淺議瀝青混合料性質(zhì)對路面施工質(zhì)量的影響與施工對策

■吳 雯 ■揚(yáng)州職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225009

現(xiàn)階段，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國開始加大公路交通等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，截止到目前，我國的高速公路里程居世界第二。然而，在公路交通建設(shè)如此迅速發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了一些問題，路面施工質(zhì)量問題一直困擾著我國公路健康發(fā)展，不僅影響公路的使用壽命，另一方面對行程舒適性與行車安全造成嚴(yán)重的影響。筆者主要從瀝青混合料性質(zhì)的角度，其對路面施工質(zhì)量產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，從而得出對應(yīng)的解決對策。本文對瀝青混合料性質(zhì)對路面施工質(zhì)量的影響與施工對策進(jìn)行研究和探討，不足之處，敬請指正。

1 瀝青混合料組成及配合比設(shè)計(jì)分析

瀝青混合料是道路工程最常見的材料，瀝青混合料包括瀝青、碎石、砂、礦粉以及添加劑等。瀝青混合料必須符合路面的施工要求才可投入使用，必須要有一定的力學(xué)特性，比如抗疲勞抵抗性能、高溫抗變形性能及低溫抗開裂性能等;一定的耐久性能，比如在自然環(huán)境的影響下具備一定的抵抗能力，包括老化、凍融以及浸水等;科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性能;表面功能特性，比如平整性、抗滑能力、排水特性等;一定的工藝特性，包括在拌合、運(yùn)輸、攤鋪、維護(hù)等過程中展現(xiàn)的施工便捷性。以上可以表現(xiàn)出路用瀝青混合料的功能要求是多元性和歧義性的綜合體。一般而言，這種歧義性體現(xiàn)為瀝青混合料在高溫情況下抗變形性能與低溫情況下避免產(chǎn)生開裂的沖突。實(shí)際情況下，瀝青混合料的性質(zhì)使得這種歧義性更為復(fù)雜。

比如，瀝青混合料要具備一定的粘彈特性，具有一定的流動特性與易成型性;具備一定的彈性變形恢復(fù)能力;針對疲勞抵抗性能，瀝青混合料對柔韌性和能量耗散能力也有一定的要求;要有低溫情況下的應(yīng)力松弛能力，也要有較小的收縮特性及較大的低溫開裂性能。因此對瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵是要對以上特性之間尋求平衡點(diǎn)。具體而言，根據(jù)結(jié)構(gòu)層的功能要求對瀝青混合料進(jìn)行設(shè)計(jì)，要遵循“適當(dāng)兼顧其他功能”的原則。相對來說，典型的有抗滑表層、薄層瀝青路面、瀝青下臥層等;促進(jìn)石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的提升，迪歐瀝青性能評價方法進(jìn)行改進(jìn)。除此之外，適當(dāng)摻加聚合物也可以提升瀝青技術(shù)水平，并且在多級瀝青工程實(shí)例中得到廣泛應(yīng)用;對粗集料的骨架作用進(jìn)行充分利用，在合理范圍內(nèi)適當(dāng)提高礦質(zhì)混合料中粗集料的使用比例，其中最應(yīng)推廣應(yīng)用的是SMA 路面技術(shù)。然而，除此之外必須對瀝青混合料組成材料的特性進(jìn)行分析，對瀝青混合料材料性質(zhì)與路面施工質(zhì)量的影響進(jìn)行研究，是現(xiàn)階段瀝青路面研究領(lǐng)域的熱門課題。

