瀝青混合料離析及質量改進

張傳友，王心智

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 瀝青混合料離析的分類

1.1 級配離析

熱拌瀝青混合料在運輸、攤鋪的溫度狀態下，由于瀝青黏度較低，對于被瀝青包裹的集料顆粒的流動阻抗較小，按照級配組成的礦質混合料顆粒仍然具有散體物料的堆積特點。當熱拌瀝青混合料的堆積面積超過其安息角時，粗顆粒將從礦質混合料中分離出來向下滾落形成粗顆粒聚集，剩余的主要由細集料顆粒組成的材料形成新的安息角和新的堆積面。當新的堆積面超過安息角時，堆積的細集料向下滾落形成細集料聚集。散體物料在連續的搬運過程中將不斷重復這樣的過程，由于搬運方式不同，離析發生的方式也將不同。

瀝青路面施工過程中發生的級配離析主要由熱拌瀝青混合料的散體物料特性和搬運方式不恰當而發生。離析后的熱拌混合料不僅級配變異、粗細不均，還將導致離析后瀝青含量變異和路面材料空隙率變異等現象。級配離析使得實際鋪筑于瀝青路面結構中的瀝青混合料嚴重偏離設計值，使得瀝青混合料配合比設計成為虛設，路面質量處于失控狀態。

1.2 溫度離析

瀝青混合料中的瀝青膠結料是一種熱塑性材料，在相當高的溫度條件下瀝青具有顯著的黏性流動變形特性，而在較低的溫度條件下，瀝青具有固體的屬性，表現出較強的變形抵抗能力。瀝青混合料熱流變成形的工藝特性主要依賴于瀝青黏度對于溫度的依賴性。

在拌合、運輸和攤鋪過程中，由于工藝條件和環境條件的影響，瀝青混合料溫度將會發生變異，這種變異使得瀝青混合料內部的溫度分布不均勻。當溫度不均勻的瀝青混合料被攤鋪機鋪筑成路面結構層時，由于溫度較低部分的瀝青混合料表現出較大的變形抵抗能力，在承受的碾壓工藝大致相同時，這部分材料將獲得較低的壓實度。

一方面，瀝青面層壓實度不足容易導致水損害類的病害發生，另一方面，瀝青路面在開放交通后車輪荷載重復作用對于瀝青混合料具有補充壓實作用，由于溫度離析引起的壓實度不足部分可能逐漸被碾壓密實，瀝青路面結構層中壓實度分布的不均勻最終將導致路面平整度迅速下降。

1.3 攤鋪離析

在施工離析的各個環節中，攤鋪離析以往沒有引起足夠重視。但即使拌和設備生產出優質均勻的瀝青混合料，裝卸料與運輸中不存在離析現象，攤鋪過程中仍可能產生嚴重的材料離析。

首先是攤鋪機受料斗中的混合料離析由于卡車卸料時受料斗中兩側粗料多、細料少，卸料過程即可產生離析現象。在車輛交替卸料造成過長間隔時間、或施工人員對受料斗中材料進行較長時間整理、或者操作人員采用其他不合理操作時，使受料斗中間部分瀝青混合料被刮板輸料器過度運送形成凹谷，則兩側堆積的粗料部分滾入或整體傾入刮板輸料器而送入螺旋分料器。攤鋪后將產生集中的片狀離析。在管理較差的路段上，攤鋪機后的鋪層明顯呈現有規律的片狀離析現象。

其次是由于攤鋪螺旋分料器的安裝位置不當，或固定螺旋的支架形狀不合理，或螺旋直徑與材料直徑不相適應等原因，容易造成鋪層產生縱向帶狀離析。

1.4 碾壓離析

(1)攤鋪機橫向初步預壓的密度變異。瀝青混合料攤鋪機的工作裝置上裝備有振動器和振搗梁，用于對瀝青混合料進行初步的預壓實，在攤鋪寬度范圍內，離攤鋪機中心越遠熨平板的支承剛度越弱，振動施加于瀝青混合料上的總作用力減小，造成沿熨平板方向對瀝青混合料的壓實功變異，其初步預壓密實度變異導致壓實度離析。

(2)攤鋪機縱向初步預壓的密度變異。目前生產的普通攤鋪機，其振動或振搗頻率并未能實現與攤鋪速度聯動的控制，也很難建立相關關系，一旦熨平板的振動頻率或振搗器的頻率調定后，其頻率均保持恒定而與攤鋪速度快慢無關，除非操作人員手動調整。在攤鋪過程中，往往由于作業阻力、行駛阻力、材料供應等原因使得攤鋪速度變化。振搗器厚度僅為2～3 cm，且振動頻率較低，一般小于25 Hz，當攤鋪速度明顯改變時，將造成鋪層初壓密實度在行走方向發生變異，攤鋪速度越快，振動器經過各點的擊實次數越小，獲得的初步預壓的密度越小。

(3)壓路機碾壓工藝導致的碾壓離析。振動壓路機在碾壓過程中也會造成碾壓離析，例如:沿壓路機鋼輪寬度方向混合料受到的作用力不同，接近鋼輪邊緣，材料推移將使壓實功發生變化，碾壓過程中重疊寬度分布不均勻影響壓實功的均勻性;鋼輪碾壓過程中對鄰近鋼輪的材料產生推移導致密實度變化;鋪層邊緣處沒有側限抵抗導致壓實功變化;振動壓路機起振、停振及其過渡過程造成壓實功變異。

2 離析的改進對策

(1)在卡車將混合料倒入攤鋪機的受料斗時，應大批量卸入，避免混合料零星滾入料斗。

(2)兩輛卡車卸料之間應盡量縮短時間，可趁攤鋪機料斗中混合料較多時將卡車上的料倒入攤鋪機受料斗。

(3)避免料斗側壁的粗料滾入刮板輸送器輸入螺旋分料器。

(4)應及時收起料斗側壁，并及時釋放以避免出現中央凹谷導致粗料集中。

(5)螺旋分料器應連續穩定的轉動，不要時快時慢，造成中間缺料產生離析帶。

(6)要在螺旋分料器室建立合適的溫度的均勻的料位，避免粗粒料滾動產生離析，特別是分料器外側缺料時鋪層外側會產生粗料離析帶。

(7)螺旋分料器的高度應與材料的粒徑相協調，否則會出現明顯的離析。

(8)螺旋室應有合適的寬度。熨平板在寬帶大于6 m時，應采用加強桿防止其變形。

(9)攤鋪機盡可能連續均勻攤鋪，是攤鋪產量與拌和設備產量相協調。

3 結束語

通過以上的改進措施，使瀝青路面的離析狀況得到很大的改善，瀝青路面的質量得到很大的提高。