高速公路瀝青路面施工中離析現(xiàn)象的成因及控制措施

馬召耳 賀斌海

摘 要：我國道路的主要路面形式為瀝青混凝土路面，尤其是高速公路的路面因為是瀝青路面，而經常發(fā)生離析現(xiàn)象。該文主要分析瀝青混合料的離析現(xiàn)象的成因，針對我國瀝青混凝土路面設計中存在的問題進行研究，并以此為基礎提出相應的改進對策，以期對我國我國瀝青混凝土路面設計提供有效借鑒。

關鍵詞：瀝青混凝土 離析 成因 控制措施 公路 設計

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

高速公路的瀝青路面會因為一些損害而產生變形、網裂、泛油或是瀝青路面造深度不均及橫向裂縫等現(xiàn)象，這些均和瀝青路面所用混合料的離析有聯(lián)系。

1 瀝青混合料離析的分類

通常來說，瀝青混合料發(fā)生離析主要有如下分類：一是級配離析，熱拌瀝青混合料在整個的生產過程、運輸過程及攤鋪過程中，發(fā)生了一些不正常操作而導致混合料的粗細集料分布混亂，發(fā)生離析；二是溫度離析，指瀝青混合料在儲存、運輸及攤鋪的過程中，因為受到天氣與施工機械的不同影響，因熱量損失而發(fā)生溫度有差異的情況。瀝青混合料發(fā)生溫度離會造成高速公路的路面的壓實度不夠均勻，溫度低的瀝青躋身空隙率和紋理深度會較大，這容易發(fā)生早期損壞；三是集料離析，瀝青含油量偏高的混合料就會產生這種離析，如瀝青混合析漏和SMA混合料容易發(fā)生集料離析。三種離析對于高速公路的瀝青躋身造成的傷害都很嚴重，都會造成瀝青路面發(fā)生早期損壞，減少了瀝青路面的使用期限。研究顯示，離析現(xiàn)象嚴重的瀝青路面的使用期限可能會縮短50%以上。

2 高速公路瀝青路面施工中發(fā)生離析現(xiàn)象的主要原因

2.1 瀝青路面原材料選用控制不嚴

瀝青材料的好壞在路面低溫抗裂性、高溫抗車轍性以及耐用性方面有非常直接的關系。關于瀝青和礦料的質量對混合料高溫抗車轍性影響可以分2組進行試驗，一組為相同礦料不同的瀝青；另一組是不同礦料相同的瀝青。試驗結果說明瀝青對混合料高溫抗車轍性影響很大，同樣礦料的質量對混合料高溫抗車轍性也有著直接的影響。面層結構所需礦料的粗集料的最大粒度高于規(guī)定的要求時，在荷載及環(huán)境因素的作用下被反復壓碎，會使路面抗滑性及抗變形能力減弱。除此之外，酸性石料象花崗巖、石英巖等粘附瀝青的性能較差，長久使用后瀝青膜會漸漸從集料的表面剝落，從而導致集料之間喪失粘結力使路面破壞。

2.2 瀝青集料生產的影響

高速公路瀝青路面施工的質量主要取決于所用的原材料的質量。在選擇高速公路所用的瀝青路面材料中，選取不同規(guī)格的碎石產生的結果是不同的。部分施工企業(yè)為保證施工的原材料可以及時供應，通常會選擇多個碎石場同時供應原材料，而因為不同的碎石場的管理、破碎和篩分碎石的規(guī)范沒有統(tǒng)一，且設備水平也各不相同，所以不同的碎石場即便生產同一規(guī)格的碎石，但實際的尺寸也有差異。

要注意好選料，高速公路施工單位必須按照施工的實際需求選擇合適的、質量過關的采石場，并且要求其使用統(tǒng)一的碎石機及篩分設備開展碎石生產，以增加原材料的均勻性，甚至條件允許的高速公路施工企業(yè)可以在原材料進入現(xiàn)場以后，自身用設備對碎石開展重新篩分。不均勻的集料會造成瀝青混合料的級配不合理進而發(fā)生離析現(xiàn)象；在瀝青混合料的攪拌及生產時，因為上料時的材料的比例不準確或是熱料篩網損壞等原因，導致骨料沒有按設計的比例進入拌缸，從而發(fā)生混合料

離析。

2.3 瀝青混合料的運輸及攤鋪的影響

高速公路所用的瀝青混合料從材料貯料罐向材料運輸車里裝送的時候，因為運輸車的高度過高，會使得大骨料滾落至車廂附近，產生骨料離析；運輸車里面的瀝青混合料向攤鋪機卸料時，大骨料同樣滾落到攤鋪機的受料斗兩側，使得小骨料滯留于攤鋪機中間，又造成骨料離析；攤鋪機對應的送料器在運送瀝青原材料的過程中，先把中間集料輸送到布料器，剩下的粗集料則滯留在料斗中，而當攤鋪機收斗的時候，產生集料的離析；攤鋪機的熨平板通常不是一整塊的，而是其中有接縫，其中少許接縫不夠平整就會造成離析問題；攤鋪機的布料器同樣不是一整塊的，其葉片在布料器中的連接位置同樣不平順，也可以造成在這個位置滯留大骨料，發(fā)生離析。

