瀝青混凝土變異性的控制措施

楊淑麗

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

1 引言

黑龍江省公路建設(shè)發(fā)展迅速，瀝青混凝土路面廣泛應(yīng)用于高等級公路建設(shè)中，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高等級公路的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，車流量與行車荷載逐步增加，對瀝青混凝土路面的使用性能要求越來越高。一些公路建成通車不久就出現(xiàn)了不同程度的早期破壞，如路面開裂、龜裂、松散、車轍、水損害等早期破壞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了行車安全和使用品質(zhì)。

2 瀝青混凝土變異性成因

瀝青混凝土變異的產(chǎn)生由有很多因素引起的，包括原材料的生產(chǎn)與運(yùn)輸、配合比的設(shè)計(jì)、混合料的拌和、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓的每一個(gè)環(huán)節(jié)，均有可能對瀝青混凝土的變異性或大或小的產(chǎn)生影響。

2.1 原材料的變異性

一條公路建設(shè)一般由幾個(gè)施工單位施工，多由沿線就地取集料，由于沿線料場規(guī)模大小各異，各料場的生產(chǎn)能力不均衡，導(dǎo)致石料質(zhì)量、尺寸不能統(tǒng)一。同時(shí)不同料場的石料破碎機(jī)的型號各異，振動(dòng)篩的篩孔、振幅、篩板的傾斜角度等都差別很大，母巖質(zhì)量、石料的破碎方式及流程、成品料存料的方式、除塵設(shè)備是否健全等差異，均對集料的變異性產(chǎn)生較大的影響。拌合站儲料倉對集料的堆放不當(dāng)，導(dǎo)致在堆放時(shí)大顆粒集料容易沿料堆滾落至料堆底部，產(chǎn)生集料級配的變異。

2.2 瀝青混合料的變異性

在生產(chǎn)拌和過程中，為了片面追求工程進(jìn)度，拌和時(shí)間不足、拌和不均勻，導(dǎo)致花白料和瀝青混合料的拌和變異。在各熱料倉石料向拌和鍋一次進(jìn)料時(shí)，由于落差不同，部分處于下落過程中但未被稱量的石料落入拌和鍋，造成生產(chǎn)配合比各熱料倉出現(xiàn)偏差，造成生產(chǎn)配合比的變異現(xiàn)象。瀝青混合料在運(yùn)輸過程中，運(yùn)料車從拌合站到攤鋪現(xiàn)場的過程中，運(yùn)料車在不平整道路上行駛、急加速或急剎車時(shí)，極易發(fā)生混合料變異現(xiàn)象。

運(yùn)料車在向攤鋪機(jī)內(nèi)卸料時(shí)，顆粒大的骨料滾向攤鋪機(jī)收料斗的兩側(cè)，在螺旋分料器送料的過程中，料斗中間的混合料首先進(jìn)入攤鋪機(jī)被攤鋪到路上，在運(yùn)料車完成卸料后，攤鋪機(jī)收斗時(shí)，兩側(cè)滾落的大顆粒骨料被輸送到螺旋分料器中，攤鋪后路面上出現(xiàn)集料級配變異的帶狀分布。特別是全幅大功率攤鋪機(jī)，攤鋪后路面產(chǎn)生中間較細(xì)而兩側(cè)粗骨料集中的變異現(xiàn)象，最終導(dǎo)致空隙率過大、透水嚴(yán)重、凍脹能力差，易出現(xiàn)早期破壞。

2.3 溫度變異

瀝青混合料在施工過程中出現(xiàn)的變異現(xiàn)象一般被分成級配變異和溫度變異。溫度變異的危害已經(jīng)受到道路施工人員的重視。瀝青混合料在運(yùn)輸和卸料過程中熱量流失不均衡而產(chǎn)生的明顯溫度差異，攤鋪到路面時(shí)，局部區(qū)域的瀝青混合料溫度甚至?xí)陀跒r青混合料所需的攤鋪溫度，此區(qū)域的混合料難以被壓實(shí)，影響到平整度。溫度的不均勻會導(dǎo)致碾壓密實(shí)的差異，以及因?yàn)闇囟鹊牟煌瑢?dǎo)致瀝青粘滯性的不同，導(dǎo)致自由瀝青、薄膜厚度差異以及與集料粘附性的不同，出現(xiàn)了局部瀝青含量以及細(xì)料含量上的不同的級配變異，主要表現(xiàn)在壓實(shí)度和空隙率不能滿足規(guī)范要求。造成瀝青混合料的空隙率過大，不能封住水的下滲，以致造成路面透水。如路面結(jié)構(gòu)層沒有良好的排水設(shè)施，進(jìn)入路面的水不能排出，長期積存在混合料內(nèi)部，在汽車荷載作用下造成動(dòng)水壓力。交通量大、重載車超載車多，行車道負(fù)擔(dān)過大，輪胎作用產(chǎn)生的動(dòng)水壓力將使瀝青膜與集料之間逐漸剝離，并不斷發(fā)展產(chǎn)生松散、剝落、最終成為坑槽，嚴(yán)重影響到路面行駛質(zhì)量。

3 減小變異的控制措施

(1)控制原材料的生產(chǎn)和存放。

每種規(guī)格的石料盡量采用同一家石場生產(chǎn)的，統(tǒng)一振動(dòng)篩的尺寸。拌合站存放時(shí)，統(tǒng)一采用階梯料堆分層存放，每層高度不要過高，控制在1 m左右，不可使用運(yùn)料車直接在料堆頂部進(jìn)行卸料。

