論述瀝青混凝土路面離析現象的成因及控制方法

摘要：瀝青混凝土路面離析的成因進行分析，并針對所找出的原因采取相應措施。

關鍵詞：瀝青混凝土路面；離析現象；成因；控制方法

在現階段的公路施工過程中，瀝青混凝土的骨料多采用的是碎石，但在瀝青混凝土路面施工過程中經常發現瀝青混合料離析的現象，嚴重影響瀝青混凝土路面的使用壽命。下面就工程施工中出現的情況，進行專門的分析。

1 瀝青混凝土產生離析的原因

1.1 瀝青混合料從貯料筒向運輸車里卸落時，混合料形成錐體后，大骨料滾落在椎體角，形成粗集料第1次集中。

1.2 運輸車里的混合料卸向攤鋪機時，部分大骨料滾落在攤鋪機拌廂壁附近，形成粗集料的第2次集中。

1.3 攤鋪機送料器在送瀝青混合料過程中，先將中間集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，攤鋪機收斗時，形成粗集料的第3次集中。

1.4 螺旋布料器形成的離析。攤鋪機產生離析的主要環節在于螺旋分混合料過程，在作業中功率消耗最大的環節也在螺旋分析過程（約為整機的50%～60%）。攤鋪機在設計過程中，主要考慮功率因素，使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直徑的1/2-2/3處。按照這種情況，輸料量加大時，而螺旋只有位于物料內部的部分才有輸料能力，因此為滿足作業要求，只能將轉速提高。這樣，高速旋轉且暴露在空中的螺旋布料器頂端就會向物料層上部的空間拋送物料。這是分料過程中形成離析的最主要原因。

2 瀝青混凝土離析的危害

2.1 瀝青碎石粗集料一旦形成集中，在碾壓過程中，集料非常容易被壓碎，骨料表面積增大，改變原設計的瀝青混凝土路面配合比，瀝青含量偏少，造成集料碾壓成型后松散，破壞路面結構，影響路面強度、行車安全和行車效果以及道路使用壽命。

2.2 粗集料集中，局部密實度變差，孔隙率變大，容易使路面滲水，路基變軟，局部下沉或翻漿，最終影響到瀝青混凝土路面質量，影響到正常行車。

2.3 粗集料集中，影響路面平整度及路面外觀美感，最終影響到行車的舒適性和安全性。

3 解決瀝青混合料形成離析的方法

3.1 從運輸車輛方面來解決

從拌和機貯料罐向運料車上卸料時，分3層放料，即每卸1斗混合料，汽車挪動1個位置。等1層放完后，再逐次進行第2、3層放料，從而減少粗集料的集中。

3.2 從攤鋪機本身操作方面來解決

在攤鋪機螺旋1/2處，邊端裝反向螺旋葉片，瀝青的選擇特別重要，尤其是對于交通量大的路面，要首選優質瀝青，瀝青表面層更是如此。

集料的選定，主要是判定粗集料、細集料酸堿性，對于有些礦石材料像玄武巖、石英巖、花崗巖等本身就帶酸性，由于瀝青含有瀝青酸而顯酸性，如果兩種酸性物質結合在一起，則大大降低了相互之間的化學吸咐力，因此瀝青與集料容易剝離。在這種情況下應采用石灰巖、礦碴磨成礦粉或者直接加入一定的抗剝落劑，增強瀝青混合料的化學吸附力。

此外，對粗集料的壓碎值應有較高的要求，高等級路面一般不能高于28%，以保證瀝青混凝土路面具有一定的抗壓和抗滑能力，滿足路面設計標準。

3.3 瀝青混合料的組成設計

瀝青混合料的組成設計是瀝青混凝土路面施工成功與失敗的關鍵，從組成設計的角度來看，瀝青混合料的配比應特別注意以下幾個方面的內容。

3.3.1 骨料中最大粒徑的確定

級配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強度和抗車轍能力有密切的關系。國內有關科研資料表明，當瀝青混合料厚（h）與最大粒徑（D）的比值大于2時，抗疲勞強度顯著提高，但抗車轍能力明顯下降，而h/D小于2時抗車轍能力增強，而抗疲勞強度減弱，應該說這是一個相互矛盾的指標，一般情況下取h/D接近2最理想，即骨料最大粒徑取接近厚度的1/2，相對而言，上面層瀝青混合料粒徑略為偏粗一點。

