瀝青混凝土不均勻性的分析與控制

河南省公路工程局集團有限公司 楊 潔

瀝青混凝土不均勻性的分析與控制

河南省公路工程局集團有限公司 楊 潔

在熱拌瀝青混凝土的設計、生產和鋪筑中，會產生很多潛在的引起瀝青路面破壞的因素。在諸多因素中，瀝青混凝土的不均勻性易導致瀝青混凝土面層發生各種早期破壞的現象。所以，提高瀝青混凝土的均勻性，可以有效防止路面早期破壞現象，提高路面質量，延長路面使用壽命。

一、導致瀝青混凝土產生不均勻性的原因

經過對瀝青混凝土路面工程的調查和綜合分析，可以得知，導致瀝青混凝土產生不均勻性的原因主要有7個方面。

1.瀝青混合料骨料的離析現象。瀝青混合料骨料的離析現象與下面4個因素有關。

（1）拌和機。在熱拌混凝土產生的過程中，如果使用筒式連續式拌和機，產生骨料離析的地方是聚料斗和儲料倉，如果使用間歇式拌和機，產生骨料離析的地方是冷料斗和熱料倉。

在同一熱料倉中有尺寸各不相同的骨料時，便會產生離析。同一冷料斗中有尺寸各不相同的骨料時，也會產生離析，如設置長方形開口的喂料斗，在冷料斗中材料容易發生架橋作用，會出現不均勻喂料，并產生離析的混合料。此外，吸塵袋中均勻的粉塵返回到間歇式拌和機中時，材料是均勻的收集在袋中，并均勻的返回?？墒沁@種很細的材料從斗式提升機卸下來時，可能通過篩直接落在斜向的熱料倉壁上。細小的材料可能就停留在那里，直到倉中幾乎沒有料，大量的粉塵便會成松散狀，從倉壁滑下落入稱料斗，形成一批離析的未裹瀝青的細料。

（2）填料含量小于0.075mm。工程實踐證明，瀝青混合料中小于0.075mm的填料嚴重影響填料的裹覆質量和瀝青的裹覆厚度。

（3）堆料的方式。如果采用大堆料，由于使用輸送帶系統堆料，顆粒大的骨料會滑到料堆外側，發生離析現象。將離析的料提供給拌和機，瀝青混凝土顆粒組成的變異性就會增加；如果采用小堆料或者分層堆料，使每一堆料的尺寸都比較均勻，可以減少骨料離析現象的發生。

（4）碎石的含水量。碎石對瀝青的吸收量與碎石的內部含水量有關，因為碎石中本含有水的孔隙會吸收一部分瀝青，減小瀝青混凝土中瀝青的體積，所以，為了保持碎石上瀝青膜的厚度，在礦料級配和瀝青品種一樣的情況下，碎石的吸水量越大，瀝青的需求量越大。大碎石的瀝青裹覆程度也受其含水量影響，粗骨料內部含水時，溫度會低于細骨料，也會產生離析現象。

2.不同規格的碎石顆粒的變異性。近年來，高速公路一般都采用大碎石場的碎石，二次破碎都用反擊式破碎機，使碎石的各項指標都滿足要求，顆粒組成的變異性明顯得到改善。但是由于高速公路所用的各種規格的碎石都是從市場采購，而市場的碎石供不應求，不得不從小碎石場采購，這些碎石場的碎石所用的破碎機和篩粉機的型號和規格都相同，所以導致所采購的碎石顆粒組成的變異性增大。

3.瀝青混合料的設計。按連續級配均勻設計的混合料表面和按間斷級配設計的混合料表面有差別。按連續級配設計的混合料，在拌合廠生產混合料或攤鋪混合料的過程中，某個部位出現差錯，不會影響混合料的使用性能。按間斷級配設計的混合料，在拌合廠、運輸和攤鋪過程中，有細微的絲毫的差錯都會影響到混合料的性能，產生不均勻的表面。

4.配合比。在施工過程中，習慣性的做一次生產配合比來確定各個熱倉所用材料的百分率及瀝青用量，通常在混合料類型不變的情況下，不再做配合比實驗。而實際生產中，瀝青混凝土避免不了有時相同尺寸的粗料多，有時相同尺寸的細料多；有時瀝青用量偏多，有時瀝青用量偏少。這些因素都會導致瀝青混凝土產生不均勻性。

