瀝青混凝土路面離析施工控制研究

摘要:分析了瀝青混合料離析的機理,并從原材料質(zhì)量控制、混合料運輸與攤鋪及碾壓等主要施工工序角度出發(fā),探討了控制瀝青混凝土路面離析的措施。

關(guān)鍵詞:瀝青混凝土;離析;施工控制

1 引言

由于離析的影響,使瀝青面層的使用壽命大大縮短,路面大部分早期損壞類型都是起源于瀝青混合料的不均勻,一旦在施工過程中瀝青混合料產(chǎn)生離析,一切關(guān)于材料設(shè)計的努力實際上都變成徒勞。因此,提高瀝青面層的施工均勻性,避免瀝青面層離析,對提高路面的使用質(zhì)量,消除瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象具有十分重要的意義。

2 瀝青混合料離析機理分析

集料離析機理。我國公路部門的集料多半取自社會料場,質(zhì)量參差不齊,篩孔尺寸混亂,實際級配與配合比設(shè)計所采用的級配有很大的差距。連續(xù)型的密實級配要比間斷級配較容易攤鋪成均勻一致的鋪面;間斷級配的瀝青混合料由于其缺少某檔中間集料,其在施工過程中的可能離析程度應(yīng)比連續(xù)級配更加嚴重。

瀝青混合料的拌和。拌和機冷料斗中集料必須是單一尺寸的集料。由于冷料斗相鄰太近或分隔不嚴而使裝載機給冷料斗裝料時,各種規(guī)格的料互相交混,這樣使生產(chǎn)出的混合料的級配不穩(wěn)定而易產(chǎn)生離析現(xiàn)象;瀝青混合料的拌和時間不足,瀝青混合料肯定會不均勻,拌和均勻性欠佳的瀝青混合料,鋪面將出現(xiàn)塊狀離析。

瀝青混合料的裝卸和運輸。瀝青拌和樓生產(chǎn)的混合料進入貯存時,由于貯存罐的裝置有所不同,有可能產(chǎn)生混和料的粗細集料的離析,粗集料滾向一側(cè)。瀝青混合料從拌和倉直接裝車的過程中,規(guī)格大的石料和多面體、團形的石料滾動較快,因此被堆放在瀝青混合料堆周圍的下部。瀝青混合料從運輸車中倒入攤鋪機料斗的過程中,被堆放在瀝青混合料堆四周的粗骨料集中部分同時進入攤鋪機料斗,而攤鋪機的物料器無法消除這種離析現(xiàn)象。

瀝青混和料的攤鋪和碾壓。造成離析的最關(guān)鍵的施工工序在攤鋪,攤鋪的方式、攤鋪機的速度與操作水平都影響著瀝青混合料的均勻程度。壓實離析存在于攤鋪機攤鋪寬度上的壓實功的差異和縱向作業(yè)速度不穩(wěn)定等因素的影響,壓路機在橫向和縱向壓實功變化的影響,當壓實工藝不合理時壓實離析相當嚴重。

3 瀝青混合料施工過程中的離析控制

3.1 原材料質(zhì)量控制

瀝青的選擇。瀝青含蠟量影響瀝青的感溫性能,蠟的結(jié)晶使瀝青在低溫時脆性增加,路面容易開裂。同時蠟影響瀝青與石料的粘結(jié)力,造成路面松散、剝離。瀝青與集料的粘附性強,瀝青混合料不易發(fā)生離析,瀝青酸值較小,有助于加強瀝青與集料的粘結(jié),降低瀝青的針入度能提高粘度,提高與集料的粘附性,宜采用針入度較小的瀝青。

集料的選擇。為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的集料,初破采用領(lǐng)式破碎,中破采用圓錐破碎,細破采用沖擊破碎。應(yīng)該盡可能選擇SiO2含量低、堿值高的與瀝青粘附性好的集料。

集料的堆放。采用分層堆放的方法可以有效的控制材料離析。根據(jù)對不同堆垛高度集料的篩分分析,對于細集料(≤4.75mm)堆垛高度每層小于4米;粗集料(≥4.75mm)堆垛高度每層小于3米。堆垛時采用推土機對集料進行整理,將不同卡車運送的材料做進一步的混合。推土機工作時應(yīng)逐層縮進,不應(yīng)將料堆推成槽狀,減少由重力引起的離析。

3.2 瀝青混合料運輸離析控制

由于大噸位的運輸車輛易于保溫,因此,瀝青混合料的運物應(yīng)盡量采用大噸位的車輛。最好至少在15噸以上,特別是在氣溫低、運距長的情況下不能使用小噸位的車輛。

運輸過程中覆蓋瀝青混合料時,可采用雙層篷布中間加海綿,固定在車上。卸料時不要揭開。由于施工坡道和混合料錐坡以及運輸車急劇起步和剎車也致使大集料向車廂四周散落較嚴重,造成集料離析,故應(yīng)適當平整運輸通道、要求駕駛員在運輸過程中保持正常行駛,以減少運輸過程中的顛簸。

