淺析瀝青路面施工中離析現象的成因及控制措施

王　野　王艷鳳　孫曉萍

[摘要]高速公路瀝青路面的一些早期損壞,都與瀝青混合料的離析有關。根據施工實踐,分析瀝青混合料產生離析的主要原因,并提出相應的控制措施。為今后類似工程的施工提供部分借鑒經驗。

[關鍵詞]瀝青混合料 離析 成因 控制措施

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0810085-01

高速公路瀝青路面的一些早期損壞,如由水損害造成的網裂、形變和坑槽、局部泛油、橫向裂縫多、新鋪瀝青路面的構造深度不均等等,都與瀝青混合料的離析相關。下面筆者根據施工實踐,針對瀝青混合料離析的危害,分析其產生的原因,提出相應的控制措施,以供大家參考。

一、瀝青路面混合料離析的危害

1.瀝青混合料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,改變了原設計的路面配合比,油料偏少,造成集料碾壓成型后松散,影響路面強度。細集料較為集中的區域瀝青路面的空隙率小、瀝青含量大,容易產生車轍、泛油等病害影響道路使用壽命。

2.混合料離析,局部密實度差,孔隙率高,容易在路面形成積水,導致瀝青路面產生水損害及耐久性降低,從而產生疲勞裂縫、坑洞以及剝落等其它病害,影響路面質量。

3.瀝青混合料離析,影響路面平整度及路面外觀美感。

二、瀝青混合料離析的分類

從宏觀上講,熱拌瀝青混合料的離析大致有三種類型:

1.級配離析。熱拌瀝青混合料在生產、運輸、攤鋪過程中的不當操作造成混合料粗細集料分布不均,產生離析。

2.溫度離析。熱拌瀝青混合料在運輸、攤鋪的過程中,由于不同位置的混合料溫度下降不一致,導致混合料的溫度差異,產生溫度離析。

3.集料瀝青離析。含油量較大的混合料易發生這種離析,類似于瀝青混合料的析漏,SMA混合料易產生這種離析。

三、瀝青混合料形成離析的主要原因

(一)原材料及拌和生產的影響

1.瀝青路面的施工質量,首先取決于原材料的質量。在高速公路瀝青路面材料中,采用的不同規格碎石都是從市場上購買來的。為保證原材料供應,會有多個碎石場同時供料,各個碎石場沒有統一的規范和統一的破碎與篩分設備,因此各個碎石場生產的同一規格碎石其實際尺寸也不一樣。集料的不均勻性導致瀝青混合料級配不合理,產生離析。

2.混合料拌和生產過程中,由于上料時冷料斗混料、冷料倉進料比例不準確、熱料倉篩網損壞等原因,致使骨料未能按設計配合比進入拌缸,導致混合料離析。

(二)運輸及攤鋪的影響

1.瀝青混合料從貯料罐向運輸車里輸送時,由于高度原因,大骨料滾落在車廂附近,形成骨料的離析;

2.運輸車里的混合料卸向攤鋪機時,大骨料滾落在攤鋪機受料斗兩邊,小骨料留在攤鋪機中間又再次形成了骨料離析;

3.攤鋪機送料器在送料過程中,先將中間集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,攤鋪機收斗時,形成粗集料的第三次集中;

4.攤鋪機熨平板不是整塊,有接縫,即使有少許接縫不平整,也會產生離析問題,布料器也是拼裝,葉片在布料器連接位置不是很平順,一樣可以在此位置留住大骨料,產生離析。

(三)溫度的影響

在熱混合料運輸過程中,近處還好,尤其是運距越長,越會造成車廂底、側及頂面溫度降低,在運至施工現場時,表面溫度大約在110℃左右,甚至更低,而其內部溫度依舊能保持150℃左右,在改性瀝青路面中,由于溫度要求高,這樣的現象就越明顯。

卸料時料在頂面溫度低的料落在攤鋪機受料斗的兩側,當料車卸完料以及受料斗中料堆接近消失時,兩側冷料向內落下,被輸送帶送到后面的布料器,并被整平,熨平板不可能使較冷的混合料與高溫混合料一樣固結,在攤鋪層上就會出現小面積離析。由于每一車料都可能產生這種由于溫度差異而造成的離析破壞,周期性的離析現象也就更加明顯。

四、避免瀝青混合料離析的主要控制措施

針對瀝青混合料離析產生的原因,在實際施工中可采取相應的控制措施來減少和避免瀝青混合料離析。

(一)原材料及拌和控制

1.選料。施工單位應根據實際需求確定采石場,使用相同的碎石機和篩分設備,減少原料的不均勻性,有條件的施工單位可在原料進場后對碎石進行重新篩分;

