瀝青混凝土路面施工中的離析現(xiàn)象及控制

曹 廣 艷

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

瀝青混凝土路面施工中會(huì)碰到的普遍問題之一是路面離析現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會(huì)在早期破壞路面，形成剝落、松散、坑槽等病害，不但會(huì)使得路面使用壽命大大縮短，還會(huì)影響行車的安全和舒適性，甚至?xí)o我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來損失。因此，分析瀝青混凝土路面施工中的離析現(xiàn)象并探討其的控制具有重要深遠(yuǎn)的意義，能夠提高瀝青路面的使用性能及使用壽命，從而最大程度減少瀝青路面的早期破壞。本文將對(duì)這一問題進(jìn)行分析和探討。

1 瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象分析

1.1 離析現(xiàn)象種類及形成原因

離析即路面混合料組成成分不均勻，油石分離或粗細(xì)分離，有結(jié)團(tuán)成塊現(xiàn)象。瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象一般有骨料離析和溫度離析兩種：

1)骨料離析。是指由機(jī)械或施工工藝因素引起的瀝青混合料中大粒徑骨料聚集、處于明顯不均勻混合狀態(tài)的現(xiàn)象，這些因素概括起來有：a.攤鋪機(jī)收斗引起的離析。通常是由于攤鋪機(jī)料斗兩端有從運(yùn)料車上卸料時(shí)滾落的混合粗骨料，當(dāng)攤鋪完料斗中部細(xì)料后，將兩端粗骨料攤鋪路中，從而形成的規(guī)則的、間隔相同的路面離析。b.帶狀離析。攤鋪設(shè)備操作存在的一些問題，如攤鋪機(jī)斗料、螺旋輸送器轉(zhuǎn)速不夠、不當(dāng)?shù)撵倨桨灏惭b等會(huì)在攤鋪機(jī)中央或兩側(cè)引起的一種普遍的離析現(xiàn)象。c.由于瀝青鋪裝層較薄，且攤鋪后的瀝青混凝土溫度散失快，水泥混凝土強(qiáng)度高和機(jī)械碾壓的大噸位或碾壓不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻臉蛎鏋r青混凝土鋪裝層離析。d.由或多或少的接縫處混合料引起的縱向接縫離析和由熨平板預(yù)熱不夠、較低的先攤鋪混合料溫度、過快的起車速度引起的橫向接縫離析。e.由螺旋布料裝置高速旋轉(zhuǎn)的拋揚(yáng)離心作用產(chǎn)生的粗骨料攤鋪兩邊造成的橫向離析。f.在螺旋前擋板離地間隙大且料槽缺料時(shí)造成的螺旋料槽上粗骨料沿開口擋板間隙和卸荷口處向下滾落造成的豎向離析。g.當(dāng)半埋螺旋葉片或輸料槽缺料時(shí)，離析混合料二次攪拌形成片狀離析。

2)溫度離析。由于瀝青攪拌站運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)的瀝青熱混合料在散熱不均的情況下有一定的溫差，輸送到螺旋輸送器的涼料在燙平攤鋪后不能被壓實(shí)，溫差會(huì)破壞攤鋪面，其中冷點(diǎn)會(huì)造成路面密度不均，從而形成粗糙度和空氣間隙，特別是冬季滲進(jìn)瀝青混凝土內(nèi)的水結(jié)冰后會(huì)破裂瀝青混凝土從而形成路面凹陷。

1.2 離析危害

瀝青混凝土路面離析危害極大，主要有：1)過多的粗集料離析部位因?yàn)槿狈?xì)集料，瀝青含量低且有大的空隙率，當(dāng)有水滲入且在長(zhǎng)期行車負(fù)荷和高速輪壓的作用下，對(duì)滯水層面形成的水破壞，導(dǎo)致瀝青混凝土強(qiáng)度缺失，路面形成網(wǎng)裂或形變，路面遭受破損。2)粗細(xì)或油石分離的離析部位瀝青混凝土結(jié)構(gòu)變化，會(huì)降低混合料強(qiáng)度和粘結(jié)力，當(dāng)有行車負(fù)荷時(shí)會(huì)形變或松散進(jìn)而路面遭到破壞。3)瀝青含量過高的離析部位，由于自由瀝青多，當(dāng)行車量大特別是有重型車通過時(shí)，會(huì)壓迫混合料，使得自由瀝青上移從而出現(xiàn)泛油情況。若高溫季節(jié)雨水滲透，會(huì)使得瀝青從混合料表面剝落上移，嚴(yán)重泛油且空隙率低，會(huì)使得路面抗滑性能差，不利于行車安全。

2 瀝青混凝土路面離析現(xiàn)象的控制——預(yù)防、檢測(cè)與處理

瀝青混凝土路面離析會(huì)造成危害，應(yīng)控制這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，通過預(yù)防、檢測(cè)和處理進(jìn)行事前、事中和事后控制。

2.1 事前預(yù)防措施

1)設(shè)計(jì)配合比。主要是從混合料的集料配比上消除離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，施工中盡量使用連續(xù)級(jí)配集料組合使得各粒徑含量范圍處于規(guī)范中值，油石比要盡量降低，施工中以集料顆粒剛好將瀝青結(jié)合料全部包裹為最佳。

