論述瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象的成因及控制方法

徐小淵

摘要：瀝青混凝土路面離析的成因進(jìn)行分析，并針對(duì)所找出的原因采取相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面；離析現(xiàn)象；成因；控制方法

在現(xiàn)階段的公路施工過程中，瀝青混凝土的骨料多采用的是碎石，但在瀝青混凝土路面施工過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)瀝青混合料離析的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響瀝青混凝土路面的使用壽命。下面就工程施工中出現(xiàn)的情況，進(jìn)行專門的分析。

1 瀝青混凝土產(chǎn)生離析的原因

1.1 瀝青混合料從貯料筒向運(yùn)輸車?yán)镄堵鋾r(shí)，混合料形成錐體后，大骨料滾落在椎體角，形成粗集料第1次集中。

1.2 運(yùn)輸車?yán)锏幕旌狭闲断驍備仚C(jī)時(shí)，部分大骨料滾落在攤鋪機(jī)拌廂壁附近，形成粗集料的第2次集中。

1.3 攤鋪機(jī)送料器在送瀝青混合料過程中，先將中間集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，攤鋪機(jī)收斗時(shí)，形成粗集料的第3次集中。

1.4 螺旋布料器形成的離析。攤鋪機(jī)產(chǎn)生離析的主要環(huán)節(jié)在于螺旋分混合料過程，在作業(yè)中功率消耗最大的環(huán)節(jié)也在螺旋分析過程（約為整機(jī)的50%～60%）。攤鋪機(jī)在設(shè)計(jì)過程中，主要考慮功率因素，使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直徑的1/2-2/3處。按照這種情況，輸料量加大時(shí)，而螺旋只有位于物料內(nèi)部的部分才有輸料能力，因此為滿足作業(yè)要求，只能將轉(zhuǎn)速提高。這樣，高速旋轉(zhuǎn)且暴露在空中的螺旋布料器頂端就會(huì)向物料層上部的空間拋送物料。這是分料過程中形成離析的最主要原因。

2 瀝青混凝土離析的危害

2.1 瀝青碎石粗集料一旦形成集中，在碾壓過程中，集料非常容易被壓碎，骨料表面積增大，改變?cè)O(shè)計(jì)的瀝青混凝土路面配合比，瀝青含量偏少，造成集料碾壓成型后松散，破壞路面結(jié)構(gòu)，影響路面強(qiáng)度、行車安全和行車效果以及道路使用壽命。

2.2 粗集料集中，局部密實(shí)度變差，孔隙率變大，容易使路面滲水，路基變軟，局部下沉或翻漿，最終影響到瀝青混凝土路面質(zhì)量，影響到正常行車。

2.3 粗集料集中，影響路面平整度及路面外觀美感，最終影響到行車的舒適性和安全性。

3 解決瀝青混合料形成離析的方法

3.1 從運(yùn)輸車輛方面來解決

從拌和機(jī)貯料罐向運(yùn)料車上卸料時(shí)，分3層放料，即每卸1斗混合料，汽車挪動(dòng)1個(gè)位置。等1層放完后，再逐次進(jìn)行第2、3層放料，從而減少粗集料的集中。

3.2 從攤鋪機(jī)本身操作方面來解決

在攤鋪機(jī)螺旋1/2處，邊端裝反向螺旋葉片，瀝青的選擇特別重要，尤其是對(duì)于交通量大的路面，要首選優(yōu)質(zhì)瀝青，瀝青表面層更是如此。

集料的選定，主要是判定粗集料、細(xì)集料酸堿性，對(duì)于有些礦石材料像玄武巖、石英巖、花崗巖等本身就帶酸性，由于瀝青含有瀝青酸而顯酸性，如果兩種酸性物質(zhì)結(jié)合在一起，則大大降低了相互之間的化學(xué)吸咐力，因此瀝青與集料容易剝離。在這種情況下應(yīng)采用石灰?guī)r、礦碴磨成礦粉或者直接加入一定的抗剝落劑，增強(qiáng)瀝青混合料的化學(xué)吸附力。

此外，對(duì)粗集料的壓碎值應(yīng)有較高的要求，高等級(jí)路面一般不能高于28%，以保證瀝青混凝土路面具有一定的抗壓和抗滑能力，滿足路面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)

瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)是瀝青混凝土路面施工成功與失敗的關(guān)鍵，從組成設(shè)計(jì)的角度來看，瀝青混合料的配比應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。

3.3.1 骨料中最大粒徑的確定

級(jí)配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強(qiáng)度和抗車轍能力有密切的關(guān)系。國(guó)內(nèi)有關(guān)科研資料表明，當(dāng)瀝青混合料厚（h）與最大粒徑（D）的比值大于2時(shí)，抗疲勞強(qiáng)度顯著提高，但抗車轍能力明顯下降，而h/D小于2時(shí)抗車轍能力增強(qiáng)，而抗疲勞強(qiáng)度減弱，應(yīng)該說這是一個(gè)相互矛盾的指標(biāo)，一般情況下取h/D接近2最理想，即骨料最大粒徑取接近厚度的1/2，相對(duì)而言，上面層瀝青混合料粒徑略為偏粗一點(diǎn)。

