瀝青混凝土施工中混合料離析的原因及其解決措施研究

王磊（太原市政建設集團有限公司辰宇公司 山西 太原 030024）

0 引言

在路面鋪筑過程中，攪拌均勻、質量穩(wěn)定的瀝青混合料產(chǎn)品出現(xiàn)了級配非均勻變化的現(xiàn)象稱之為離析。由混合料的離析導致的路面水損壞通常都是局部的，輕微的，如粗細集料和瀝青含量的不均勻就容易導致道路小坑不斷，裂縫參差。瀝青混合料粗集料集中的部分會導致空隙率提高，使原來的路面配合比發(fā)生改變，降低瀝青含量，集料難以碾壓成型，加速了道路水損壞進程，從而出現(xiàn)坑槽、裂縫等影響道路平整度及路面性能等問題。同樣，當部分細集料集中出現(xiàn)集中問題，特別是0.075mm 以下的顆粒增多時，又會過量地吸附瀝青，導致空隙率降低，使混合料干澀，產(chǎn)生離析，從而誘發(fā)道路伴隨泛油現(xiàn)象甚至是永久性的變形。因此在瀝青混凝土路面的施工過程中應仔細控制混合料的穩(wěn)定性，這一點已成為國內(nèi)外道路工程施工的一致共識。

1 瀝青混合料發(fā)生離析的主要原因

影響瀝青混合料發(fā)生離析的因素有很多，瀝青混合料的原材料質量，瀝青混合料在運輸、攤鋪、碾壓等各個施工環(huán)節(jié)都有可能會導致混合料發(fā)生離析，離析現(xiàn)象的成因是復雜的，通常由攤鋪機結構、供料方式、攤鋪技術和瀝青混合料質量等方面的原因形成。離析通常分為骨料離析和溫度離析。骨料離析是指瀝青混合料中大粒徑骨料分別聚集，處于較為明顯的不均勻混合狀態(tài)，一般由機械因素引起；溫度離析是指瀝青混合料中各部分溫度出現(xiàn)明顯差異。離析的危害性很大，可對路面質量造成多方面的影響。下文就發(fā)生離析現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因進行論述，以便尋找其解決措施。

1.1 原材料質量未達標

道路施工所使用的集料大多由外來的料場承包，由于瀝青路面所需集料量大，因此往往由多個私人料場同時供應一個工程以滿足其集料種類以及材料需求，但這些料場機械設備與技術水平的差異使得他們所呈現(xiàn)的集料質量參差不齊，同時也因為工程的集料質量缺少確切的標準，混合料集料的鋪筑層厚度之間比例不滿足公稱最大粒徑，瀝青混合料級配也就達不到原始的設計要求，最終造成集料離析。此外，很多道路工程的瀝青拌和場和采石場都是沿著路線臨時搭建的移動式拌和場，因此物料場的生產(chǎn)和材料堆放場地之間缺少隔擋，現(xiàn)場各種材料隨意堆放，雜亂無章，空氣中塵土飛揚遍布整個料場，且臨時搭建的移動式拌和場和材料場一般沒有防水設備，而下雨對集料的影響往往不可忽略，干燥狀態(tài)和潮濕狀態(tài)的供料控制存在較大波動，從而使得瀝青混合料很難保持原材料性質的穩(wěn)定與均勻，直接影響實際級配與配合比設計所采用的級配。

1.2 混合料運輸不當

混合料的運輸過程包括：裝料、運輸與卸料，操作不當會導致混合料在裝車運輸時出現(xiàn)級配離析。貯料倉下料口在出料過程中容易發(fā)生滾落，使其中的粗集料集中于車廂底部或側面造成離析，這就要求在混合料裝車時要盡量合理控制出料口使其均勻下落。瀝青混合料在運輸過程由于路況或者司機本人原因出現(xiàn)緊急制動、剎車等操作也會導致混合料出現(xiàn)級配離析。

