瀝青路面施工中的離析現(xiàn)象分析及控制措施應(yīng)用研究

摘要 為解決瀝青路面施工離析問題，提高道路建設(shè)質(zhì)量，文章以AC-13、AC-20、AC-25瀝青混合料為研究對(duì)象，深入研究了集料離析及溫度離析的控制措施，并依托具體工程驗(yàn)證了其應(yīng)用效果。研究結(jié)果表明，精準(zhǔn)控制最大公稱粒徑及其鄰近區(qū)間集料通過率，可有效防止集料離析現(xiàn)象的發(fā)生；采用文章提出的溫度離析改善措施后，混合料在初壓、復(fù)壓施工過程中僅發(fā)生輕度的溫度離析現(xiàn)象，工程應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞 瀝青路面；離析；控制措施；公路工程

中圖分類號(hào) U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）05-0046-03

0 引言

瀝青路面作為當(dāng)前高等級(jí)公路的主要路面結(jié)構(gòu)形式，其施工質(zhì)量直接關(guān)系道路交通的流暢性與運(yùn)營(yíng)安全性。然而，在瀝青路面施工過程中，離析現(xiàn)象作為一種常見的質(zhì)量問題，影響路面平整度、耐久性及使用壽命，容易造成車轍、裂縫等路面病害，嚴(yán)重降低道路行車的舒適性，增加后期的養(yǎng)護(hù)維修成本。

1 工程概況

某公路工程全長(zhǎng)10.6 km，為雙向四車道，路面上、中、下面層分別為AC-13細(xì)粒式瀝青混合料、AC-20中粒式瀝青混合料及AC-25粗粒式瀝青混合料。

2 瀝青混合料離析種類

2.1 集料離析

集料離析主要特征在于粗、細(xì)集料在混合料內(nèi)部空間的分布不均，部分區(qū)域粗集料聚集，而其他區(qū)域則細(xì)集料集中分布。該現(xiàn)象在雨后初干路面尤為明顯，粗集料聚集區(qū)域因缺乏細(xì)集料填充，表面缺乏水膜覆蓋，無反光現(xiàn)象；細(xì)集料集中區(qū)域則表面光滑，反光現(xiàn)象明顯[1]。

2.2 溫度離析

溫度離析是指在瀝青混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓施工全過程中，由于溫度分布不均勻，導(dǎo)致瀝青混合料性質(zhì)產(chǎn)生差異，嚴(yán)重影響瀝青路面的壓實(shí)度、空隙率及最終的道路使用性能。例如，在瀝青混合料從拌和站到施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸過程中，由于運(yùn)輸車輛保溫性能不佳或運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)，造成瀝青混合料溫度急劇下降，導(dǎo)致車廂內(nèi)部各處的混合料溫度存在差異。此外，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中斷，如攤鋪機(jī)因故暫停工作，會(huì)進(jìn)一步加劇不同施工段落間的混合料溫度差異。

3 瀝青混合料集料離析

3.1 集料離析檢測(cè)方法

（1）鋪砂法

鋪砂法是通過測(cè)定檢測(cè)點(diǎn)的構(gòu)造深度，從而評(píng)價(jià)瀝青路面離析程度的一種檢測(cè)方法。已有研究結(jié)果表明，瀝青路面集料發(fā)生離析后，路面表面宏觀構(gòu)造將發(fā)生變化，粗集料離析位置處，表面粗糙程度較大；而細(xì)集料離析位置處，表面粗糙程度較小。然而，該檢測(cè)方法存在檢測(cè)速度慢、無法給出全面性評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)。江蘇省通過深入研究鋪砂法試驗(yàn)，提出了瀝青混合料離析的判定標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示：

（2）鉆芯法

鉆芯法作為一種常用的檢測(cè)方法，其基本原理為通過在路面上鉆取芯樣，測(cè)定芯樣毛體積密度與標(biāo)準(zhǔn)密度的比值，從而判斷瀝青混合料的壓實(shí)度和密度是否滿足要求。若芯樣密度或壓實(shí)度與標(biāo)準(zhǔn)值存在顯著差異，則表明該區(qū)域存在離析現(xiàn)象。鉆芯法檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性受取芯位置及檢測(cè)頻率影響，難以全面評(píng)價(jià)路面的均勻性?；谝延醒芯砍晒鸞2]，該文提出了鉆芯法離析的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示：

3.2 集料離析結(jié)果分析

選擇路面上、中、下面層AC-13、AC-20、AC-25三種不同類型級(jí)配瀝青混合料作為研究對(duì)象，以級(jí)配差值作為集料離析程度的判別標(biāo)準(zhǔn)，采用鉆芯法分析各層混合料的集料離析情況。

3.2.1 AC-25集料離析情況分析

在路面下面層鉆取3個(gè)芯樣，進(jìn)行抽提篩分試驗(yàn)并繪制生產(chǎn)級(jí)配與各芯樣篩孔通過率的曲線圖，結(jié)果顯示3個(gè)芯樣均偏離生產(chǎn)級(jí)配。計(jì)算芯樣篩分結(jié)果在各篩孔處的通過率與生產(chǎn)級(jí)配在各篩孔處通過率的差值（即級(jí)配差值），分析其離析程度，具體計(jì)算結(jié)果如表3所示：

