淺談如何減少瀝青混合料的離析

陳敬柱

摘 要 瀝青混合料的離析現(xiàn)象是路面施工中普遍遇到的問(wèn)題，加強(qiáng)施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)的控制成為提高瀝青混凝土路面性能的關(guān)鍵之一。

關(guān)鍵詞 瀝青混凝土路面 混合料 施工 離析

市政道路瀝青路面的面層結(jié)構(gòu)特別是中下面層。而且設(shè)計(jì)厚度有增加的趨勢(shì)。級(jí)配有粗型級(jí)配發(fā)展的趨勢(shì)。這就直接導(dǎo)致施工過(guò)程中的瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中粗集料的用量增加，現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中離析現(xiàn)象增大，如何減少施工中的離析現(xiàn)象成為提高瀝青路面使用性能的關(guān)鍵因素。

在瀝青路面施工過(guò)程中，產(chǎn)生離析現(xiàn)象是不可避免的。在施工過(guò)程控制中如何最大程度減少離析，主要應(yīng)該從以下幾方面控制。

一、設(shè)計(jì)配合比階段

首先，要改變?cè)械V料級(jí)配曲線盡量靠近中值的觀念。選擇滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的級(jí)配曲線才是關(guān)鍵所在。

其次，配合比設(shè)計(jì)的原則：在滿足VMA的前提下，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的空隙率（VV），同時(shí)滿足瀝青飽和度（VAF）要求的礦料級(jí)配和瀝青用量才是最佳的配合比設(shè)計(jì)。在實(shí)際的配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)VMA與VV發(fā)生矛盾的情況，也就是滿足了設(shè)計(jì)的VV，會(huì)出現(xiàn)VMA偏小的情況；滿足了VMA，而實(shí)際的VV又大于設(shè)計(jì)的VV。就混合料的組成而言：影響混合料的關(guān)鍵是混合料的級(jí)配情況，級(jí)配曲線的選定應(yīng)該是在不斷的調(diào)整過(guò)程中確定的，而且一經(jīng)確定的級(jí)配曲線是不允許有很大波動(dòng)范圍的。因此，嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，是所有過(guò)程控制的前提條件。

二、原材料控制

1.嚴(yán)格控制料源。在滿足材質(zhì)基本要求的同時(shí)，還應(yīng)該關(guān)注加工后集料的另外一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：針片狀（扁平顆粒）含量。針片狀顆粒的多少直接會(huì)影響到配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中各項(xiàng)體積指標(biāo)的精確度，特別是在SMA的組成設(shè)計(jì)中粗集料骨架間隙率（VCA）的測(cè)定中，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的偏差而直接影響VMA的計(jì)算結(jié)果，以及馬歇爾試件擊實(shí)成型后VV的計(jì)算結(jié)果。

另外，穩(wěn)定的料源也是關(guān)鍵。在瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，與體積相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)只有四組數(shù)據(jù)是通過(guò)試驗(yàn)直接實(shí)測(cè)得出的：集料的級(jí)配曲線、集料的各種相對(duì)密度、馬歇爾試件的毛體積相對(duì)密度（瀝青混合料的最大理論相對(duì)密度）。其余的體積指標(biāo)都是根據(jù)以上數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算得出的。穩(wěn)定的料源則能夠控制集料的各種相對(duì)密度基本不變化，從而由此計(jì)算出集料的吸水率、合成毛體積相對(duì)密度、合成表現(xiàn)相對(duì)密度以及有效相對(duì)密度才能保持相對(duì)穩(wěn)定，由此計(jì)算的VV、VMA、VFA才能保持穩(wěn)定。

2.碎石加工設(shè)備的控制。如果采用反擊破碎石加工設(shè)備自行加工原材料的話，配合比設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該考慮的是如何選定碎石加工用的振篩的孔徑以及振篩安裝的傾用。選擇的依據(jù)主要是與瀝青拌和站振篩的孔徑、傾角相匹配。所謂匹配并非要求一定完全相同，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整篩孔的大小，以適應(yīng)拌和站實(shí)際生產(chǎn)。定期檢查篩孔，更換振篩是保證原材料級(jí)配穩(wěn)定的一項(xiàng)重要措施。

