瀝青混合料離析及其預(yù)控措施

■徐春松，劉紀(jì)偉 ■.江蘇省興化市交通運(yùn)輸局，江蘇 興化 5700;.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 007

對(duì)于瀝青路面，在施工過(guò)程中，常常由于原材不合格、設(shè)備參數(shù)設(shè)置不合理、操作不規(guī)范及管理不到位等原因，引起混合料離析。常見的離析主要包括混合料集料離析、溫度離析等。混合料集料離析后［1］，會(huì)直接影響到工程質(zhì)量，細(xì)集料集中部位會(huì)導(dǎo)致路面抗滑性能差、油包、泛油等現(xiàn)象，粗集料集中部位易出現(xiàn)松散、坑槽、剝落等現(xiàn)象，溫度離析后，常會(huì)導(dǎo)致混合料難以壓實(shí)，易產(chǎn)生車轍、疲勞裂縫等現(xiàn)象［2］。因此，在實(shí)際施工中，對(duì)離析現(xiàn)象必須引起足夠重視，采取多種措施，盡量減少離析現(xiàn)象的發(fā)生，為提高瀝青路面施工質(zhì)量、提高路面使用壽命保駕護(hù)航。

1 常見離析現(xiàn)象及其原因分析

在公路瀝青路面施工過(guò)程中，離析現(xiàn)象較為常見。而引起混合料離析的因素較多，結(jié)合實(shí)際工程將常見的幾種離析現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因分析如下:

1.1 混合料裝車、卸料過(guò)程中產(chǎn)生集料離析

雖然瀝青混合料在高溫下具有較大的粘性，但在混合料裝車、卸料過(guò)程中，也會(huì)疆場(chǎng)出現(xiàn)離析現(xiàn)象。這主要是由以下原因引起:(1)混合料配合比設(shè)計(jì)或計(jì)量設(shè)備不合理、不準(zhǔn)確，瀝青用量不夠，導(dǎo)致混合料粘度偏低，引起離析，或粗集料偏多，導(dǎo)致粗集料在自身重力作用下滾落較快，產(chǎn)生離析;(2)裝料過(guò)程不規(guī)范，或下落高度偏大，導(dǎo)致粗集料在車廂邊部富集，產(chǎn)生離析;(3)在卸料過(guò)程中，卸料過(guò)快，導(dǎo)致粗集料向攤鋪機(jī)料斗邊部滾落，再一次富集，產(chǎn)生離析［3］。

1.2 混合料攤鋪過(guò)程中產(chǎn)生的集料離析

1.2.1 攤鋪機(jī)邊部離析

在實(shí)際攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)邊部離析較為常見。主要表現(xiàn)為:攤鋪機(jī)邊部粗集料較為集中，表面紋理偏深，構(gòu)造深度較大;攤鋪機(jī)中部細(xì)集料較為集中，表面紋理偏淺，構(gòu)造深度較小，特別是僅利用一臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪時(shí)，該現(xiàn)象較為明顯。造成該離析現(xiàn)象的主要原因除級(jí)配不合理外，還可能是攤鋪機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，螺旋布料器旋轉(zhuǎn)速度不夠，導(dǎo)致粗集料粗集料滾落至攤鋪機(jī)邊部，從而產(chǎn)生邊部離析［4］。

1.2.2 帶、塊狀離析

施工過(guò)程中，帶狀、塊狀離析也是較為常見的。主要表現(xiàn)為:在攤鋪機(jī)中部會(huì)其余地方出現(xiàn)粗集料集中偏多現(xiàn)象，出現(xiàn)縱向帶狀或塊狀離析部位。這主要是由于:(1)攤鋪過(guò)程中機(jī)械設(shè)備原因，如:熨平板底部粗糙或安裝不合理，導(dǎo)致表面拉、刮，導(dǎo)致粗集料被刮起，產(chǎn)生帶狀離析，或者布料器轉(zhuǎn)速設(shè)置不合理，導(dǎo)致攤鋪不到位或卡料等，在進(jìn)行人工補(bǔ)料時(shí)，由于工人撒料不規(guī)范，導(dǎo)致塊狀離析現(xiàn)象產(chǎn)生;(2)在實(shí)際施工過(guò)程中不是連續(xù)的進(jìn)料攤鋪，而是每車攤鋪完畢后，攤鋪機(jī)進(jìn)行收料斗，由于料斗邊部易出現(xiàn)粗集料集中現(xiàn)象，從而導(dǎo)致在攤鋪后出現(xiàn)塊狀離析現(xiàn)象［3］。