2 瀝青混合料性質(zhì)的影響因素

2.1 瀝青混凝土拌和機(jī)無法正常工作

瀝青混凝土拌和機(jī)的相關(guān)裝置設(shè)備一旦出現(xiàn)故障問題，或者由于使用操作失誤等問題，都會導(dǎo)致拌和機(jī)無法正常工作，繼而造成混合料配比準(zhǔn)確性下降，混合料性質(zhì)變得極其不穩(wěn)定。比如拌和機(jī)的料倉未進(jìn)行嚴(yán)格的分隔，造成集料等級沒有按照施工要求進(jìn)行，導(dǎo)致混合料中產(chǎn)生細(xì)料過量的情況;礦料進(jìn)料口的設(shè)置有誤，造成瀝青含量、集料等級等與施工要求有沖突，導(dǎo)致混合料中產(chǎn)生細(xì)料過量的情況;烘干筒長時間處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀況，或其傾斜角度太大，導(dǎo)致混合料溫度異常，體積較大的骨料無法被瀝青完全裹覆，混合料的顏色異常，明顯有水蒸氣溢出;烘干機(jī)操作失誤，造成混合料溫度異常，體積較大的骨料無法被瀝青完全裹覆，混合料的顏色比較灰暗且沒有絲毫光澤，伴有水蒸汽溢出，混合料呈現(xiàn)出顯著的老化特征;溫度指示器調(diào)整失誤，也會產(chǎn)生同樣狀況;熱料斗中礦料用盡，造成集料等級降低，使混合料中細(xì)料大量剩余，繼而導(dǎo)致混合料不均勻及瀝青過量的情況;如果瀝青用量不符合要求規(guī)范，直接造成瀝青含量不足的情況或料車中混合料表現(xiàn)為游離狀況;拌和裝置作業(yè)時而不穩(wěn)定，造成混合料溫度異常，料車中粉料表現(xiàn)為游離狀況。

2.2 人為因素

在混合料進(jìn)行拌制時，會因?yàn)橐恍┤藶橐蛩貙r青混合料性質(zhì)產(chǎn)生影響，比如生產(chǎn)組織管理存在問題、操作人員的責(zé)任心問題及其他人為因素等，一方面會使拌和機(jī)工作不正常;另一方面也會對混合料的配比及溫度產(chǎn)生影響。除此之外，在混合料進(jìn)行運(yùn)輸、攤鋪及壓實(shí)等環(huán)節(jié)中，也會由于人為因素導(dǎo)致混合料的性質(zhì)發(fā)生改變。

2.3 技術(shù)指標(biāo)改變

(1)首先，原材料的影響，瀝青的生產(chǎn)原材料實(shí)際上在一定程度上會對瀝青品質(zhì)起決定性的作用，所以對瀝青進(jìn)行采購時，尤其要注意煉制瀝青的原油資源及改性劑;(2)瀝青的生產(chǎn)工藝對瀝青混合料性質(zhì)的影響，其工藝方法包括蒸餾法、氧化法、半氧化法以及調(diào)配法等。制造方法的選擇會使瀝青性質(zhì)的區(qū)別很大;(3)瀝青在運(yùn)輸、儲存等環(huán)節(jié)，因?yàn)榻?jīng)歷的時間較長，有可能導(dǎo)致瀝青老化的情況，使得瀝青的性質(zhì)產(chǎn)生一定程度的變化，尤其是改性瀝青，存放稍微長的時間就會發(fā)生瀝青離析的現(xiàn)象，因此檢測指標(biāo)肯定會發(fā)生改變;(4)試驗(yàn)精度對瀝青混合料性質(zhì)的影響，包括試驗(yàn)裝置的精度、試驗(yàn)室的溫度控制條件、試驗(yàn)方法的選擇、試驗(yàn)工作人員本身的素質(zhì)及其操作熟練程度等因素，都有可能導(dǎo)致試驗(yàn)產(chǎn)生誤差，繼而影響瀝青的技術(shù)指標(biāo)。

3 瀝青混合料性質(zhì)發(fā)生改變產(chǎn)生的后果

3.1 對攤鋪的影響

如果混合料的性質(zhì)極其不穩(wěn)定，很容易引發(fā)攤鋪厚度產(chǎn)生變化，繼而導(dǎo)致波浪或拉溝等。比如混合料的溫度太高，或者瀝青的含量太大，礦粉的摻雜量太多、粒徑不大于0.074mm 的細(xì)料太多，以上因素都會產(chǎn)生鋪層變薄的后果。這種混合料的應(yīng)用，會使得路面溫度穩(wěn)定性下降。一般而言，混合料的溫度要控制在150 ±10℃范圍之內(nèi)。在此范圍之外的話，混合料太軟會使得承載能力下降，太硬不適合攤鋪，因此會對鋪層厚度產(chǎn)生影響。如果礦料中的大顆粒尺寸不小于鋪層厚度，在攤鋪過程中大粒料會被熨平板拖著一起滾動，使得鋪層發(fā)生裂紋、拉溝等質(zhì)量通病;混合料的配比設(shè)計(jì)問題會造成全鋪層裂縫，由于振搗梁在攤鋪時對混合料搗實(shí)要把它向前進(jìn)行推移，假如混合料中的大粒料較多，有可能導(dǎo)致全鋪層的大裂縫。