5.瀝青混合料溫度的差別。經過工程實踐可得知，攤鋪層上冷的地點會導致路面密度的不均勻，孔隙率大以及不平整，水很容易滲入混合料，而冬季溫度很低，水會結冰并對路面產生破壞，形成坑洞。這些現象就如同產生坑洞時粗集料中的離析點，但是，此時的離析不是顆粒離析，而是溫度離析。

施工中，影響運料車內混合料熱量損失的總量和卡車內混合料溫度差的因素有：（1）混合料裝入車內的溫度；（2）周圍空氣溫度；（3）車廂內隔溫的效果；（4）車廂尺寸與所運混合料的關系；（5）運距；（6）車速；（7）在攤鋪機前等待的時間；（8）混合料是否覆蓋；（9）交通延誤等。如不控制這些因素，瀝青面層會發生溫度差別破壞。

6.攤鋪機的操作方法。如果通過之前的各個工序，成功生產了瀝青混合料，均勻的倒入卡車內并卸入攤鋪機，如果攤鋪機操作不當，也會導致不同程度的離析。

7.卡車的裝料和卸料?？ㄜ囆读虾脱b料時集料的粗細分布不均勻，也會導致攤鋪時路面的不均勻。

二、解決瀝青混凝土路面不均勻的措施

1.重做生產配合比。因為原料的變異性大，導致各個熱倉中熱料顆粒組成的變異性也大。所以，為了使生產的瀝青混凝土顆粒組成的變異性小，拌合廠每天生產前必須從熱料倉中取料進行篩分試驗，根據實驗的結果重新計算配合比，然后進行生產。

2.采購后的碎石要進行重新的篩分。由不同的碎石場采購的碎石運到拌和廠和堆料場后，把所有碎石相混合后重新進行篩分，由最大規格的碎石逐一規格的進行篩分，通常拌合和混合及篩分后，碎石一般分成4個等級。如：SAC-16，分成以下等級：＜2.0mm時采用篩孔2.5mm，2.0～6mm時采用篩孔7mm，6～12mm時采用篩孔13mm，12～19mm時采用篩孔22mm，如：SAC-25分為：＜2.0mm、2.0～12mm、12～20mm時采用篩孔22～23mm，20～31.5mm時采用篩孔35mm。

3.管理完善，減少骨料顆粒組合的變異性。路面施工用的骨料通常分為：粗骨料、細骨料、人工砂或者天然砂，骨料要滿足顆粒形狀、組成和力學性質的要求，所以，要做到以下幾點：（1）嚴格按照合同采購，控制進料的變異性；（2）拌和廠內不同骨料必須分別堆放，有隔離措施，避免骨料堆交錯，避免人為的增大骨料變異性以及堆料場必須硬化處理；（3）骨料要分別搭棚保護，避免雨淋；（4）冷料斗的上口兩個冷料斗相接處要安裝一塊斜擋板，避免像冷料斗裝料時裝入不同規格的骨料。

4.大碎石場按工程需要配置和生產。高速公路建設根據工程需要，投資建設大碎石場，并且所用的扎石機、篩粉機和篩分尺寸的型號和規格都一致，所用各種不同規格碎石的顆粒較均勻，各篩孔通過量偏差系數小導致瀝青混凝土馬歇爾試驗各個指標的變異性減小。

5.瀝青混凝土拌和時間充足。拌和時間短，瀝青混凝土就不均勻，所以，干拌時間不少于10S，粗集料斷級配混合料干拌時間為13～15S，瀝青混凝土干拌時間不少于10S，一般為35S。

6.裝料時的方法?？ㄜ囇b料分三個位置：（1）靠近車廂前部裝料；（2）靠近車廂后部裝料；（3）在車廂中部裝料。

7.攤鋪機的操作消除離析現象。在使用攤鋪機時要嚴格按照步驟進行攤鋪，而且卸料的時候，不要用完料斗里的混合料，留少部分在料斗中，減少側板翻起次數，攤鋪機盡量做到連續攤鋪，不發生停機待料的情況，等等，做到這些，可以有效的防止離析現象的發生。

實踐證明，只要了解了瀝青混凝土路面不均勻性的原因，認真對待，就能有效防止離析現象的發生，鋪筑成性能優良實用性強的瀝青面層。