3.碎石堆放管理。碎石的堆放也是一重要環(huán)節(jié)，不同料源的碎石要分別堆放，不同粒徑的碎石也應(yīng)分別堆放。否則的話，會(huì)影響瀝青混合料的和易性，也能造成離析。

三、拌和階段

1.認(rèn)真完成生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。生產(chǎn)配合比是試驗(yàn)室和拌和站共同配合完成的最為重要的一項(xiàng)工作，生產(chǎn)配合比是大規(guī)模生產(chǎn)瀝青混合料的根本依據(jù)。原則上依然確立配合比設(shè)計(jì)設(shè)定的各熱料倉(cāng)比例不得隨意改變。但不能僅僅停留在“各熱料倉(cāng)篩分結(jié)果的合成級(jí)配”以及“計(jì)算出各熱料倉(cāng)比例滿足目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)級(jí)配曲線”這個(gè)層面上。還應(yīng)該著手于“各檔集料在不同熱料倉(cāng)的分倉(cāng)比例”；“不同集料、不同分倉(cāng)的集料不同的篩分曲線”等更細(xì)致的工作。只有這樣才能更為有效地面對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的“集料級(jí)配發(fā)生變化”、“如何確定冷料倉(cāng)進(jìn)料比例”等更深層次的問(wèn)題。

2.標(biāo)定冷料倉(cāng)。瀝青混合料規(guī)范中規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)大多都是體積指標(biāo)。如VMA、VV、VFA等，而拌和設(shè)備各熱料倉(cāng)稱重計(jì)量過(guò)程是一個(gè)質(zhì)量比例的摻配。如何能確保熱料倉(cāng)各質(zhì)量比例的摻配達(dá)到設(shè)計(jì)要求的體積指標(biāo)？冷料倉(cāng)的標(biāo)定是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。冷料倉(cāng)在送料比例的控制是通過(guò)冷料倉(cāng)料斗的倉(cāng)門開關(guān)大小以及相對(duì)應(yīng)的冷料倉(cāng)的皮帶轉(zhuǎn)速控制的，標(biāo)定冷料倉(cāng)是采用不同的皮帶轉(zhuǎn)速和倉(cāng)門開啟程度稱量不同的冷料重量，除去集料的含水量，繪制出的不同的冷料倉(cāng)，不同規(guī)格集料的集料質(zhì)量和皮帶轉(zhuǎn)速的直角坐標(biāo)曲線。只有這樣才能控制不同的冷料倉(cāng)進(jìn)料的質(zhì)量比例與目標(biāo)配比確定的質(zhì)量比例相一致。

3.加大加工過(guò)程中的自檢力度，注意細(xì)小環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)加工過(guò)程中，試驗(yàn)室的自檢結(jié)果是衡量產(chǎn)品合格與否的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但就試驗(yàn)本身而言（瀝青混凝土級(jí)配檢測(cè)的方法主要是抽提試驗(yàn)）存在許多可能產(chǎn)生偏差的細(xì)節(jié)。這就要求試驗(yàn)人員提高試驗(yàn)技術(shù)水平同時(shí)增加試驗(yàn)設(shè)備的投入。只有精確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)才是日常生產(chǎn)調(diào)整的依據(jù)。以當(dāng)前試驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)程度，抽提試驗(yàn)的精度在瀝青含量的測(cè)定方面可以達(dá)到±0.1%以內(nèi)，同時(shí)瀝青拌和設(shè)備，特別是進(jìn)口瀝青拌和設(shè)備都具備瀝青計(jì)量“二次補(bǔ)償”功能，使得混合料的瀝青含量更為精確。因此抽提試驗(yàn)可以在測(cè)定瀝青含量基本無(wú)誤的前提下，判定拌和過(guò)程中是否產(chǎn)生了混合料級(jí)配不均勻的情況，同時(shí)可以根據(jù)多次的抽提篩分結(jié)果對(duì)熱料倉(cāng)或冷料倉(cāng)進(jìn)行小幅度的調(diào)整，以達(dá)到各項(xiàng)體積指標(biāo)的要求。

