瀝青混合料離析控制分析與探討

林玉琴

(遼寧省高速公路管理局)

目前在瀝青混合料施工過(guò)程中，混合料離析現(xiàn)象是造成瀝青路面出現(xiàn)危害主要因素之一，瀝青混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象失誤原因不僅與瀝青混合料設(shè)計(jì)有關(guān)，更主要是由于混合料拌合、運(yùn)輸、攤鋪施工過(guò)程出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

1 瀝青混合料設(shè)計(jì)

1.1 瀝青混合料類型

瀝青混合料由粗集料、細(xì)集料、瀝青、礦粉等材料組成，在瀝青混合料中集料粒徑偏大，細(xì)集料偏少容易造成混合料離析現(xiàn)象的發(fā)生，混凝土路面成型后在車輛荷載作用下局部地區(qū)很容易發(fā)生松散、泛油、坑洞等破壞形式。

1.2 瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

在瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)中集料級(jí)配良好直接決定混合料均勻性，如果混合料中級(jí)配良好、中部顆粒所占比例合理減小混合料離析現(xiàn)象，混合料設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)規(guī)范目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)要求，對(duì)小于篩孔孔徑4.75 mm 粒徑通過(guò)率接近級(jí)配中值，細(xì)集料過(guò)少影響混凝土表面質(zhì)量，細(xì)集料過(guò)多影響混合料碾壓效果。礦粉過(guò)多會(huì)導(dǎo)致瀝青混和料中起決定性作用瀝青含量降低。

2 原材料質(zhì)量控制

2.1 瀝青選擇

瀝青中含蠟量直接影響瀝青感溫性能，低溫脆性增加，高溫瀝青粘度降低易形成車轍。瀝青品種選擇直接決定瀝青與集料的粘結(jié)力，不同瀝青品種與集料粘結(jié)力大小有關(guān)，改性瀝青與堿性集料的粘結(jié)效果良好，因此在設(shè)計(jì)中選擇與集料粘結(jié)性能良好的瀝青。

2.2 集料質(zhì)量保證

對(duì)于瀝青混合料中集料的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)中要選擇與瀝青粘附性良好的粗細(xì)集料，集料根據(jù)酸堿性分為酸性和堿性，堿性集料通常與瀝青具有良好的粘附性，同時(shí)根據(jù)瀝青路面的不同結(jié)構(gòu)層選擇不同的集料，上面層選擇集料質(zhì)量最佳，在下面層選擇集料可是適當(dāng)降低技術(shù)指標(biāo)，降低瀝青混合料在施工過(guò)程中產(chǎn)生離析程度。

3 瀝青混合料拌和過(guò)程控制

熱拌瀝青混和料在拌合過(guò)程中，引起離析現(xiàn)象的因素較多，主要包括冷集料給料系統(tǒng):熱料篩分過(guò)程;計(jì)量控制誤差:混合料攪拌不均勻;成品料輸送、貯存和裝卸過(guò)程。

3.1 篩分過(guò)程混倉(cāng)和離析

在瀝青混合料拌合前，通常將冷骨料進(jìn)行稱重，通過(guò)干燥筒進(jìn)行排水烘干、加熱，然后進(jìn)入熱骨料拌合系統(tǒng)，由于在骨料進(jìn)行篩分過(guò)程中骨料自由落體至篩孔會(huì)導(dǎo)致彈跳現(xiàn)象，礦料質(zhì)量不同彈起高度不同，細(xì)集料進(jìn)入熱儲(chǔ)料倉(cāng)，粗集料通過(guò)前端余料口排出。

3.2 控制填料含量

當(dāng)集料粒徑級(jí)配超出規(guī)范要求上下限范圍時(shí)，在瀝青劑量一定前提下集料比表面積增大導(dǎo)致瀝青包裹在填料表面瀝青層厚度減小，集料表面瀝青層減小會(huì)導(dǎo)致瀝青與集料之間粘結(jié)性降低，在車輛荷載作用下容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，研究表明混合料中集料粒徑小于0.075 mm 含量直接影響瀝青與集料裹覆質(zhì)量和集料表面瀝青膜厚度，如果瀝青膜厚度變薄會(huì)導(dǎo)致粗集料之間粘結(jié)力降低，同時(shí)增加瀝青混合料離析發(fā)生的概率。