3.3.2 中面層設計

中面層應采用密級配瀝青混合料，這一層是承上啟下的結構層，一是要有良好的抗水滲透能力，防止雨水滲到基層破壞路面。二是要有良好的抗疲勞能力，因此h/D應略小于2為好，建議采用密級配瀝青混合料。

3.3.3 下面層瀝青混合料

下面層是荷載承載層和應力擴散層的結合部位，因此其強度、穩定性、耐久性比較重要。建議h/D應略大于或等于2，同時采用半開級配較為理想，由于中面層是一個完整的抗水層，雨水不會下滲，因此，不會有雨水下滲到下面層、路面基層，另一方面，半開級配可提高路面的熱穩定性（由于瀝青為黑色，夏天太陽暴曬吸熱，其內部溫度可達50-60℃），同時半開級配有較多瀝青及細粒填充，故該層具備一定的耐久性。

3.4 瀝青油石比的選擇

瀝青油石比由室內常規馬歇爾試驗確定，通常是由瀝青混合料密實度、穩定度、孔隙率等指標初步確定，再與規范規定的上下值要求進行比較后取值。

3.4.1 油石比要結合當地氣候條件綜合考慮

在寒冷地區冬天較冷，夏天時間較短，則油石比略為偏大較好，提高瀝青混合料低溫抗裂性和抗老化能力；相反在熱帶地區，夏天較長氣溫高，冬季時間偏暖，則相應油石比取低限，提高路面熱穩定性和抗車轍能力。

3.4.2 油石比的確定應引進動穩定度試驗

傳統的馬歇爾試驗雖然能確定最佳級配，但由于目前國內交通量發生了顯著的變化，大噸位的車輛越來越多，過去的設計理論，標準軸載及常規的試驗手段已滿足不了現在交通量增大、車載增重的需要，這就是為什么有的高等級路按標準設計、施工單位按規范施工，而路面照樣出現問題的一個重要原因，因此建議在車流量集中、車載較大的高等級路面，瀝青混合料除了要進行常規的馬歇爾試驗外，還需進行動穩定度試驗，這樣才能客觀全面地反映實際。由動穩定度鑒定級配和油石比是否合理，這也是國內許多專家學者，通過對比總結的一條寶貴經驗。

3.5 瀝青混合料的施工

瀝青混凝土路面施工在寒冷地區應選在5～10月份進行，這期間氣溫較高，白天日照時間較長，比較適合瀝青混凝土路面的施工，因此，施工工期盡可能安排在這一周期，如果在5月初之前或者10月底之后，就必須采取一定的措施，比如提高拌和料的出廠溫度，減少混合料的運輸時間，做到及時攤鋪及時碾壓，確保攤鋪與碾壓溫度和路面成型的質量。瀝青攤鋪機的選用，對于路面較寬的路段，為了縱向接縫的美觀，建議采用2臺或多臺同種型號攤鋪機前后錯開10m左右行走比較理想，不主張寬12m以上的攤鋪機一次攤鋪，這是因為攤鋪機越寬，通過中央分料器的距離就越長，混合料產生離析的可能性就越大。

4 結束語

瀝青混凝土離析現象對瀝青混凝土路面質量的影響和危害是較大的，對今后瀝青路面的使用壽命及養護成本的增加起著至關重要的作用，因此要求我們必須從設計和施工管理方面嚴格要求，才能夠將瀝青混凝土離析的危害降低到最小。