1.2.3 在接縫處形成離析

當(dāng)使用兩臺(tái)或多臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行同時(shí)并列攤鋪時(shí)，在相鄰兩臺(tái)攤鋪機(jī)之間的接縫處易引起離析。這主要是由于:在攤鋪過(guò)程中，由于“攤鋪機(jī)邊部離析”與其它離析形式復(fù)合，導(dǎo)致接縫處離析現(xiàn)象更為突出，接縫處攤鋪過(guò)厚時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“橋”現(xiàn)象，導(dǎo)致接縫兩邊不能壓實(shí)，當(dāng)接縫處攤鋪偏薄時(shí)［5］，會(huì)導(dǎo)致接縫處壓實(shí)度不夠，產(chǎn)生壓實(shí)度離析，而在瀝青路面服役過(guò)程中，道路中央接縫處正是車輛行駛較為頻繁之處，因此，必須加大接縫處質(zhì)量控制。

1.2.4 隨機(jī)離析

在實(shí)際施工過(guò)程中，每個(gè)環(huán)節(jié)、工藝出現(xiàn)問(wèn)題，均有可能引起隨機(jī)性離析。如攤鋪過(guò)程中，機(jī)械故障、供料不足導(dǎo)致攤鋪機(jī)停機(jī)待料或混合料在拌制過(guò)程中原材料波動(dòng)偏大等因素，均會(huì)引起隨機(jī)性離析。

1.3 溫度離析

對(duì)于瀝青混合料，溫度是其較為重要的指標(biāo)，溫度離析實(shí)際施工中最為常見，主要表現(xiàn)為:同一批混合料出現(xiàn)溫度不同或同時(shí)攤鋪的混合料兩邊溫度不一致，便會(huì)產(chǎn)生溫度離析［6］。引起溫度離析的原因也較多，主要原因包括可分為以下幾點(diǎn):(1)在拌合過(guò)程中，由于拌合不均勻，不僅產(chǎn)生花白料，也會(huì)產(chǎn)生溫度離析;(2)在運(yùn)輸過(guò)程中，由于運(yùn)輸車輛保溫工作不到位，導(dǎo)致表面溫度明顯低于內(nèi)部溫度產(chǎn)生溫度離析;(3)攤鋪過(guò)程中，在攤鋪機(jī)收起料斗時(shí)，剩余混合料與下一車混合料溫度不同產(chǎn)生把溫度離析;(4)在并列的相鄰兩攤鋪機(jī)接縫處，由于兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪的混合料溫度不同，而在接縫處存在溫度離析。

2 混合料離析產(chǎn)生的危害

瀝青混合料集料發(fā)生離析后，不僅會(huì)影響攤鋪后路面的平整度及外觀美感，更會(huì)加速路面的早期破壞，影響其使用壽命。這是由于［7］:離析后，對(duì)于粗集料集中部位:(1)瀝青含量較少，導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)性能較差，易產(chǎn)生表面剝落(圖1)、松散等現(xiàn)象。(2)表面構(gòu)造深度較大，內(nèi)部空隙多，抗?jié)B性能較差，在路面積水后，水分會(huì)進(jìn)入內(nèi)部空隙中，在車輪等外部荷載的作用下，易引起水損壞，特別是在寒冷地區(qū)，凍融循壞更會(huì)加劇路面的損壞，導(dǎo)致路面產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響其使用壽命;對(duì)于細(xì)集料集中部位:(1)瀝青、細(xì)集料較多，表面構(gòu)造深度較小，甚至出現(xiàn)泛油等現(xiàn)象，抗滑性能較差，易出現(xiàn)交通事故，(2)由于粗集料偏少，起不到較好的骨架支撐作用，導(dǎo)致在使用過(guò)程中(特別是熱帶地區(qū))易產(chǎn)生車轍、油包、推移(圖2)等現(xiàn)象，影響其使用性能。對(duì)于混合料的離析對(duì)瀝青路面產(chǎn)生的危害，美國(guó)交通委員會(huì)得到的詳細(xì)結(jié)果見表1 所示。

圖1 路面剝落

圖2 瀝青路面推移

表1 混合料離析對(duì)其部分性能的影響

混合料發(fā)生溫度離析后，對(duì)于溫度偏低的混合料，不宜被壓實(shí)、平整度較差，且多數(shù)研究表明:在車載的往復(fù)循環(huán)作用下，路面易產(chǎn)生車轍、疲勞裂縫等現(xiàn)象。