2.4 瀝青混合科溫度的影響

在高速公路所用的瀝青熱混合料在運輸時，如果運輸距離不遠，不會發(fā)生大的問題；但如果運輸距離過長，則必須造成運輸車的廂底、側面與頂面的溫度慢慢下降，使得混合科在運送到施工現(xiàn)場時，其表面溫度降至110 ℃左右或更低，但其內部的溫度卻還是保持在150 ℃左右。

在針對瀝青路面進行改性處理時，因為溫度要求高，所以內部發(fā)生溫差的現(xiàn)象更明顯。卸料時，混合料在頂面溫度偏低的部分放置于攤鋪機受料斗兩邊時，當料車卸料完成及受料斗中的大量混合料接近卸完時，兩邊的冷料必然會向內落下，進而被輸送帶傳輸至布料器中被整合熨平，但熨平板無法使溫度低的混合料和溫度高的混合料同時固結，所以就會導致在攤鋪層上出現(xiàn)離析。因為每車料都會產生這種因為溫度不同而導致的離析破壞，所以最后的離析現(xiàn)象就顯現(xiàn)周期性，變得更明顯。

3 避免高速公路瀝青路面發(fā)生離析現(xiàn)象的有效對策

3.1 控制好瀝青原材料堆放

瀝青集料堆放，即高速公路的瀝青混合料的拌和站必須分別堆放不同規(guī)格的集料，并采用可靠、有效的隔離設施，防止集料混雜。堆料方法可以一層一層地逐步堆積并加高，因為分層堆積能夠有效減少由于骨料重力而發(fā)生的離析。運料車在卸倒骨料時，也必須一車一車地緊挨著料堆傾倒；瀝青原材料拌和時，必須嚴格控制使得骨料能夠達到級配均勻，盡量使對應的級配誤差控制在合理范圍內；控制好瀝青填料對應的粒度及含量，確保瀝青可以完全覆蓋骨料，合理控制瀝青的使用量，使誤差控制在設范圍以內。

3.2 選公路瀝青路面結構層厚度要適中

瀝青混凝土路面結構層厚度不應小于集料的最大公稱尺寸3倍，對粗混合料，結構層厚度要大于集料的最大公稱尺寸3倍。因此，AK-13的最大公稱尺寸是13.2 mm，則路面瀝青結構層厚度要不小于4 cm，AC-16Ⅰ的最大公稱尺寸是16.0 mm，則路面瀝青結構層厚要不小于5 cm，AC-20Ⅰ的最高公稱尺寸是19 mm，路面瀝青的結構層相應的厚度要不小于6 cm，AC-25Ⅰ的最高公稱尺寸是26.5 mm，則路面瀝青結構層厚度要不小于8 cm。

3.3 路面瀝青混合料對應的級配必須要合理

目前一些施工單位根據工程所在地的氣候條件及交通情況等，對礦料級配進行調整，自行設計級配范圍。

對夏季高溫持續(xù)時間長，冬季并不太冷的地區(qū)或是重載路段要重點考慮高溫抗車轍性能的需求選擇較大的空隙率，密級配混合料適合選擇粗型密級配的瀝青混合料；對冬季低溫持續(xù)時間長或非重載地區(qū)，保證抗車轍性能的前提下，提高低溫抗裂能力，選擇較小的空隙率，密級配混合料適合選擇細型密級配的瀝青混合料；對夏季高溫持續(xù)時間長，冬季寒冷，年溫差較大，又是重載路段的路面施工，高溫與低溫的要求互相矛盾時，要以高溫抗車轍性能為主，同時考慮低溫抗裂能力的需要，采取適當?shù)脑O計空隙率。

3.4 提高配合比設計

混合料離析同集料配合比設計密切相關，在混合料中最大粒徑及其附近粒徑的集料含量是影響混合料離析的主要原因，若最大粒徑及其附近粒徑的集料含量偏多，整體重量不變的情況下其他粒徑的集料重量就會減少，大料多，細料減少，級配不均勻，容易造成離析。解決離析的方法是盡量減少最大粒徑的集料和細料的含量，增加中間粒徑。

3.5 選用瀝青原材料質量要過關

瀝青材料的質量對路面的低溫抗裂性、高溫抗車轍性以及耐久性有著非常直接的關系，要選擇使用優(yōu)質的瀝青，瀝青既要滿足規(guī)范的要求，還要盡量提高指標

要求。

除此之外，對高速公路上面層，要盡量采用改性瀝青，改性瀝青與普通瀝青相比對高溫穩(wěn)定性的次數(shù)要高一倍以上，對低溫彎曲試驗的破壞應變能力也有大幅度的提高。在重載較多并且氣候條件較差時，高速公路瀝青路面的中面層也要盡量采用改性瀝青。

4 結語

公路瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象要從其發(fā)生的原因及可能產生的后果等方面采取措施，時行有效控制，只有這樣，才能有效減少瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象的發(fā)生，延長瀝青混凝土路面的使用期限，達到瀝青混凝土路面表面光滑、行車舒適且養(yǎng)護容易的施工要求。

參考文獻

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