm時采用篩孔7mm，6～12mm時采用篩孔13mm，12～19mm時采用篩孔22mm，如：SAC-25分為：＜2.0mm、2.0～12mm、12～20mm時采用篩孔22～23mm，20～31.5mm時采用篩孔35mm。

3.管理完善，減少骨料顆粒組合的變異性。路面施工用的骨料通常分為：粗骨料、細(xì)骨料、人工砂或者天然砂，骨料要滿足顆粒形狀、組成和力學(xué)性質(zhì)的要求，所以，要做到以下幾點(diǎn)：（1）嚴(yán)格按照合同采購，控制進(jìn)料的變異性；（2）拌和廠內(nèi)不同骨料必須分別堆放，有隔離措施，避免骨料堆交錯，避免人為的增大骨料變異性以及堆料場必須硬化處理；（3）骨料要分別搭棚保護(hù)，避免雨淋；（4）冷料斗的上口兩個冷料斗相接處要安裝一塊斜擋板，避免像冷料斗裝料時裝入不同規(guī)格的骨料。

4.大碎石場按工程需要配置和生產(chǎn)。高速公路建設(shè)根據(jù)工程需要，投資建設(shè)大碎石場，并且所用的扎石機(jī)、篩粉機(jī)和篩分尺寸的型號和規(guī)格都一致，所用各種不同規(guī)格碎石的顆粒較均勻，各篩孔通過量偏差系數(shù)小導(dǎo)致瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)各個指標(biāo)的變異性減小。

5.瀝青混凝土拌和時間充足。拌和時間短，瀝青混凝土就不均勻，所以，干拌時間不少于10S，粗集料斷級配混合料干拌時間為13～15S，瀝青混凝土干拌時間不少于10S，一般為35S。

6.裝料時的方法?？ㄜ囇b料分三個位置：（1）靠近車廂前部裝料；（2）靠近車廂后部裝料；（3）在車廂中部裝料。

7.攤鋪機(jī)的操作消除離析現(xiàn)象。在使用攤鋪機(jī)時要嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行攤鋪，而且卸料的時候，不要用完料斗里的混合料，留少部分在料斗中，減少側(cè)板翻起次數(shù)，攤鋪機(jī)盡量做到連續(xù)攤鋪，不發(fā)生停機(jī)待料的情況，等等，做到這些，可以有效的防止離析現(xiàn)象的發(fā)生。

實(shí)踐證明，只要了解了瀝青混凝土路面不均勻性的原因，認(rèn)真對待，就能有效防止離析現(xiàn)象的發(fā)生，鋪筑成性能優(yōu)良實(shí)用性強(qiáng)的瀝青面層。