3 控制措施

3.1 配合比設(shè)計(jì)與原材料質(zhì)量控制

瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)較好時(shí)，能在很大程度上減少離析現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合路面鋪筑厚度及相關(guān)設(shè)計(jì)文件，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范確定礦料的最大粒徑，科學(xué)的進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

對(duì)于瀝青混合料而言，原材料的質(zhì)量狀況對(duì)其起著決定性的作用，因此，在選擇原材料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，特別是瀝青原材的優(yōu)選;在使用過(guò)程中，必須嚴(yán)把原材質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)原材料抽檢、管理力度，以免由于原材不合格導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。

3.2 拌合、出料及運(yùn)輸控制

在拌合過(guò)程中，利用經(jīng)驗(yàn)豐富的人進(jìn)行控制混合料的拌制、出料過(guò)程，合理確定各原材的傳送速度，科學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)拌合參數(shù)(特別是拌合時(shí)間、溫度)，以免由于拌合不均，出現(xiàn)花白料，此外，加大對(duì)混合料油石比、礦料級(jí)配等性能的抽檢，不合要求時(shí)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整;在出料時(shí)，除合理確定下料高度外，還應(yīng)不斷往復(fù)移動(dòng)自卸汽車(不少于3 次)，以免在裝料過(guò)程中產(chǎn)生離析;在運(yùn)輸過(guò)程中，盡量?jī)?yōu)選路途較近、路況較好的路線，減少運(yùn)輸過(guò)程中的顛簸，且在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)利用棉被或帆布將混合料嚴(yán)密覆蓋，以免產(chǎn)生溫度離析［8］。

3.3 攤鋪及碾壓控制

根據(jù)混合料類型，合理選擇攤鋪、碾壓工藝。在攤鋪前:對(duì)攤鋪機(jī)、壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢修，以避免施工過(guò)程中出現(xiàn)故障;在攤鋪過(guò)程中:保持?jǐn)備仚C(jī)螺旋布料器勻速旋轉(zhuǎn)，且在混合料中的埋深為三分之二左右［7］，進(jìn)行勻速、連續(xù)攤鋪，當(dāng)采用兩臺(tái)或多臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪時(shí)，合理確定攤鋪速度及攤鋪寬度，保持相鄰兩臺(tái)攤鋪機(jī)間距為10-15m，接縫寬度為10-20cm，嚴(yán)格控制松鋪厚度的一致性;進(jìn)行碾壓時(shí)，嚴(yán)格按照優(yōu)選的碾壓工藝進(jìn)行，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有離析現(xiàn)象時(shí)，及時(shí)進(jìn)行人工處理，然后用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行處理，以便減少離析病害。

3.4 溫度控制

溫度作為瀝青混合料施工過(guò)程中最為重要的指標(biāo)，必須加以嚴(yán)格控制，在拌和站應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格控制各原材料的加熱溫度及混合料的出場(chǎng)溫度［6］;運(yùn)輸過(guò)程中，可采取車廂隔熱保溫、表面覆蓋保溫、采用大噸位車輛等措施，以降低運(yùn)輸過(guò)程中混合料的內(nèi)外溫差;在攤鋪現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)嚴(yán)格控制其到場(chǎng)溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度等，合理安排車輛，當(dāng)一車卸料完成時(shí)，及時(shí)進(jìn)行下一車料的攤鋪，以保證連續(xù)不間斷攤鋪，以防在攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)溫度離析。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于瀝青混合料，在實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓等工序，均有可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，且混合料離析不僅影響路面外觀質(zhì)量，更會(huì)加速路面早期水損害、車轍、油包及推移等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路面的使用性能。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)加大原材抽檢力度，對(duì)拌合、攤鋪、碾壓等工序進(jìn)行層層控制，以免出現(xiàn)集料離析、溫度離析等，從而為工程實(shí)體質(zhì)量提供保障。

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［4］叢林，鄭曉光，郭忠印.施工離析對(duì)瀝青混合料性能的影響分析［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007.35(4):1544-1549.

［5］沈金安.關(guān)于瀝青混合料的均勻性和離析問(wèn)題［J］.公路交通科技，2001，18(6):20-24.

［6］鄭曉光，叢林，郭忠印.瀝青混合料溫度離析容許標(biāo)準(zhǔn)的研究［J］.建筑材料學(xué)報(bào)，2007(4):440-445.

［7］李立寒，麻旭榮.級(jí)配離析瀝青混合料性能的試驗(yàn)研究［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，35(12):1622-1626.

［8］叢林，鄭曉光，郭忠印.施工離析對(duì)瀝青混合料性能的影響分析［J］.同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007.35(4):1544-1549.