混合料在運輸時還需做好集料的隔離工作，避免集料因與運輸距離較遠或卸料時間較長而與空氣長期接觸使得集料溫度變化較快，同等壓實功下，混合料在不同的溫度下展現(xiàn)的壓實效果有很大的區(qū)別，從而導致路面成型后出現(xiàn)不同的空隙率，影響道路攤鋪而造成離析現(xiàn)象。自卸車在卸料時，車槽揚起過快就會使原本應整體下滑的混合料變成翻動滾落，再一次促進混合料的離析。此外車廂壁溫度較低，特別是清早剛開始生產(chǎn)時會導致較大的混合料溫差，特別是底層和頂層溫度散失的差異，即便是在車廂壁外側及車頂部覆蓋棉被保溫，也只是減少了一小部分混合料的離析（見表1）。

表1 劃分不同離析等級的高低溫度偏差值

1.3 攤鋪過程中的離析

由于攤鋪機本身的裝置原理，混合物在施工過程中產(chǎn)生的不均勻或離析現(xiàn)象幾乎是不可避免的。首先就是運料車上的混合料通過刮料板卸到螺旋輸送器內(nèi)，受運料車與攤鋪機的碰撞影響，位于料器中間位置的混合料立即被運走，而料器兩側的混合料直至兩側的擋板立起后才能間接被運走，這就使得混合料進入攤鋪機的先后時間產(chǎn)生差異，從而導致混合料發(fā)生離析現(xiàn)象。在攤鋪瀝青混合料的環(huán)節(jié)中，施工人員往往忽略攤鋪機的振動幅度與前進速度是否一致，也不考慮瀝青混合料攤鋪機的型號性能，而是盲目追求一臺攤鋪機的整個工程[1]。

1.4 碾壓過程中的離析

振動壓土機在壓實混合料時很難實現(xiàn)完全一致的全過程條件，水量的減少也會影響壓土機的噸位變化，其次是碾壓過程中溫度的差異，也會導致混合料的離析。碾壓一般由路側到路中，隨著防治混合料的推移，振動壓土機能在碾壓的過程中隨著不同寬度方向的擊振力呈現(xiàn)出不同碾壓效果。特別是小型雙鋼輪壓土機在鋼輪附近對有路緣石的邊緣進行碾壓時，往往集中了較多的粗集料，不易碾壓，而彎道處由內(nèi)側向外側推進，容易出現(xiàn)壓實功的橫向離析。

2 解決瀝青混合料發(fā)生離析的幾點措施研究

2.1 嚴格把控所需集料的質量

建筑單位應深入調(diào)查集料市場，選擇信用良好、質量可靠料場供應商，并在集料入場時對其進行全面的檢查，檢查內(nèi)容包括集料的規(guī)格和級配標準，仔細清理覆蓋層，使用質地清潔且干凈的集料，對石料的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)堅持實時檢測，適當縮小集料的最大粒徑，依據(jù)材料的篩選、分離情況適時調(diào)整礦料級配及瀝青材料混合比[2]。針對施工堆料場地的臨時性和不規(guī)則性導致的材料混雜、材料被污染等直接影響配合比的弊端，拌和場應加棚蓋用來防雨，在拌和過程中要對集料進行取樣抽測，對混合料的礦料級配進行分別檢測，嚴格控制將超粒徑料排除出去，避免材料產(chǎn)生變化，引起集料不均勻，影響瀝青混凝土在鋪筑過程中的應用。

