改善瀝青路面離析的施工工藝與技術(shù)

摘 要：一直以來，瀝青路面由于其平整性好、噪音小以及維修簡單等優(yōu)點(diǎn)，在公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而，瀝青混合料在施工過程中的離析是造成瀝青路面早期損壞的主要原因之一。近年來，對瀝青路面離析的認(rèn)識和研究已經(jīng)成為工程界的重要課題之一，文章將對此進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；離析；混合料

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）35-0154-02

近年來，我國公路交通發(fā)展迅猛，公路投資規(guī)模和建設(shè)數(shù)量都處于歷史最好階段。然而從現(xiàn)實(shí)運(yùn)行情形來看，一些公路的建設(shè)水平差強(qiáng)人意，尤其是瀝青路面的破壞問題一直是制約我國公路健康發(fā)展的難題。瀝青路面是我國公路路面結(jié)構(gòu)的主要形式。但是其問題也是突出的，一些瀝青公路運(yùn)營5～8 a或者更短的時間就會出現(xiàn)裂縫、水損害、車轍、坑槽、泛油、擁包、松散等病害。這些病害嚴(yán)重影響了公路交通的舒適性和安全性，不僅造成維修成本的增加，也對交通安全造成巨大的隱患。這些病害的發(fā)生有著其自身規(guī)律，盡管與超載、氣候狀況、設(shè)計不當(dāng)?shù)扔嘘P(guān)系，但是也有一些共性的技術(shù)因素，一般都是從局部開始出現(xiàn)病害，進(jìn)而擴(kuò)展到整體，這種破壞現(xiàn)象與瀝青路面表面離析息息相關(guān)。

所謂離析就是攤鋪壓實(shí)后的瀝青面層在生產(chǎn)和施工環(huán)節(jié)中發(fā)生了非均質(zhì)性的變化，并具有不同的性質(zhì)，表現(xiàn)為級配粗細(xì)不均、細(xì)集料分布不均、瀝青含量、空隙率與設(shè)計值存在差異等。由于離析的存在，使成型路面表現(xiàn)出與預(yù)期不同的路用性能，形成級配離析，從而使設(shè)計配合比成為虛設(shè)，造成瀝青路面的空隙率較大、瀝青含量低，導(dǎo)致瀝青路面加速產(chǎn)生水損害及耐久性降低；路面質(zhì)量處于失控狀態(tài)，容易產(chǎn)生車轍、泛油等病害。建設(shè)方希望通過一定的措施和手段來消除或者減輕瀝青路面離析的危害。

1 改善瀝青路面離析的施工工藝與技術(shù)

1.1 合理進(jìn)行瀝青混合料設(shè)計

瀝青路面離析現(xiàn)象發(fā)生在路面的不同部位。從現(xiàn)場觀察可以看出，發(fā)生離析的地方瀝青粗、細(xì)集料出現(xiàn)明顯的分離現(xiàn)象。細(xì)集料主要集中在一起，粗集料主要集中在一起。正是由于這種原因，導(dǎo)致瀝青路面具有不同的性能，均勻性被破壞，瀝青路面的壽命也大大被縮短。尤其是在雨后，這種現(xiàn)象更加明顯，細(xì)集料集中的路面上比較平滑，在陽光照射下，會出現(xiàn)一些反光的情形出現(xiàn)。而粗集料集中的路面則看起來比較粗糙，即便有強(qiáng)光照射，也沒有反光現(xiàn)象出現(xiàn)，而且看起來水漬十分明顯，路面也較難曬干。一般情況下，細(xì)集料不容易出現(xiàn)離析，粗集料離析現(xiàn)象比較明顯，而且粗集料粒徑越大越容易出現(xiàn)離析問題，為了消除這種現(xiàn)象，我們應(yīng)該適當(dāng)控制集料最大粒徑。一般來說，在選擇集料時，最大粒徑應(yīng)該小于或者等于壓實(shí)厚度的三分之一。表1是德國交通運(yùn)輸管理部門對瀝青表面層混合料粒徑、鋪筑厚度的規(guī)定。我們可以看出，德國公路表面層瀝青混合料比我國明顯要細(xì)得多。