(2)控制混合料運(yùn)輸車輛。

拌和樓向運(yùn)料車裝料時(shí)，按照前、后、中的順序卸料，每卸一次料，運(yùn)料車挪動(dòng)一個(gè)相應(yīng)的位置，減少混合料滾動(dòng)的距離。

運(yùn)料車在行進(jìn)時(shí)保持勻速前進(jìn)，不可時(shí)快時(shí)慢或急剎急停。

對運(yùn)料車輛進(jìn)行改裝，在車廂后擋板安裝內(nèi)側(cè)翼板，減少卸料時(shí)大粒徑骨料滾向攤鋪機(jī)兩側(cè)。

(3)為盡可能減小溫度變異對瀝青路面的危害，針對溫度變異的產(chǎn)生條件，可以采用以下控制措施。

使用大噸位的運(yùn)料車，避免采用小型車輛，這樣可以減緩溫度下降速度。它的不足之處是，大噸位的運(yùn)料車只是比小型車輛能減緩溫度下降的速度，然而大噸位的運(yùn)料車在運(yùn)輸過程中也不能改善車體四周溫度下降導(dǎo)致的溫度變異問題。

控制拌合樓出料速度，平衡運(yùn)料車數(shù)量、運(yùn)距及攤鋪機(jī)攤鋪速度等條件，保證攤鋪機(jī)連續(xù)攤鋪，盡量減少運(yùn)料車等待卸料和攤鋪機(jī)待料的時(shí)間，避免瀝青混合料的溫度損失。施工現(xiàn)場通常會使運(yùn)料車的運(yùn)量較攤鋪機(jī)的攤鋪速度有所富余，一般規(guī)定攤鋪機(jī)前方有不少于4輛運(yùn)料車等候卸車，以保證攤鋪的連續(xù)性。

加強(qiáng)運(yùn)料車廂的保溫工作，如嚴(yán)密加蓋苫布、對車廂四周擋板加厚，采用導(dǎo)熱系數(shù)小的保溫材料對車廂四周進(jìn)行保溫等。黑龍江省是寒區(qū)，有效施工期短，夏季高溫期更短，然而環(huán)境溫度越低運(yùn)料車中的瀝青混合料溫度下降速度越快，即使做好了保溫措施，還是不能根本消除溫度變異問題。

在攤鋪機(jī)前可使用瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車，它是在運(yùn)料車輛與攤鋪機(jī)之間，將瀝青混合料卸入混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車中，瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車接收到混合料后不間斷地?cái)嚢?，?shí)現(xiàn)瀝青混合料的二次拌和，使在拌和、貯存、運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的集料級配變異和溫度變異得以消除，重新使瀝青混合料級配均勻、溫度一致，然后轉(zhuǎn)運(yùn)車將攪拌后的混合料連續(xù)地輸送給攤鋪機(jī)。有轉(zhuǎn)運(yùn)車時(shí)攤鋪送料帶溫度分布非常均勻，隨時(shí)間變化瀝青混合料溫度均勻、穩(wěn)定，能夠基本消除傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)中的溫度變異現(xiàn)象。

(4)調(diào)整攤鋪機(jī)的施工工藝。

運(yùn)料車向攤鋪機(jī)卸料時(shí)，卸料速度應(yīng)盡可能的快，可以減少混合料的滾動(dòng)，一定程度上減少了集料級配的變異。運(yùn)料車卸完料后，攤鋪機(jī)應(yīng)控制速度，暫停運(yùn)料器，收合料斗等下一輛運(yùn)料車開始卸料后再將混合料一起送料。

在鋪筑過程中攤鋪機(jī)螺旋布料器盡量調(diào)低，布料器葉片底部攤鋪面宜不高于10 cm。布料器中混合料的埋深位置應(yīng)以略高于螺旋布料器2/3為宜，同時(shí)螺旋布料器的轉(zhuǎn)速不宜太快，保持?jǐn)備仚C(jī)布料器均勻轉(zhuǎn)動(dòng)，以免出現(xiàn)級配變異現(xiàn)象。

混合料的攤鋪應(yīng)保持合理的速度，根據(jù)拌合站的拌和能力進(jìn)行合理調(diào)整，做到緩慢、均勻、不間斷攤鋪。

4 結(jié)論

瀝青混凝土變異已成為我圍瀝青路面早期損壞的主要原因，而其主要原因在于瀝青混合料在施工過程中產(chǎn)生的變異導(dǎo)致鋪筑層的力學(xué)性能變壞，出現(xiàn)不良結(jié)構(gòu)而形成不均勻的路面。瀝青混凝土變異性研究可用來指導(dǎo)施工，保證瀝青面層的施工均勻性，提高路面的使用質(zhì)量。減少甚至基本消除瀝青路面的多種初期和早期破壞現(xiàn)象，以保證路面的設(shè)計(jì)使用壽命。

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［2］王保華，高晉，賈偉忠.瀝青混凝土離析現(xiàn)象成因及控制措施［J］.公路交通科技，2012，(8)：73-76.

［3］張成.紅外熱像儀在瀝青路面施工質(zhì)量過程控制中的應(yīng)用［D］.長安大學(xué)碩士，2010.

［4］公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ D50-2006)［S］.

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