3.2 對壓實(shí)質(zhì)量的影響

混合料的性質(zhì)除了對推鋪質(zhì)量有影響，實(shí)際上對壓實(shí)質(zhì)量的影響更大。在攤鋪溫度、初壓溫度、復(fù)壓溫度以及終壓溫度的四個環(huán)節(jié)，溫度指標(biāo)的改變對壓實(shí)度的影響非常大。瀝青混合料實(shí)際上是一種粘彈性感溫體，其溫度越高，可塑性越大。在一定條件下，溫度和混合料壓實(shí)程度有直接關(guān)系。隨著溫度的持續(xù)升高，混合料溫度本身發(fā)生大的改變，致使壓實(shí)程度變大。

如果碾壓工藝、碾壓溫度一致，在一定條件下，鋪設(shè)厚度較大的瀝青層能讓材料的熱度保持的更加長久，可以為碾壓提供更加充足的時間。瀝青混合料的壓實(shí)和其它壓實(shí)的規(guī)律有很大區(qū)別，如果瀝青混合料壓實(shí)厚度不大，那么瀝青混合料溫度散失的也較快，且瀝青混合料不具備一定的可移動空間，可以讓顆粒充分嵌擠，因此壓實(shí)效果不理想。然而，壓實(shí)層厚度過大也不好，會使得有效壓實(shí)功降低，壓實(shí)度同樣也會下降。

瀝青混合料拌制過程中，因?yàn)榇?、?xì)集料動力特點(diǎn)存在顯著的差異，無論是在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中，還是攤鋪時，會因?yàn)椴僮魇д`，而導(dǎo)致混合料中粗、細(xì)集料分布不均勻的情況，從而出現(xiàn)級配離析的情況。粗骨料比較集中的地方，瀝青路面的瀝青的含量比較低，而且空隙率比較大;反之細(xì)集料比較集中的地方瀝青路面的瀝青含量比較大，而且空隙率比較小。以上兩種情況都會使得壓實(shí)度發(fā)生改變。

表一 瀝青混合料性質(zhì)對壓實(shí)質(zhì)量的影響

4 施工對策

4.1 拌合

(1)建立并完善拌和樓管理制度。在拌和機(jī)工作時嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)操作規(guī)范進(jìn)行，盡量選擇經(jīng)驗(yàn)比較豐富的工作人員進(jìn)行操作;(2)對拌和溫度進(jìn)行控制;(3)確保瀝青拌和樓的稱量系統(tǒng)精度及溫度設(shè)定系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性;(4)試驗(yàn)過程中對瀝青混合料取樣的均勻性進(jìn)行控制，確保取樣均勻;(5)混合料進(jìn)行拌和過程中逐盤打印混合料拌和數(shù)據(jù)，從而可以掌握瀝青含量變化情況。一旦有異常情況可以及時解決;(6)瀝青含量開展抽提試驗(yàn)，盡快選用經(jīng)驗(yàn)比較豐富的試驗(yàn)員進(jìn)行操作，從而降低試驗(yàn)操作誤差。

4.2 平整度

在平整度方面，需要采取以下幾個方面的措施:

(1)攤鋪機(jī)操作要符合規(guī)范，包括攤鋪機(jī)的寬度、速度、攤鋪機(jī)熨平板初始仰角等技術(shù)參數(shù)要設(shè)置的科學(xué)合理;攤鋪機(jī)螺旋布料器的高度、料位高度等數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確無誤;攤鋪的速度要均衡，攤鋪機(jī)的起動和熨平板振動要確保同步;(2)碾壓工藝要合理，注意對碾壓過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。復(fù)壓的環(huán)節(jié)要選擇鋼輪振動和膠輪碾壓相互結(jié)合的原則，其順序是先進(jìn)行鋼輪振動碾壓，然后是膠輪碾壓。除此之外，還要選擇適當(dāng)?shù)哪雺核俣?(3)振動壓路機(jī)的振幅、振頻等要科學(xué)合理，其中壓路機(jī)選擇方面盡量是雙驅(qū)動鋼輪振動碾壓。施工時要保持碾壓工序技術(shù)等數(shù)據(jù)參數(shù)保持一致，不能隨意進(jìn)行變更;(4)溫度條件要適中，確保在符合規(guī)范要求的前提下進(jìn)行，不能過分追求高溫;(5)對下承層的施工平整度進(jìn)行控制;(6)對混合料級配進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，降低過大粒徑集料顆粒的概率，以及瀝青混合料級配改變的可能性;(7)針對橫向施工縫要精心施工，防止出現(xiàn)跳點(diǎn)。

4.3 壓實(shí)度

碾壓是瀝青路面施工的最后一個環(huán)節(jié)工序，為確保壓實(shí)質(zhì)量，施工技術(shù)對策如下所示:

(1)選擇正確的碾壓工藝，并配備一定數(shù)量的壓實(shí)裝置，這是促進(jìn)良好壓實(shí)度的基礎(chǔ)，對碾壓設(shè)備的組合和搭配要科學(xué)合理;(2)對壓路機(jī)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。包括振動壓路機(jī)的自重、振幅、碾壓速度等參數(shù)均會對壓實(shí)度產(chǎn)生影響，盡量選用科學(xué)合理的速度，并遵循“高頻、低幅”碾壓原則，才可以產(chǎn)生理想的壓實(shí)效果;(3)在適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下進(jìn)行碾壓，碾壓時盡可能減小碾壓段落;(4)對于粒徑不一的混合料，要按照其最大粒徑對碾壓層厚度進(jìn)行選擇;(5)遇到雨雪天氣，暫停施工，如果混合料遭到雨淋那么就得廢棄;(6)熱拌瀝青混合料在運(yùn)輸和攤鋪時應(yīng)采取必要的措施，以降低其離析概率。

5 結(jié)語

總之，瀝青混凝土路面施工質(zhì)量的影響因素多種多樣，包括機(jī)械本身技術(shù)狀況、操作原因、施工組織管理等，但是瀝青混合料對其影響是重中之重，所以在道路施工過程中，施工企業(yè)要切實(shí)加強(qiáng)落實(shí)生產(chǎn)崗位責(zé)任制度，工程技術(shù)人員做好技術(shù)交底工作，認(rèn)真負(fù)責(zé)，密切協(xié)作，從而盡可能地消除路面施工質(zhì)量缺陷。

［1］李洲，劉濤，祝漢中.瀝青混合料配比優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)及應(yīng)用［J］.公路交通技術(shù)，2003(04).

［2］周長軍，楊光.水泥在瀝青混合料中的作用［J］.黑龍江交通科技，2003(07).

［3］劉愛.瀝青混合料質(zhì)量分析及控制［J］.山西建筑，2003(04).

［4］馬云朗.彩色瀝青混合料的生產(chǎn)和施工簡介［J］.市政技術(shù)，2003(01).

［5］陳耀典.瀝青混合料產(chǎn)生離析的原因及改善措施［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2003(02).

［6］李智，徐偉，王紹懷，張肖寧.瀝青混合料數(shù)字圖像處理技術(shù)的方法研究［J］.公路交通科技，2003(06).

［7］張淼，李凱峰，劉福坤.淺談瀝青混合料產(chǎn)生離析的癥狀及防治［J］.黑龍江科技信息，2003(01).

［8］李立寒，曹林濤，羅芳艷，郭亞兵.瀝青混合料劈裂抗拉強(qiáng)度影響因素的研究［J］.建筑材料學(xué)報(bào)，2004(01).

［9］蔡建偉.瀝青混合料的拌和控制與配合比調(diào)試［J］.山西建筑，2004(07).

［10］馬立軍，譚積青，姚學(xué)昌.體積法設(shè)計(jì)瀝青混合料在廣東西部沿海高速公路中的應(yīng)用［J］.廣東公路交通，2004(01).