依據(jù)表2的離析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分析表3結(jié)果可發(fā)現(xiàn)：芯樣1中存在2個(gè)篩孔處級(jí)配差值＞10%，因此可判定為重度離析；在芯樣2中，篩孔9.5 mm處的級(jí)配差值＞10%，其余篩孔尺寸處級(jí)配差值均＜10%，因此芯樣2屬于中度離析；芯樣3中的各篩孔級(jí)配差值均＜10%，但存在3個(gè)篩孔處的級(jí)配差值＞5%，屬于輕度離析。

3.2.2 AC-20集料離析結(jié)果分析

按上述步驟，對(duì)路面中面層進(jìn)行鉆芯取樣，經(jīng)抽提篩分后計(jì)算各篩孔處通過率差值以分析中面層AC-20混合料的離析情況。計(jì)算結(jié)果顯示：芯樣1中各篩孔的級(jí)配差值均＜10%，但存在2個(gè)篩孔處級(jí)配差值＞5%，屬于輕度離析；芯樣2、芯樣3中各存在1個(gè)篩孔處的級(jí)配差值＞10%，屬于中度離析。

3.2.3 AC-13集料離析情況分析

對(duì)路面上面層AC-13混合料進(jìn)行鉆芯取樣，抽提篩分后計(jì)算級(jí)配差值以分析上面層AC-20混合料的離析情況。結(jié)果顯示：3個(gè)芯樣均屬于輕度離析。

3.3 集料離析控制措施

3.3.1 配合比設(shè)計(jì)階段

一般來說，最大公稱粒徑及其鄰近區(qū)間的集料含量偏高時(shí)，較小粒徑集料則相對(duì)減少，導(dǎo)致粒徑分布失衡，容易發(fā)生集料離析現(xiàn)象[3]。因此，在配合比設(shè)計(jì)階段，應(yīng)針對(duì)最大公稱粒徑及其鄰近篩孔的通過率進(jìn)行精細(xì)化調(diào)整。已有相關(guān)研究表明，適當(dāng)增加混合料瀝青用量，既能顯著提升路面的抗老化能力，延長(zhǎng)道路使用壽命，又可有效遏制離析現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3.2 混合料生產(chǎn)與運(yùn)輸階段

拌和樓冷料倉(cāng)應(yīng)增設(shè)足夠高度的隔板，以隔絕相鄰料倉(cāng)間的物料干擾，保證集料初始分布的均勻性，防止混料現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，冷料倉(cāng)底部采用矩形開口設(shè)計(jì)，并輔以振動(dòng)器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冷料均勻出料。此外，需對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行定期檢查，一旦發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩破損，應(yīng)立即更換，以防超粒徑集料混入熱料倉(cāng)，導(dǎo)致級(jí)配發(fā)生偏離。定時(shí)對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行檢查，確保攪拌葉片無脫落現(xiàn)象，保障混合料在攪拌過程中充分混合，降低離析風(fēng)險(xiǎn)，提升混合料的拌和質(zhì)量。在混合料裝車過程中，應(yīng)按照前、后、中順序呈“品”字形進(jìn)行裝料，避免粗、細(xì)集料出現(xiàn)分離現(xiàn)象。在混合料運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸車輛應(yīng)保證勻速行駛，切忌急停、急剎[4]。

3.4 改進(jìn)后集料離析情況分析

該項(xiàng)目嚴(yán)格按照上述控制措施進(jìn)行試驗(yàn)路段的鋪設(shè)，為驗(yàn)證應(yīng)用效果，對(duì)中、下面層混合料進(jìn)行鉆芯取樣，抽提篩分后計(jì)算各芯樣的級(jí)配差值以評(píng)價(jià)其離析情況。

中面層計(jì)算結(jié)果顯示，3個(gè)芯樣均未發(fā)生離析；下面層計(jì)算結(jié)果顯示，芯樣1、芯樣3未發(fā)生離析，芯樣2發(fā)生輕度離析。由此可見，采取合理設(shè)計(jì)配合比，以及加強(qiáng)生產(chǎn)、運(yùn)輸階段的質(zhì)量控制等措施，可以有效降低混合料集料離析的發(fā)生概率。

4 瀝青混合料溫度離析

4.1 溫度離析檢測(cè)方法

紅外熱成像法是當(dāng)前一種常用的瀝青路面離析非接觸式檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理基于紅外熱成像技術(shù)，通過檢測(cè)瀝青混合料在攤鋪和壓實(shí)過程中的溫度分布，直觀反映瀝青混合料的離析程度及區(qū)域。在實(shí)際應(yīng)用中，通常使用紅外熱像儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱圖像拍攝，然后借助相應(yīng)技術(shù)處理生成熱能量視圖，從而方便相關(guān)技術(shù)人員清晰地觀察瀝青混合料的溫度差異[5]。其中，顏色較深區(qū)域代表溫度較低，而顏色較淺區(qū)域則代表溫度較高。該方法適用于正在攤鋪的路段，可廣泛用于施工階段。該項(xiàng)目采用NCAT溫度離析的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，具體如表4所示：