另外，試驗(yàn)表明，瀝青路面混合料級配曲線上越接近最大密實(shí)線，越不容易發(fā)生離析現(xiàn)象。鑒于此，有的施工方會選擇直接使用最大密度線，但這種弊端也是明顯的，那就是穩(wěn)定性太差，尤其是不耐高溫。對于有些施工中不得不采用半徑大的集料時，施工方要高度重視，防止離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2 加強(qiáng)原材料的管理

從世界各國經(jīng)驗(yàn)來看，只有精心管理的瀝青路面才能提供良好的耐久性和使用性，而且需要的維修成本也很低。首先，加強(qiáng)原材料管理是提高瀝青路面質(zhì)量的先決條件。在瀝青選擇時，含蠟量指標(biāo)是非常重要的一個因素，蠟是減輕瀝青材料脆性的重要因素，特別是在低溫時更會加大瀝青的脆性，直接導(dǎo)致瀝青路面開裂的可能性大大增加。從以往的工程實(shí)踐來看，瀝青與集合料的粘附性對于瀝青離析程度有重要影響，當(dāng)二者粘附性非常強(qiáng)的時候，瀝青路面一般不會發(fā)生重大離析現(xiàn)象，相反，如果二者的粘結(jié)性不夠，則瀝青路面會經(jīng)常出現(xiàn)一些離析現(xiàn)象，造成路面的松散等病害出現(xiàn)。因此，我們在選擇瀝青材料時，要特別注意選擇那些能與集料產(chǎn)生較強(qiáng)粘附性的瀝青。再就是瀝青材料的酸值也是出現(xiàn)離析現(xiàn)象的重要原因之一，酸性較強(qiáng)的瀝青材料盡量不要選擇，因?yàn)樗嵝詮?qiáng)會導(dǎo)致瀝青的粘結(jié)性不夠，出現(xiàn)離析現(xiàn)象。其次，集料堆放時要注意選擇排水系統(tǒng)良好的場地，不同規(guī)格材料分開堆放，要避免集料受潮，特別是粗集料，最好上面覆蓋東西，發(fā)潮的話要進(jìn)行烘干，烘干溫度會低于細(xì)集料。再次，為了保持集料規(guī)格的一致性，在其生產(chǎn)方式上也要注意，為了獲得規(guī)格一致的集料，要選用適合的破碎方法，完備的破碎設(shè)備和破碎工藝是保證集料質(zhì)量的重要舉措，國外大多采用工業(yè)化生產(chǎn)方式，保證了集料的有效性，我國很多都是小作坊生產(chǎn)，很容易出現(xiàn)規(guī)格不一的情況。目前常見的加工方法有很多，有鄂式破碎、旋回式破碎、輥式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、石打石沖擊破碎等等。每種方法都有優(yōu)點(diǎn)和弊端，需要在施工中根據(jù)具體情況具體對待，例如鄂式破碎工作簡單、維修方便。但是生產(chǎn)出的成品石料針片狀含量較大，其加工的集料不宜接用于瀝青路面工程。反擊式破碎應(yīng)用比較廣泛，效果也比較顯著，但是能耗比較大，錘頭等重要部件耗損厲害，成本較高。總之，在選擇何種方法時主要考慮破碎比、能耗、生產(chǎn)率等幾個重要指標(biāo)。

1.3 拌和過程控制

瀝青混合料拌合中容易出現(xiàn)原料不均勻進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面離析的問題，我們應(yīng)該注意以下幾個方面：

①嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌和時間，一般拌和時間越長，瀝青混合料越均勻，拌和時間過短或過長，都對混合料的均勻性產(chǎn)生影響。太長的拌和時間會使瀝青嚴(yán)重老化，拌和時間過短，混合料沒有拌和均勻，但是拌和時間也不能太長，不然會對混合料產(chǎn)生不利影響。根據(jù)一般的工程實(shí)踐，拌合時間主要控制在35～50 s比較合適，最長不能超過一分鐘。

②時刻留意各熱料倉進(jìn)料、下料情況是否均勻。集料進(jìn)入干燥筒之前要進(jìn)行初始配比，以保證瀝青混合料生產(chǎn)的一致性，除特殊情況，一般不允許采用手動放料的方式，手動放料極易導(dǎo)致混合料不均勻，使現(xiàn)場攤鋪出現(xiàn)塊狀離析。