3.3 調(diào)整生產(chǎn)配合比

瀝青混合料在設(shè)計(jì)中采用室內(nèi)試驗(yàn)配合比，由于室內(nèi)試驗(yàn)與施工現(xiàn)場(chǎng)存在較大的差異，因此在施工現(xiàn)場(chǎng)需要將設(shè)計(jì)配合比轉(zhuǎn)化成施工配合比進(jìn)行施工，在瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程中瀝青、粗集料、細(xì)骨料及纖維等材料存在較大變異性，導(dǎo)致瀝青拌合站熱料倉(cāng)中瀝青混合料顆粒組成產(chǎn)生較大變異性，導(dǎo)致鋪筑瀝青路面在高溫季節(jié)出現(xiàn)泛油、坑洞等現(xiàn)象。如果在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)顆粒粒徑存在較大差異，級(jí)配接近于規(guī)范規(guī)定級(jí)配上下限情況下可以通過(guò)在混合料拌合的熱料倉(cāng)中進(jìn)行重新篩分，對(duì)集料顆粒組成重新調(diào)整會(huì)改善骨料級(jí)配。

4 瀝青混合料運(yùn)輸過(guò)程控制

4.1 裝料和卸料方式

在瀝青混合料裝料過(guò)程中由于待料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致瀝青混合料溫度出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象;在裝料時(shí)無(wú)論汽車怎么左右移動(dòng)，瀝青混合料總會(huì)出現(xiàn)一定離析現(xiàn)象。

從貯料倉(cāng)卸料時(shí)為了減少瀝青混合料顆粒出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應(yīng)該盡量縮短出料口至車廂底面之間的距離，最佳保持在50 cm 左右且卸料應(yīng)分三次進(jìn)行，每卸料一次，汽車需要向前挪動(dòng)一下位置保證瀝青混合料均勻卸落至車廂內(nèi)。通常裝料方法為三個(gè)不同位置往卡車中裝料，第一次裝料時(shí)應(yīng)靠近車廂前端位置，然后汽車向前移動(dòng)進(jìn)行第二次卸料，卸料至靠近車廂尾端，然后汽車向后倒車至卸料口對(duì)準(zhǔn)車廂中部開(kāi)始卸料，該種卸料方法可以減小汽車中瀝青混合料離析現(xiàn)象。

4.2 運(yùn)輸中離析現(xiàn)象

瀝青混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中不可避免出現(xiàn)溫度降低，從瀝青儲(chǔ)存?zhèn)}將瀝青混合料卸至運(yùn)輸汽車過(guò)程中由于儲(chǔ)存?zhèn)}溫度與外界溫度相差較大，在瀝青混合料表層溫度降低速度較快，研究表明瀝青混合料溫度越高溫差越大，混合料溫度損失越大。由于瀝青和集料導(dǎo)熱系數(shù)較小，運(yùn)輸過(guò)程中瀝青混凝土與車廂結(jié)合部位溫度損失較大，混凝土中心損失較小，瀝青混合料邊緣與中心形成較大的溫度差。因此在運(yùn)輸過(guò)程中為了減小溫度差通常采用大噸位的運(yùn)輸車輛，同時(shí)為了減小瀝青混合料表面溫度的損失，需要在瀝青能夠混合料表面采用雙層苫布進(jìn)行覆蓋保溫。

5 瀝青混合料攤鋪和碾壓過(guò)程控制

5.1 保持?jǐn)備仚C(jī)工作狀態(tài)