2)控制集料穩(wěn)定性。要通過除塵設(shè)備等盡量穩(wěn)定集料生產(chǎn)中的各規(guī)格集料粒徑成分，并分批分期檢驗(yàn)施工集料，對(duì)不合格集料及時(shí)清除。一旦出現(xiàn)拌合站熱料倉(cāng)少料或多料情況，要及時(shí)查明原因并對(duì)集料粒徑變異情況及時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整穩(wěn)定集料粒徑的生產(chǎn)配合比，同時(shí)保持原目標(biāo)配合比中級(jí)配組成不變，從而減少集料變異離析。

3)控制拌合站。拌合站進(jìn)料生產(chǎn)配合比要嚴(yán)格控制，對(duì)熱料倉(cāng)振動(dòng)篩的堵塞或破損一旦發(fā)現(xiàn)要及時(shí)清理或更換。時(shí)間上要采用多次試拌并目測(cè)混合料配合比的均勻度并最終敲定拌合時(shí)間，以瀝青膜包裹集料顆粒最佳，并要對(duì)異?，F(xiàn)象及時(shí)分析和處理。溫度上，要盡量使得混合料能夠流動(dòng)，并能再定位集料粒徑從而減少不均勻現(xiàn)象；溫度不能太高，否則會(huì)降低瀝青的粘附性，并易發(fā)生瀝青老化。

4)控制運(yùn)輸。拌料時(shí)，盡量選擇施工較近的瀝青混凝土拌合站；裝料時(shí)，要通過盡量多移動(dòng)運(yùn)輸車保持裝載均勻的高度從而降低粗細(xì)料離析，如要保障出料口與車廂底板的高度，為減少裝箱起堆的離析現(xiàn)象，可以采用前、后、中三次裝滿瀝青混合料以減少一次裝料的起堆；運(yùn)料時(shí)要采用篷布等注意防雨保溫并避免顛簸；卸料時(shí)，盡量采用大噸位自卸車。

5)其他措施。一是從源頭上盡量選擇大型專業(yè)的集料生產(chǎn)供應(yīng)商，并與之建立長(zhǎng)期、穩(wěn)定、合作的供應(yīng)關(guān)系，保障料源質(zhì)量，最大限度降低質(zhì)量引發(fā)的成品料離析現(xiàn)象，在購(gòu)進(jìn)料源時(shí)要考慮購(gòu)進(jìn)片石的潔凈程度、石料的強(qiáng)度性能及瀝青的粘附性等，同時(shí)還要關(guān)注會(huì)直接影響配合比設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)：扁平顆粒含量；二是在施工中，盡量采用多臺(tái)攤鋪機(jī)平行操作，并通過科學(xué)合理的方法確定和嚴(yán)格限制攤鋪寬度，避免骨料離析；攤鋪前，特別是在高等級(jí)的公路施工中，要對(duì)瀝青混合料進(jìn)行二次拌合，以消除溫差離析；特別是對(duì)于連續(xù)密級(jí)配的瀝青混凝土AC結(jié)構(gòu)還可以通過大噸位的輪胎碾壓控制提高AC結(jié)構(gòu)瀝青混凝土泌水性，對(duì)瀝青混凝土的局部搓揉碾壓可使得粗集料排序更有序并且填充更充實(shí)，進(jìn)而減少離析；三是要加大自檢力度，注重細(xì)節(jié)，如配合料生產(chǎn)加工中，通過試驗(yàn)室的抽提試驗(yàn)檢驗(yàn)產(chǎn)品是否合格，試驗(yàn)人員的技術(shù)水平和試驗(yàn)設(shè)備的精準(zhǔn)度等都需要提高。

2.2 事中檢測(cè)方法

施工瀝青混凝土路面是否發(fā)生離析現(xiàn)象，需要通過科學(xué)的方法進(jìn)行檢測(cè)，常規(guī)方法有：

1)視覺檢測(cè)。即通過主觀判別或過去經(jīng)驗(yàn)判斷路面表面狀況是否出現(xiàn)離析。該方法沒有明確的離析程度判別標(biāo)準(zhǔn)，適用于大粒徑較粗的瀝青混合料，而不適用于小粒徑或細(xì)級(jí)配的瀝青混合料，顯然該方法有局限性，往往不同的判別者會(huì)產(chǎn)生不同的判別結(jié)果。2)鉆芯檢測(cè)。即通過鉆芯取樣樣品的初級(jí)配、瀝青用量、芯樣密度等作為判別路面是否離析的指標(biāo)，從而評(píng)定是否離析及離析的程度。3)核子密度儀檢測(cè)。即通過該儀器檢測(cè)路面路段密度的變化范圍進(jìn)而確定無破損路面路段的離析程度的方法。該方法快速、簡(jiǎn)便且無損壞路面。

2.3 事后處理途徑

1)對(duì)離析、泛油嚴(yán)重和滲水大(滲水系數(shù)500 mL/min以上)路面，應(yīng)起剝重鋪，根除質(zhì)量隱患。2)對(duì)輕微離析、滲水不大(滲水系數(shù)為200 mL/min～500 mL/min)路面，可噴涂瀝青再生劑(CAP)等新材料予以補(bǔ)強(qiáng)。該處理方法短期效果明顯，長(zhǎng)期效果有待觀察。