瀝青混合料離析的檢測及技術處理

■余 斌 ■大理子龍機械化工程有限公司，云南 大理 671000

1 瀝青混合料離析概述

瀝青路面是我國公路路面結構的主要形式，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。經過攤鋪壓實后的瀝青面層，在一定區域范圍內材料組成與設計不符并且性質發生了變化，例如瀝青混合料的空隙率、級配組成、瀝青含量、碾壓溫度等存在差異，導致成型路面表現出不同的路用性能，這就是瀝青混合料的離析，包括集料離析和溫度離析兩大類型。

組成集料的移動，是導致瀝青混合料集料離析的主要原因。從我們日常瀝青混合料處理的實踐來看，離析形成的原因是多方面的，主要包括:瀝青混合料設計本身不良，生產了熱拌瀝青混合料，瀝青混合料的裝卸方法失當，攤鋪機操作的失范不合規，攤鋪后的瀝青混合料存在較大的溫度差異等。按照國外學者的觀點，瀝青混合料離析的機理是:混合料下落的過程中，由于粗集料移動的距離相比細集料的明顯較大，所以在這個過程中粗細集料就分開了。

2 瀝青混合料離析的檢測方法

結合瀝青路面養護維護實踐，這里主要談以下幾種檢測方法:

2．1 視覺觀察法

視覺觀察法就是通過肉眼觀察，來判斷事物是否變化的方法。從瀝青混合料離析的角度看，就是通過目測并結合以往經驗，判斷路面表面狀況是否發生了離析，這是一種直觀的判斷方法，和判斷者的經驗有很大關系。而且，視覺觀察法對路面離析程度的判定確定定量的依據，主觀性過強，缺乏統一標準。視覺觀察法在我們工作實踐中，更多的是用來判斷大粒徑及較粗的瀝青混合料的集料離析，而小粒徑和細級配的瀝青混合料集料離析、密度變異的判定則不適宜用視覺觀察法。因為目前公路的瀝青混合料結構形式越來越多，很多是難以通過肉眼的主觀判斷來檢測的，所以目前這個方法使用的范圍很小。

2．2 鋪砂法

瀝青面層集料離析區域與非離析區域的表面紋理深度會有明顯的變化。鋪砂法就是“瀝青混合料表面構造深度試驗”，通過把標準砂鋪設在瀝青面層上填補表面空隙，以填補的面積大小來計算構造深度，其中對砂子的粒徑是有嚴格要求的，一般是要求25ml粒徑為0．15-0．3mm的砂子。檢測時，工作人員先要把空隙表面和附近的面層用刷子或掃把清掃干凈，然后把定量的符合要求的砂子用人工砂鋪儀鋪到待檢測的路面上。當砂子攤鋪到要求的程度時，用專業工具如鋼尺、卷尺或構造深度尺測量構造深度值，通過對比要求的集料離析標準，就可以知道離析的程度如何。鋪砂法方法原理簡單，測量方便，造價十分低廉，仍是目前最常用的檢測構造深度的方法，也是最簡單、最直觀的判別集料離析的手段。當然，這種法也會受許多主觀因素和客觀因素的影響，例如其中所用砂子的干燥潔凈程度、受檢路面含水量的大小、攤鋪砂表面的凹凸程度、鋪砂區的形狀等，使檢測結果受測試者主觀意志和測試方法的左右，而且比較費時，勞動強度大。

2．3 無核密度儀

根據集料離析的原理，密度大小對瀝青路面離析的影響較大，例如密度較小的路面，其集料離析程度也會較大，因為其中粗集料含量高、空隙大;反之，密度較大的瀝青層，其路面離析的程度就會較小。美國率先研發并生產的無核密度儀，在過去很多年一直是世界很多地方檢測土工材料密度最廣泛的方法，目前的新產品PQI密度儀已出第二代產品，該儀器以微處理機為核心，專門用于測量瀝青路面壓實度，速度快、準確性高。瀝青路面結構層的上、中、下面層的瀝青路面材料密度，PQI密度儀都可以測量，其測試的瀝青路面厚度約為25．4mm-152．4mm;對于舊的瀝青路面，盡管其表面平整沒有污染，PQI密度儀也有測定其密度的功能。當然，目前國內也有相似功能產品，例如NSWH801無核密度儀，只是使用范圍還不夠廣。