2.2 合理布置和設置混合料拌和場

裝料時應適當把控送料口的開度，利用分層裝料多次改變貨車位置以平衡裝料減少混合料的離析。在靠近攤鋪的施工現(xiàn)場建立拌和場有利于提高混合料的運輸效率，同時還應考慮集料運輸路線的開闊度與平坦度，以減少集料在路途中的顛簸。在為攪拌場地選址時，要盡量使攪拌場地與攤鋪現(xiàn)場距離不要太遠。同時，應適當平整運輸通道、降低行駛速度, 使運輸過程中，盡量減少顛簸；對料堆要采取保溫措施（尤其是較長距離的運輸），比如要苫蓋篷布等。對于運輸距離確實遙遠的集料則需減少運輸途中的休息停留時間，在裸露的混合料上面加蓋苫布做好保溫工作，減少運輸過程中出現(xiàn)較大的溫差，并盡量降低行駛速度，產(chǎn)生混合料的離析。在工作人員應提前做好卸料的準備工作，使用霧化器將柴油水均勻蘸滿整個車身，以確?；旌狭夏茉谛读线^程中實現(xiàn)整體的緩慢下落，避免因卸料過程中混合料的堆積和翻滾而產(chǎn)生離析問題[3]。

2.3 確保攤鋪工作能夠均勻且連續(xù)的進行

在攤鋪過程中應確保攤鋪機處于最佳工作狀態(tài)，且攤鋪機在工作過程中嚴禁中途停頓或開合，也不能任意改變其工作頻率，在條件允許的情況下，運料車還能將混合料裝入轉運車，經(jīng)二次拌和后繼續(xù)慢速、均勻、連續(xù)的向攤鋪機供料，并及時的將其壓實。嚴格管理攤鋪機的鋪筑寬度，當路面鋪筑寬度較大時，宜采用兩臺攤鋪機共同作業(yè)，并調(diào)節(jié)攤鋪混合料至無明顯的離析痕跡為止。人工攤鋪時應使用刮板將邊攤鋪邊整理光滑，在此過程中保證刮板輕重力度以及次數(shù)相一致，以避免混合料發(fā)生離析。建議在施工中使用移動式輸送機，輸送機安裝在自卸車與攤鋪機之間，自卸車將合料倒入攤鋪機料斗內(nèi)，這樣可以有效避免骨料離析和溫度離析。歐美國家已在攤鋪中使用了移動式輸送機，它對減少離析現(xiàn)象有顯著的作用。

2.4 合理安排壓土機的長度和類型

起振和停振的時間決定了振動壓土機的標準碾壓長度，5 倍的起振和停振時間之和乘以壓土機行走速度是當前廣泛認可的標準碾壓長度，標準碾壓長度概念的引入能有效減少由壓土機共振引起的不均勻碾壓現(xiàn)象。在道路施工過程中，壓土機應與攤鋪機每次回程錯開1m 的距離，以確保施工道路能得到及時的壓實，直至壓緊密24h后才能允許進入，而大噸位、速度慢的壓土機進行碾壓有利于提高鋪筑道路的壓實度和平整度。碾壓過程中，施工人員還應根據(jù)瀝青混凝土中混合料的組成不同以及鋪筑路段結構的不同選擇相匹配的碾壓技術。在攤鋪中，對表面層出現(xiàn)的離析現(xiàn)象應及時補救。如采用人工細篩的方法，篩出適量細瀝青混合料灑在出現(xiàn)離析的表面層，并及時碾壓，這樣可以緩解離析的影響。

3 結語

通過以上的防治措施, 對整個瀝青混凝土路面生產(chǎn)施工中各環(huán)節(jié)要素進行嚴格控制, 基本上解決了瀝青混凝土路面施工中出現(xiàn)的離析現(xiàn)象, 減少了離析對路面遠期使用所產(chǎn)生的不良影響, 為工程后期的施工提供了較好的解決方案。綜上所述，瀝青路面的鋪筑過程受多方面的影響，避免瀝青混凝土中混合料的離析工作主要從原材料的選擇、混合料的運輸以及現(xiàn)場施工過程中的道路攤鋪和碾壓等過程為主要出發(fā)點，其關鍵還在于要引起施工過程中工作人員的高度重視。如強化集料生產(chǎn)的管理，運輸中注意保溫與控制行駛速度，盡量采用多臺攤鋪機共同作業(yè)，滿足攤鋪機的攤鋪要求，同時合理選擇碾壓方式等。這就要求我們總結學習國內(nèi)外先進的技術經(jīng)驗，不斷優(yōu)化施工設計與施工過程，避免出現(xiàn)混合料離析等問題。