在瀝青混凝土攤鋪過(guò)程中攤鋪機(jī)工作狀態(tài)直接影響攤鋪厚度、平整度。施工前將攤鋪機(jī)參數(shù)調(diào)整至最佳工作狀態(tài)，為減小瀝青混合料離析發(fā)生，在攤鋪過(guò)程中選用大直徑、低轉(zhuǎn)速螺旋布料攤鋪機(jī)，降低攤鋪機(jī)的螺旋布料器高度，保證混合料高于螺旋布料器，同時(shí)會(huì)提高螺旋布料器輸送混合料效率，混合料中布料器向兩側(cè)擠出物料減少不同寬度位置上橫向離析和物料上下滾動(dòng)產(chǎn)生豎向離析。

5.2 控制攤鋪速度

在進(jìn)行瀝青混合料攤鋪過(guò)程中，攤鋪速度直接決定攤鋪的厚度，攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料時(shí)既要保證瀝青路面平整又要保證路面厚度均勻且有一定的路拱橫坡，但在攤鋪機(jī)施工過(guò)程中由于地形限制攤鋪機(jī)不能保證一直處于水平狀態(tài)，路線中存在上坡和下坡，在進(jìn)行上坡攤鋪時(shí)由于阻力增大并不能保證攤鋪機(jī)均勻行駛，在下坡施工時(shí)阻力減小攤鋪速度也很難控制。

5.3 采用多機(jī)梯形作業(yè)形式

在進(jìn)行路面表面層攤鋪時(shí)，為了減小縱向裂縫的發(fā)生，通常采用熱接縫多機(jī)聯(lián)合作業(yè)形式，施工中保證攤鋪機(jī)前后距離在20 m 左右，攤鋪機(jī)與攤鋪機(jī)之間橫向搭接30 cm，由于攤鋪機(jī)攤鋪寬度寬度受到限制，如果攤鋪機(jī)螺旋布料器運(yùn)送混合料距離過(guò)長(zhǎng)，很容易導(dǎo)致混合料離析的發(fā)生。螺旋布料過(guò)長(zhǎng)在瀝青混合料傳輸過(guò)程中不可避免出現(xiàn)溫度下降過(guò)程，在攤鋪機(jī)攤鋪寬度范圍內(nèi)瀝青混合料溫度差異會(huì)導(dǎo)致路面壓實(shí)度不同，重型壓路機(jī)不可能做到緊跟攤鋪機(jī)碾壓，因此在進(jìn)行混合料寬幅攤鋪時(shí)平整度很難控制，瀝青混合料平整度和壓實(shí)度也很難達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)驗(yàn)證明攤鋪機(jī)攤鋪寬度越長(zhǎng)混合料離析越嚴(yán)重。

5.4 碾壓工藝合理設(shè)量

由于瀝青混合料屬于感溫性材料，瀝青混合料路用性能與溫度具有直接關(guān)系，包括原材料加熱溫度、混合料拌合溫度、混合料運(yùn)輸溫度、混合料施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、攤鋪前溫度、碾壓溫度，其中初壓、復(fù)壓、終壓溫度控制是瀝青混合料溫度控制指標(biāo)。

6 結(jié) 論

根據(jù)瀝青混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，對(duì)瀝青混凝土設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象進(jìn)行分析，經(jīng)驗(yàn)證明科學(xué)合理進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)和完善瀝青混凝土施工工藝能夠改善瀝青混合料在生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過(guò)程中離析現(xiàn)象，為廣大瀝青混合料路面設(shè)計(jì)及施工人員提供參考。

［1］包秀寧，張肖寧.論瀝青路面不均勻性研究［J］.公路，2004，(9):148－151.

［2］李彥偉，耿淑澤.高速公路瀝青路面攤鋪碾壓工藝控制技術(shù)［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004，(7):22－25.

［3］郝培文，張平.瀝青混合料施工過(guò)程質(zhì)量控制［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，1999，(1)，25－27.

［4］周瑞豐，楊曉青，李彥杰.核子密度儀檢測(cè)瀝青混凝土路面壓實(shí)度的應(yīng)用［J］.中外公路，2003，(4):85－87.