2．4 核子密度儀法

除了上述無核密度儀外，核子密度儀也同樣可以檢測路面的密度。原理是根據檢測路段路面密度的變化范圍，來確定被檢測路段瀝青面層集料離析程度的等級。路面無破損檢測是以往離析檢測的難點之一，而20世紀80年代核子密度儀使用后，不僅檢測快速、操作簡單，而且同樣對路面不會產生任何損壞，因此該法在路面無破損檢測中具有重要地位。核子密度儀依靠微處理器，只需要簡單操作就可以得到結果，結果在液晶屏上直接顯示出來;該法適合測量建筑材料和現場土體等的密度及含水率。使用核子密度儀測量瀝青路面離析也有一些要求:路表面應平整無明顯缺陷，如果紋理深度較大則不適合使用;檢測時檢測方向和路面水分有一定要求。所以，核子密度儀法也有一定局限性，其檢測結果有一定的離散性，加之對人體有潛在的危害，所以這種方法的使用不被廣泛推廣。

2．5 熱圖像分析法

熱圖像分析法是從瀝青混合料溫度變化的角度來判別其溫度離析狀況。熱圖像分析使用紅外成像儀，利用儀器的錄像能力和其對特定區域的成像能力，得出瀝青混合料的溫度差異結果。此外，紅外成像儀可以處理圖像，對整個施工路面的熱量分布圖進行繪制，然后對攤鋪面的溫度離析狀況進行評價，從而能夠預防施工中出現的溫度差別，為及時處理存在的離析問題提供檢測依據。

2．6 激光構造儀法

顧名思義，激光構造深度儀的功能主要是檢測構造深度。該方法的原理是:運用儀器的高速脈沖半導體激光器產生紅外線投射到道路表面，線形布里的光敏二極管上會接收到自投影面上的散射光線的透鏡聚焦光線，通過判斷接收光線最多的二極管位置到道路表面的距離，就可以計算出構造深度。檢測過程中，速度一般為5km/h。這種方法適合測定瀝青面層干燥表面的構造深度，對于路面坑槽多、裂縫多、過于粗糙的路段則不適合應用。

2．7 數字圖像路面表面離析分析法

數字圖像路面表面離析分析法也是測定瀝青面層構造深度的一種方法。原理是:采用高清數碼相機對瀝青面層表面狀況進行拍攝，然后分析所攝像區域的數字圖像，最后得出構造深度值，已得到的具體數值判斷瀝青面層是否產生了離析問題。數字圖像路面表面離析分析法具有操作簡單、成本低廉、檢測精度高、可以永久保存形象化圖像信息等方面的優點，可進一步開發可以采用數碼攝像機實現路表面構造的連續檢側，進而實現工程質量的無風險驗收。

2．8 鉆芯取樣法

鉆芯取樣法就是直接取樣，對瀝青面層的芯樣材料和密度進行分析，以此判斷瀝青面層集料離析的程度。這種方法相對別的方法要耗費很多時間和力氣，而且只有在瀝青路面表層有明顯離析狀態時才適合使用，不然會對面層造成破壞。鉆芯取樣法在使用過程中，會受到瀝青用量、芯樣密度和集料離析處級配等指標變化的影響，所以在評定時這幾個指標都可以作為離析的判斷指標。

以上檢測方法在實踐中可以單獨使用或結合使用，并沒有完美的能檢測各種離析情況的方法，所以我們應根據不同情況作出選擇。例如，鋪砂法、核子密度儀法可與視覺觀察法相結合應用于路面離析的無破損檢查與評定，當存在爭議時可用取芯法做最終的判斷。