3.3 瀝青混合料攤鋪控制

控制攤鋪速度。對現(xiàn)代攤鋪機而言,控制連續(xù)、穩(wěn)定的攤鋪速度主要應(yīng)考慮拌和機的生產(chǎn)能力和溫度性、運輸車輛的數(shù)量和噸位和碾壓機械的配置等?，F(xiàn)場攤鋪過程中,應(yīng)嚴格控制攤鋪速度,不能忽快忽慢。

合理確定螺旋布料器與熨平板前緣距離。距離過小,造成供料不足,大粒徑骨料不易進入熨平板下。即使進入也造成大集料之間沒有小集料及細料填充。布料螺旋與熨平板間距的變化,易引起熨平板推料高度的改變,且對攤鋪機中間位置的影響很大。

盡量選用大直徑、低轉(zhuǎn)速螺旋布料器的攤鋪機;降低螺旋布料器的高度,并使混合料埋于螺旋布料器中,這樣,可以提高螺旋布料器的輸送率,減少不同物料之間的慣性差異,也可對物料實現(xiàn)二次攪拌,降低混合料的前期離析程度;位于混合料中的布料器向兩側(cè)沿整個斷面擠出物料,而不是向上或向下傾推物料,可減少不同寬度位置上的橫向離析和物料上下滾動產(chǎn)生的豎向離析。

攤鋪過程中,攤鋪機不必收料斗,即在每輛車卸料之間,不要完全用完受料斗中的混合料,留少部分混合料在受料斗內(nèi)。如果收料斗,那么將全是粗集料,攤鋪后將會是離析料。每車料卸完后,接著卸下一車料,與受料斗中剩余的粗料多的混合料一起輸送到分料室,螺旋分料器布料過程中可使新舊混合料較好拌和。

3.4 瀝青混合料壓實控制

提高預(yù)壓實度。攤鋪機工作裝置具有多種型式,有單熨平板振動的瀝青攤鋪機,也有振動熨平板加振動夯的高密實多功能攤鋪機和壓力梁加振動夯的高密實多功能攤鋪機等結(jié)構(gòu)型式。無論采用那種型式的攤鋪機,通過調(diào)整振動參數(shù),使激振參數(shù)符合混合料的材料特性從而產(chǎn)生高效的壓實效果,可以達到提高預(yù)壓實度的目的。攤鋪完成后初始壓實度愈高,路面最終的壓實度愈高,所用的碾壓遍數(shù)愈少。

碾壓重疊寬度。壓路機進行振動碾壓時,壓實效率很高,壓實度增長較快。因此碾壓重迭寬度對壓實離析會產(chǎn)生影響。若重疊寬度過大,有過碾壓的可能;若重疊寬度過小,有漏壓的危險。重疊寬度與鋼輪碾壓時的橫向推移范圍有關(guān),碾壓時材料的橫向推移距鋼輪邊沿約為20-25cm,當然該范圍與攤鋪層厚度,混合料級配組成、瀝青粘度、施工溫度、碾壓遍數(shù)等因素有關(guān)。但就一般的路面施工而言,振動碾壓時,重疊25cm左右對減小壓實離析,提高碾壓均勻性比較有利。

減少鋪層邊緣區(qū)域碾壓離析。鋪層邊沿處若無路緣石或路肩板,在碾壓過程中會發(fā)生推移,推移的主要原因是鋪層邊緣材料在碾壓過程中無約束,可自由移動,造成邊緣區(qū)域壓實度降低。此時應(yīng)加擋板作側(cè)限提高壓實的均勻性。

碾壓溫度的控制。碾壓時初壓、復(fù)壓、終壓不同階段的溫度控制都是必不可少的。為防止表面溫度失溫過快和保證混合料溫度的均勻性,膠輪壓路機灑水裝置應(yīng)要求必須霧化或用拖把擦輪。在溫度適當?shù)臅r候利用膠輪壓路機對熱瀝青混合料的揉搓作用消除攤鋪過程中的部分離析,而且對瀝青混合料的重分布和均勻性起到一定效果。

4 結(jié)語

為提高瀝青路面的耐久性、抗車轍能力和抗疲勞破壞能力,選用合理的瀝青混合料級配,并且保持這種級配在瀝青混合料的生產(chǎn)、運輸、攤鋪以及碾壓的生產(chǎn)過程中不發(fā)生規(guī)定范圍之外的偏差是保證瀝青路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵所在。當前,瀝青路面的施工技術(shù)、設(shè)備不斷進步,借助于先進的拌和、攤鋪和碾壓設(shè)備,瀝青混合料的生產(chǎn)質(zhì)量大大提高,從而為修建優(yōu)質(zhì)的瀝青路面提供了技術(shù)保證。

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作者簡介:吳富強(1975-),男,本科,工程師,從事公路工程施工與招投標工作。