4.2 溫度離析情況分析

采用紅外熱成像儀，對(duì)瀝青混合料從生產(chǎn)到碾壓各個(gè)施工工序進(jìn)行溫度檢測(cè)，以分析其溫度離析情況。

4.2.1 拌和過程

選取同一出料口的三塊區(qū)域，采用紅外熱成像儀進(jìn)行拍攝。熱成像圖顯示，三塊拍攝區(qū)域中，混合料的最高溫度為192℃、最低溫度為189℃。由此可見，在混合料從出料口裝載至運(yùn)輸車的過程中，已發(fā)生輕微的溫度離析現(xiàn)象[5]。

4.2.2 運(yùn)輸過程

在混合料運(yùn)輸過程中，選取運(yùn)輸車上6塊測(cè)區(qū)，采用紅外熱成像儀對(duì)混合料溫度進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果顯示，在6塊測(cè)區(qū)中，最高溫度為189℃、最低溫度為165℃，最大溫差達(dá)到24℃。由此可看出，在運(yùn)輸過程中，運(yùn)輸車輛內(nèi)部混合料已發(fā)生中度溫度離析，且與外界環(huán)境發(fā)生熱交換最多的車廂頂部和兩側(cè)位置處的混合料溫度下降最快。

4.2.3 碾壓過程

采用紅外熱成像儀拍攝瀝青混合料在初壓、復(fù)壓、終壓過程中的溫度場(chǎng)分布，具體情況如表5、圖1所示。

由表5、圖1結(jié)果可看出，隨著碾壓工序推進(jìn)，混合料溫度不斷下降，溫度離析程度也逐漸降低，已由初壓時(shí)的重度溫度離析，轉(zhuǎn)變?yōu)榻K壓時(shí)的輕度溫度離析。其中，紅外熱像圖溫度場(chǎng)分布情況顯示，混合料溫度離析主要呈現(xiàn)帶狀及點(diǎn)狀兩種分布形態(tài)。

4.3 溫度離析控制措施

在瀝青混合料運(yùn)輸環(huán)節(jié)中，應(yīng)使用專用隔熱防護(hù)棉布全面覆蓋混合料表面，有效隔絕外部環(huán)境與瀝青混合料的直接接觸，降低因空氣對(duì)流引起的熱量散失。壓實(shí)階段，嚴(yán)格監(jiān)控初壓、復(fù)壓及終壓環(huán)節(jié)碾壓溫度，保證在最適宜施工溫度窗口內(nèi)完成壓實(shí)作業(yè)。為避免瀝青混合料在壓實(shí)過程中因溫度下降過快而影響道路使用性能，應(yīng)盡量縮短碾壓周期。此外，需根據(jù)工程情況合理調(diào)配壓實(shí)機(jī)械，提供充足的設(shè)備支持，確保碾壓作業(yè)能夠在規(guī)定溫度閾值內(nèi)高效完成[6]。

4.4 改善效果分析

在采取以上控制措施后，再次使用紅外熱成像儀對(duì)混合料碾壓全過程進(jìn)行溫度拍攝，結(jié)果如圖2所示：

瀝青混合料在初壓、復(fù)壓、終壓階段的最高溫度與最低溫度之差分別為15℃、13℃、9℃，因此可判定在混合料初壓、復(fù)壓施工過程中僅發(fā)生輕度的溫度離析現(xiàn)象，而終壓施工過程中則未出現(xiàn)溫度離析情況。

5 結(jié)語

該文通過對(duì)瀝青路面施工中集料離析及溫度離析的控制措施的應(yīng)用開展研究，得出如下結(jié)論：

第一，路面上面層AC-25混合料的抽提篩分試驗(yàn)結(jié)果顯示，3個(gè)芯樣均偏離生產(chǎn)級(jí)配；芯樣1屬于重度離析，芯樣2屬于中度離析，芯樣3屬于輕度離析。

第二，在采取覆蓋專用隔熱防護(hù)棉布、嚴(yán)格監(jiān)控碾壓溫度等控制措施后，混合料在初壓、復(fù)壓施工過程中僅發(fā)生輕度的溫度離析現(xiàn)象，而終壓施工過程中未出現(xiàn)溫度離析情況。

參考文獻(xiàn)

[1]殷長(zhǎng)燕.瀝青路面施工中的離析及其控制技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)， 2016.

[2]?？似?瀝青路面施工中的離析及其控制技術(shù)分析[J].青海交通科技， 2021（2）：90-92.

[3]戚金明.公路瀝青路面離析現(xiàn)象分析及控制措施[J].交通世界， 2023（8）：50-52.

[4]易小波.公路項(xiàng)目瀝青路面平整度施工控制技術(shù)分析[J].交通科技與管理， 2023（11）：91-93.

[5]徐艷.瀝青混凝土路面平整度檢測(cè)及施工控制技術(shù)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2022（6）：125-128.

[6]陳付，姜德永.瀝青混凝土路面平整度控制施工技術(shù)[J].公路， 2020（6）：100-103.