③拌合時要注意控制溫度，溫度變化可以顯著地影響施工質(zhì)量。在一些工程中由于不注意控制溫度，導(dǎo)致溫度過低使得混合料拌合質(zhì)量不高，在后續(xù)的攤鋪和碾壓中出現(xiàn)不均勻問題。溫度過高也會產(chǎn)生不良影響，太高的溫度下，瀝青老化速度加快。因此控制合適的溫度非常重要。一般來說，集料的溫度應(yīng)和瀝青有較大的差異，集料溫度要比瀝青高10～30℃。熱拌瀝青混合料成品在貯料倉中溫度下降不得超過10℃。合適的溫度下拌合出來的混合料應(yīng)該是比較均勻、沒有大塊結(jié)塊現(xiàn)象，如果出現(xiàn)結(jié)塊或者離析現(xiàn)象，則一般是溫度控制不當(dāng)，這時要將混合料廢棄。還要注意的是，

當(dāng)天拌合的混合料當(dāng)天要用完，從拌合到攤鋪結(jié)束時間要控制在6 h以內(nèi)。

④操作員必須在每次開機(jī)前檢查篩網(wǎng)是否完好，磨損嚴(yán)重后應(yīng)及時更換。另外，應(yīng)及時根據(jù)瀝青混合料類型要求更換篩網(wǎng)。

1.4 攤鋪和碾壓控制

瀝青集料經(jīng)過配比、拌合、運(yùn)輸?shù)冗^程，開始進(jìn)入攤鋪和碾壓階段，這個階段也容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。我們應(yīng)該從以下幾個方面加強(qiáng)質(zhì)量控制。

①攤鋪時盡量不要出現(xiàn)停頓或者重新啟動的問題，要保證攤鋪的連續(xù)性和一致性。同時要控制攤鋪的速度，攤鋪速度不宜超過4 m/min，還要保持布料器轉(zhuǎn)速與攤鋪速度相匹配。如果布料器轉(zhuǎn)速過快，難免會因兩端的混合料太多而停轉(zhuǎn)，循環(huán)地啟動和停止布料器會導(dǎo)致混合料離析。轉(zhuǎn)速過慢，會造成布料器埋深太淺或供料不足，使細(xì)料下沉，而粗集料被運(yùn)到兩邊，也會導(dǎo)致離析。

②保證螺旋分料器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。以往的工程實(shí)踐中會發(fā)現(xiàn)，有的施工單位在進(jìn)行瀝青攤鋪時，沒有控制好分料器，造成瀝青在攤鋪機(jī)內(nèi)出現(xiàn)離析問題。

③合理確定螺旋輸料器的高度。合適的螺旋輸料器的高度會使得瀝青混合料完全進(jìn)入輸料器，輸送時可以保證瀝青混合料的均勻輸送，減少了離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

④嚴(yán)格控制碾壓溫度，碾壓溫度是瀝青混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象的重要原因，碾壓溫度過低會造成瀝青混合料的壓實(shí)度不夠，導(dǎo)致瀝青出現(xiàn)離析等問題。

⑤嚴(yán)格按規(guī)定的碾壓工藝和碾壓參數(shù)碾壓，保持碾壓工藝和參數(shù)的一致性。

⑥嚴(yán)格控制噴水量，盡量減少混合料的溫度損失。

2 結(jié) 語

總之，瀝青路面離析是瀝青路面諸多病害的主要原因。瀝青路面離析的產(chǎn)生是個系統(tǒng)的過程，從集料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、攪拌、攤鋪、碾壓等諸多環(huán)節(jié)都會造成瀝青路面離析現(xiàn)象的發(fā)生。為此，我們應(yīng)該從每一個細(xì)小的環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行全方位、系統(tǒng)的改善瀝青離析問題。雖然不能從根本上完全消除離析現(xiàn)象，但可以將其發(fā)生的危害性降到最低。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃曉明.瀝青與瀝青混合料[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.

[2] 王明懷.高等級公路施工技術(shù)與管理[M].北京：人民交通出版社，2008.

[3] 胡長順.高等級公路路基路面施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2003.

[4] 于本信.怎樣修好瀝青混凝土路面[M].北京：人民交通出版社，2005.