2.集料堆放。瀝青混合料拌和站對于不同規格的集料要分別堆放,有可靠的隔離設施,避免集料混雜;

堆料的方法有幾種,最好采用一層一層的堆積,逐漸加高,這種分層堆積可以減少因骨料重力而引起的離析。運料卡車傾倒骨料時要一車接一車緊挨著料堆表面傾倒。

3.拌和生產中要嚴格控制骨料的級配均一,使其級配誤差控制在規定的范圍內,并接近標準要求級配曲線范圍的中值;

4.控制好填料的粒度和含量,保證骨料被瀝青完全覆蓋,控制瀝青用量,使之在設計所要求的誤差范圍以內;礦粉可提高瀝青混合料的穩定性、避免離析,但摻量不宜過大;

5.改變以前只做一次生產配比就不再改變的做法,而應每隔一段時間根據熱拌倉中篩分出的結果重新調整骨料配比,這樣可以大大減少瀝青混合料的顆粒組成變異性。

(二)運輸及攤鋪控制

1.從拌和機貯料罐向運料車上卸料時,分三層放料,即每卸一斗混合料,汽車挪動一個位置。等一層放完后,再逐次進行第二、三層放料,從而減少粗集料的集中。應適當平整運輸道路,降低行駛速度,盡量減少運料車顛簸。

2.采用兩臺相同型號的攤鋪機成梯隊方式攤鋪。

3.瀝青混合料卸向攤鋪機時,大骨料易滾落在接料斗的兩側。因此應將運料車的車廂大角度快速提升,使瀝青混合料整體滑落,以避免大骨料向接料斗兩側滾動和堆積。建議在施工中使用移動式轉運車,轉運車安置在自卸車和攤鋪機之間,這樣可以有效地避免瀝青混合料的骨料離析和溫度離析。

4.攤鋪作業時正確操作攤鋪機,對減少瀝青混合料的離析很重要。正確操作接料斗兩翼邊斗升起,避免接料斗內固定集料過多和翻動過快,減少邊斗的翻起次數以減少瀝青混合料的移動頻率;瀝青攤鋪機將要攤鋪完一車料時,應適當控制攤鋪機速度,關閉送料器,等下一車倒入后再進行均勻送料和布料;控制布料器處于中檔或高檔位置;在攤鋪過程中保持瀝青攤鋪機布料器不停轉動,攤鋪槽兩端保持瀝青混合料不少于布料器高度的三分之二;在布料器螺旋葉片二分之一處的邊端裝反向螺旋葉片,使兩端的瀝青混合料二次拌和,減少離析;均勻操作送料器和布料器;處理好熨平板的接縫。

(三)瀝青混合料溫度控制

1.瀝青混合料拌和時嚴格按規范控制瀝青溫度、骨料溫度及出料溫度,并根據施工時的氣溫情況適當調整出料溫度。拌和時間短可能導致瀝青混合料拌和不均勻或溫度不均勻,因此嚴格控制拌和時間。

2.由于運輸過程中料堆表面與空氣接觸,溫度下降較快,而料堆內部溫度下降較慢,因而形成溫度離析。所以在攪拌廠選址時,要盡量使其與攤鋪現場距離不要太遠。在對混合料覆蓋的同時也要對車廂采取保溫措施。

3.充分加熱攤鋪機,盡量連續作業。

五、攤鋪現場瀝青混合料離析的補救

對攤鋪中路面出現的離析應及時補救,如采用人工細篩方法,篩出適量細瀝青混合料灑在出現離析的表面層并及時碾壓,這樣可以緩解離析的影響。

六、結語

隨著經濟的快速發展,高速公路上的交通量也迅速增大,對高速公路路面也提出了更高的要求。修建壽命長久的瀝青路面的關鍵在于瀝青混合料的均勻性,施工過程中應該重視對瀝青混合料離析的有效控制。只要我們嚴格執行瀝青路面施工的各項標準,并根據實際情況和借鑒國內外先進經驗精心組織施工,就能很好的預防瀝青混合料離析的產生,從而防止瀝青路面早期破壞并延長其使用壽命,取得良好的經濟效益。

參考文獻:

[1]中華人民共和國交通部標準-公路瀝青路面施工技術規范,人民交通出版社,2004.

[2]李福普、沈金安,公路瀝青路面施工技術規范實施手冊,人民交通出版社,2004.

作者簡介:

王野(1975-),男,高級工程師,1998年畢業于西安公路交通大學公路系。