3.3.2 中面層設(shè)計(jì)

中面層應(yīng)采用密級(jí)配瀝青混合料，這一層是承上啟下的結(jié)構(gòu)層，一是要有良好的抗水滲透能力，防止雨水滲到基層破壞路面。二是要有良好的抗疲勞能力，因此h/D應(yīng)略小于2為好，建議采用密級(jí)配瀝青混合料。

3.3.3 下面層瀝青混合料

下面層是荷載承載層和應(yīng)力擴(kuò)散層的結(jié)合部位，因此其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性比較重要。建議h/D應(yīng)略大于或等于2，同時(shí)采用半開級(jí)配較為理想，由于中面層是一個(gè)完整的抗水層，雨水不會(huì)下滲，因此，不會(huì)有雨水下滲到下面層、路面基層，另一方面，半開級(jí)配可提高路面的熱穩(wěn)定性（由于瀝青為黑色，夏天太陽暴曬吸熱，其內(nèi)部溫度可達(dá)50-60℃），同時(shí)半開級(jí)配有較多瀝青及細(xì)粒填充，故該層具備一定的耐久性。

3.4 瀝青油石比的選擇

瀝青油石比由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)確定，通常是由瀝青混合料密實(shí)度、穩(wěn)定度、孔隙率等指標(biāo)初步確定，再與規(guī)范規(guī)定的上下值要求進(jìn)行比較后取值。

3.4.1 油石比要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件綜合考慮

在寒冷地區(qū)冬天較冷，夏天時(shí)間較短，則油石比略為偏大較好，提高瀝青混合料低溫抗裂性和抗老化能力；相反在熱帶地區(qū)，夏天較長(zhǎng)氣溫高，冬季時(shí)間偏暖，則相應(yīng)油石比取低限，提高路面熱穩(wěn)定性和抗車轍能力。

3.4.2 油石比的確定應(yīng)引進(jìn)動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)

傳統(tǒng)的馬歇爾試驗(yàn)雖然能確定最佳級(jí)配，但由于目前國(guó)內(nèi)交通量發(fā)生了顯著的變化，大噸位的車輛越來越多，過去的設(shè)計(jì)理論，標(biāo)準(zhǔn)軸載及常規(guī)的試驗(yàn)手段已滿足不了現(xiàn)在交通量增大、車載增重的需要，這就是為什么有的高等級(jí)路按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工單位按規(guī)范施工，而路面照樣出現(xiàn)問題的一個(gè)重要原因，因此建議在車流量集中、車載較大的高等級(jí)路面，瀝青混合料除了要進(jìn)行常規(guī)的馬歇爾試驗(yàn)外，還需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)，這樣才能客觀全面地反映實(shí)際。由動(dòng)穩(wěn)定度鑒定級(jí)配和油石比是否合理，這也是國(guó)內(nèi)許多專家學(xué)者，通過對(duì)比總結(jié)的一條寶貴經(jīng)驗(yàn)。

3.5 瀝青混合料的施工

瀝青混凝土路面施工在寒冷地區(qū)應(yīng)選在5～10月份進(jìn)行，這期間氣溫較高，白天日照時(shí)間較長(zhǎng)，比較適合瀝青混凝土路面的施工，因此，施工工期盡可能安排在這一周期，如果在5月初之前或者10月底之后，就必須采取一定的措施，比如提高拌和料的出廠溫度，減少混合料的運(yùn)輸時(shí)間，做到及時(shí)攤鋪及時(shí)碾壓，確保攤鋪與碾壓溫度和路面成型的質(zhì)量。瀝青攤鋪機(jī)的選用，對(duì)于路面較寬的路段，為了縱向接縫的美觀，建議采用2臺(tái)或多臺(tái)同種型號(hào)攤鋪機(jī)前后錯(cuò)開10m左右行走比較理想，不主張寬12m以上的攤鋪機(jī)一次攤鋪，這是因?yàn)閿備仚C(jī)越寬，通過中央分料器的距離就越長(zhǎng)，混合料產(chǎn)生離析的可能性就越大。

4 結(jié)束語

瀝青混凝土離析現(xiàn)象對(duì)瀝青混凝土路面質(zhì)量的影響和危害是較大的，對(duì)今后瀝青路面的使用壽命及養(yǎng)護(hù)成本的增加起著至關(guān)重要的作用，因此要求我們必須從設(shè)計(jì)和施工管理方面嚴(yán)格要求，才能夠?qū)r青混凝土離析的危害降低到最小。