四、混合料運(yùn)輸階段

1.車輛的選用上，應(yīng)選用大于150 kN的自卸車運(yùn)輸，這樣不僅僅是減少攤鋪機(jī)前經(jīng)常短時(shí)間換車卸料的情況，提高平整度，也能減少車輛頻繁升降料斗而造成的離析現(xiàn)象。

2.在混合料在裝車過(guò)程中，粗集料往往會(huì)滾落在低處，在往運(yùn)輸車輛內(nèi)運(yùn)輸混合料時(shí)，為減少瀝青混合料的粗細(xì)顆粒的離析現(xiàn)象，應(yīng)縮短出料口到車廂的裝料距離，往車廂內(nèi)裝一斗料，車就移一次位置。

五、攤鋪控制

攤鋪過(guò)程是離析最容易產(chǎn)生的一個(gè)工序，而且有些離析是不可避免的（例如在攤鋪機(jī)熨平板兩端是最容易產(chǎn)生離析的部位）。但攤鋪過(guò)程中離析的產(chǎn)生，很大程度上是由攤鋪機(jī)本身的性能決定的。因此攤鋪機(jī)本身的一些部件如熨平板、螺旋布料器、自動(dòng)找平系統(tǒng)等的完好，也是減少離析的前提條件。

另外，根據(jù)不同的攤鋪厚度，調(diào)整螺旋布料器和熨平板前緣之間的距離，也能減少混合料出現(xiàn)離析。在攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)的行進(jìn)速度發(fā)生改變的情況下，攤鋪機(jī)速度的變化會(huì)帶來(lái)熨平板下面混合料數(shù)量和密度的變化。當(dāng)速度變慢，單位時(shí)間會(huì)導(dǎo)致攤鋪厚度不均勻而發(fā)生離析。進(jìn)入熨平板底部混合料數(shù)量增加，熨平板將被抬高，同時(shí)又因熨平板前的混合料積多，密度變大，當(dāng)進(jìn)入熨平板底部后，密度大的混合料變形率小，熨平板亦相對(duì)抬高，導(dǎo)致攤鋪層變厚。相反，當(dāng)速度變快，將導(dǎo)致攤鋪層變薄。建議在卸料攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)始終不要將料斗合攏，等到當(dāng)天攤鋪?zhàn)詈蠼Y(jié)束時(shí)，一次性將該部分混合料清除，做廢料處理。

五、碾壓控制

碾壓過(guò)程本身并不能減少瀝青混合料的離析，但是對(duì)于連續(xù)密級(jí)配瀝青混凝土的AC結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，大噸位的輪胎進(jìn)行復(fù)壓可以提高AC結(jié)構(gòu)瀝青混凝土的密水性。因?yàn)檩喬郝窓C(jī)的輪胎之間存在一定間隔，可以對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行局部的搓揉碾壓，使碾壓范圍內(nèi)粗集料排列更有序，細(xì)集料填充更密實(shí)。

六、結(jié)束語(yǔ)

以上介紹的是如何減少瀝青路面施工過(guò)程中的離析現(xiàn)象。但有一點(diǎn)必須充分認(rèn)識(shí)，離析本身是很難完全消除的，這也就是為什么我們?cè)诘缆佛B(yǎng)護(hù)與維修過(guò)程中，水損害是最為普遍的破壞形式的原因。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須得有新的設(shè)計(jì)思路，減少水損害給路面的使用性能帶來(lái)的破壞。

參考文獻(xiàn)

[1]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].