瀝青混合料離析機理分析及解決措施

鄭 煜

瀝青路面早期損壞的一個重要原因是路面的不均勻性，而瀝青混合料的離析是造成路面不均勻性的主要原因，是降低路面使用性能的頑癥。

所謂離析是瀝青混合料粗細集料和瀝青含量，在特定區域內排列和分布的不均勻性。發生離析路面的混合料級配在一定區域內的級配波動較大，粗細集料分布不均，引起區域內集料比表面積差異較大，也導致瀝青含量的分布不均勻。粗集料集中地方，瀝青偏少，局部壓實度較差，空隙率較高，造成混合料碾壓成型后松散，路面離析帶容易積水;相反細集料集中的部位則往往瀝青含量偏多，空隙率過小，出現泛油，影響路面高溫穩定性，將導致路面的車轍、推擁、鼓包等永久變形。總之，離析現象嚴重影響了路面強度、耐久性、平整度及表面質量，縮短了道路使用壽命，造成了巨大的經濟損失。

1 工程概況

國道205深圳段SMA瀝青路面改建工程(K1+370～K37+351)線路起點位于深圳市布吉檢查站中心，終點位于國道205深圳與惠州交界處，線路總長35.981 km，本項目是國家主干線公路G205(山海關—深圳)的重要組成部分，也是深圳市東部經濟發展軸的一條主骨架公路。國道205深圳段SMA瀝青路面改建工程面層SMA-13，AC-20，AC-25瀝青混凝土配合比設計是根據JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范進行設計。

2 瀝青混合料離析類型

根據瀝青混合料離析的產生機理和表現形式，離析可分為3種類型:材料離析、溫度離析和碾壓離析。

2.1 原材料質量波動造成的離析

表征瀝青混合料組成質量的主要指標為集料的級配質量和精確的油石比，亦即所生產的混合料中各種粒徑的礦料應保持規定的比例關系。保持集料規格、特性的一致性是集料質量管理最主要的目標，集料規格不一致會影響混合料級配的波動，導致瀝青含量的波動和偏離其最佳值，造成瀝青攪拌設備生產的不穩定(溢料和待料)，從而嚴重影響成品料的生產質量。

2.2 瀝青混合料裝卸、運輸過程造成的離析

1)瀝青混合料從貯料罐向運輸車里卸料時，由于高度落差，大骨料滾落在車廂附近，形成粗細集料第一次離析。2)在運輸過程中，如果遇到車輛顛簸、急剎車等情況，會造成混合料粗骨料滾向車廂兩側，形成粗細集料第二次離析。3)運輸車里的混合料卸向攤鋪機時，大骨料滾落在攤鋪機料斗1/2附近，形成粗細集料的第三次離析。

2.3 攤鋪過程中造成的離析及防治措施

2.3.1 攤鋪過程造成的豎向離析

豎向離析采用鉆芯法取樣試驗進行檢測，芯樣最下部存在一層較多大顆粒集料集中現象(如圖1所示)。豎向離析的產生一般是由于攤鋪機導料板下沿有一個較大的離地間隙，而形成較大落差的料位，從而導致大顆粒集中向下滾落于基層上(如圖2所示)，形成攤鋪過程的豎向離析。建議在螺旋前擋板下部、螺旋兩端拐角處將彈性膠皮加裝到擋料板上，膠皮離作業面高度調整到5 cm左右，這樣就可以預防集料分層，從而防止產生豎向離析。

2.3.2 攤鋪過程造成的帶狀離析

1)懸掛螺旋布料器懸臂處產生帶狀離析。螺旋分料器在輸料過程中是利用葉片的旋轉把料逐漸輸送到兩端，此過程中在懸掛螺旋的吊臂產生很大的阻力，瀝青混合料輸送至支承處暫時中斷，只能靠后面的混合料推擠至支承外側，使得該處料位產生很大的落差，大料均滾落在此低洼的地方，形成粗集料顆粒集中，以致在支承處瀝青混合料產生較大離析，形成帶狀離析(如圖3所示)。

通過調整使混合料在支承處保持連續穩定是預防支承處產生帶狀離析的主要原則，防治措施如下:a.取下支承處正向螺旋葉片，加裝反向螺旋葉片，這樣在支承外有一片螺旋葉片旋向相反，反向擠壓瀝青混合料，就可在支承處進行二次拌和，同時在相鄰側加裝調節螺旋，通過改變螺旋直徑、葉片傾角、數量等，使懸臂處混合料保持穩定連續，減小支承處發生的離析現象;b.螺旋只有位于物料內部的部分才有輸料能力，螺旋分料器太高，則輸料慢，兩端供料不足;螺旋分料器太低，則阻力過大，也會導致供料不足。通過調整調節刮板、螺旋送料器的料位傳感器，調整螺旋分料器內料位的高低，保持熨平板前的混合料高度高于螺旋輸送器的軸心線(螺旋高度的2/3)。

2)攤鋪機兩側產生帶狀離析。分析原因是螺旋布料器熨平板的前擋料板離地太高或螺旋分料器內的螺旋太短，距熨平板側擋板距離太遠，混合料輸送不到分料器的兩端，物料在此得不到充分攪拌，形成料位差，從而產生攤鋪機兩側邊緣帶狀離析。

分料器的長度應適宜，太短兩端供料不足，太長料位不容易控制。建議調整螺旋布料器距物料擋板的距離控制在10 cm～20 cm之內，在攤鋪機左右兩端增加反向螺旋葉片，在兩端的反向葉片與相鄰螺旋葉片旋向相反，形成反向擠壓瀝青混合料，可在兩端進行二次拌和。

3)攤鋪機中間位置(傳動盒處)產生帶狀離析及局部粗離析。攤鋪機中間位置(傳動盒處)由于攤鋪機自身機械結構原因，在傳動盒處出現拌和死角(如圖4所示)，經刮料板輸送到此處沒有經過螺旋布料器二次攪拌就直接攤鋪到路面，所以容易在攤鋪機中央形成帶狀離析。

同時，由于攤鋪機料倉收斗，刮料板將剩余較少粗集料顆粒送到螺旋布料器時，也沒有經過螺旋布料器二次攪拌就直接攤鋪到路面，所以在攤鋪機中央形成有規律間隔的局部粗離析。為避免產生局部粗離析，建議在攤鋪過程中注意料的銜接，在整個攤鋪過程做到攤鋪機連續不間斷攤鋪，攤鋪過程中盡量不收斗或少收斗，刮料板不要將料倉內的料刮光，當前一車料快卸完時，就指揮下一料車趕快銜接上，盡量讓料倉兩旁的大料與下一車料拌和后再攤鋪。如果此時料供應不上，就趕快讓攤鋪機停機，盡量避免將料倉內攤鋪空再停機。

2.4 溫度離析與壓實離析

溫度離析與壓實離析最終表現形式都是一樣的，即混合料壓實度產生變異。溫度離析是指瀝青混合料在拌和、運輸、攤鋪過程中不同區域出現的溫度變化現象。瀝青混合料是感溫性材料，溫度影響著混合料的勁度，決定混合料顆粒定向重排的趨勢，影響著路面壓實性能，是瀝青路面施工質量控制最重要的因素。混合料溫度過低或溫度變化較大將最終表現為路面不同區域的壓實度不同。

壓實離析是指壓路機在壓實混合料時由于受到溫度、遍數、速度、不穩定的重疊寬度、壓路機頻繁起步、起振、停振、停機等因素的限制，使路面不同的區域施加壓實功發生變異，不可避免地會產生碾壓離析。壓實功的變異最終表現為壓實度的變異。

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