3 瀝青面層離析的技術處理

前面分析了瀝青路面離析的檢測方法，那么檢測以后如果發現離析情況、判定了離析程度，應該如何處理呢?因為如果發現瀝青面層產生離析后，不及時采取必要的工程技術措施進行處理，就會給瀝青面層帶來質量缺陷，影響到該段路面的整體服務壽命，給道路交通安全帶來隱患，所以我們必須及時處理發現離析的瀝青面層，采取有效的技術措施應對。

3．1 瀝青混合料集料離析后的技術處理

瀝青混合料的離析包括集料離析和溫度離析，所以這里分別探討這兩種類型離析發生后的技術處理。首先分析集料離析的技術處理:

3．1．1 瀝青混合料碾壓成型前的處理方法

在工程實踐中，如果瀝青混合料碾壓還未成型，一般采取如下技術處理措施:(1)如果松鋪的瀝青混合料只是局部出現塊狀，粗骨料集中于上下部位時，這時應果斷采取換料處理措施。換料后要確保松鋪厚度和密實度與原松鋪層一致，同時進行局部挖除。(2)當粗骨料大面積有規律的集中出現并不可排除，在局部可以采用人工翻伴法來處理上粗下細的粗骨料，人工翻伴應注意只適合在溫度不低、無大風的情況下進行;如果已初壓成型，那么就要添加混合料在其中，讓細料去填補大骨料的空隙。(3)若抽取的瀝青混合料處于細料集中部位，那么抽提后要分析級配:如果己超出規定的級配范圍，就要對施工機械和施工工藝進行權衡考慮，并采取適當的技術措施。

3．1．2 成品路面的處理方法

瀝青混合料碾壓成型后，路面已經是成品，這時的集料離析處理技術主要有:(1)進行路面滲水試驗，對滲水嚴重的部位進行詳細記錄。當中面層滲水系數大于250ml/min、滲水系數下面層在300ml/min以上，就行考慮采取措施進行處理;反之暫時不用處理。(2)如果集料離析屬于表層或局部塊狀離析，可以先進行簡單處理，即噴灑乳化瀝青粘層油，再用石屑灑布機適當灑布石屑并適當碾壓。碾壓完成過后必須把多余的石屑清楚掉，確保路面平整。(3)如果集料離析屬于較大區域或帶狀離析，首先要對離析情況進行壓實度檢驗。對于不合格的檢驗結果，需要用切割機垂直切除標出的范圍，并用新拌瀝青混合料補充、碾壓密實。(4)此外應注意，路面的上面層不適合采用后期的離析處理方法，在處理時應采用級配較為均勻的瀝青混合料。

3．2 瀝青混合料溫度離析后的技術處理

瀝青混合料在運輸和攤鋪過程中操作不當，是引起瀝青混合料的溫度離析的重要原因。當攤鋪后的瀝青面層溫度相差較大時，可能會導致碾壓后的瀝青面層壓實度分布不均勻，例如溫度較低區域的壓實度低于設計要求，使路面上形成有質量缺陷的面積，最終導致整個瀝青面層的平整度達不到要求。因此，必須及時采取處理措施，避免這種情況的發生。

(1)換料處理的情況。當溫度離析區域寬度大于碾壓輪寬度的1/4，路面溫度較低區域過大(最低溫度低于110-120℃)，這時應對已攤鋪的瀝青混合料進行換料處理。(2)不需換料處理的情況。當溫度離析區域寬度小于碾壓輪寬度的1/4，路面溫度較低區域較小(最低溫度高于110-120℃)，這時可以不做換料處理，可以通過增加碾壓遍數的方法來進行技術處理。但應注意的是，碾壓過程中，必須嚴格控制灑水量，避免在碾壓過程中對瀝青混合料的溫度下降帶來影響;為使其密實度符合要求，現場可用PQI跟蹤檢測。

［1］沙慶林．高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防［M］．北京:人民交通出版社，2001．

［2］黃曉明．瀝青與瀝青混合料［M］．南京:東南大學出版社，2005．