瀝青混合料拌合過程中溫度離析控制

凌中利

摘要：公路路面損壞的主要成因來源于路面施工過程中瀝青混合料的離析現(xiàn)象。離析系指瀝青混合料在制備、運輸、攤鋪等施工過程中一定程度或部分失去材料的均勻性和一致性，其成因復(fù)雜多樣，涵蓋了道路施工過程中的多個環(huán)節(jié)。通過增加瀝青混合料轉(zhuǎn)運、采用二次攪和的工序，采用這種創(chuàng)新型的工藝能顯著減少運輸過程之中瀝青混合料表面和中心部分的溫度差異。本文對此進行了分析研究。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料；拌合；溫度離析控制

瀝青瀝青混合料路面具有堅固、平整、耐久、抗裂等突出的性能優(yōu)勢，因而被廣泛運用于我國高等級公路的修造過程中。然而我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展使得交通物流行業(yè)不斷壯大，公路的使用壽命也因此大受影響，直接導(dǎo)致了瀝青路面的過早開裂、推移、泛油或剝落。這些公路的不良狀況使得日常的維修或維護頻次大大提升，不但可能威脅道路行車安全，還直接影響了公路使用過程中所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，公路路面的這類損壞的主要成因來源于路面施工過程中瀝青混合料的離析現(xiàn)象。離析系指瀝青混合料在制備、運輸、攤鋪等施工過程中一定程度或部分失去材料的均勻性和一致性，其成因復(fù)雜多樣，涵蓋了道路施工過程中的多個環(huán)節(jié)，因此采取合理控制手段保證道路施工的質(zhì)量，能顯著提升路面的鋪設(shè)質(zhì)量及使用壽命，從而在道路的使用過程中獲取良好的經(jīng)濟及社會效益。

一、瀝青混合料離析現(xiàn)象概述

瀝青混合料離析現(xiàn)象一般被分為集料離析和溫度離析兩個類別。集料離析是指由于生產(chǎn)、運輸、鋪攤、壓實等過程中的不恰當(dāng)施工與操作，使得瀝青混合料中的粗料、細料各自聚集，呈現(xiàn)出不均勻、不一致的現(xiàn)象；而溫度離析則是指在生產(chǎn)、運輸、鋪攤及壓實過程中熱拌瀝青混合料不同區(qū)域溫度下降的速率不同，使混合料不同部位出現(xiàn)溫度差異而導(dǎo)致的不均勻、不一致現(xiàn)象。實踐研究發(fā)現(xiàn)溫度離析對路面的危害遠甚于集料離析，是路面在使用過程中發(fā)生質(zhì)量缺陷的最主要成因，其原因在于瀝青混合料的集料離析肉眼可以分辨，此后可采取適當(dāng)措施進行調(diào)整修復(fù)，而混合料的溫度離析則單靠人眼難以察覺，必須借助專用的溫度測試工具實時監(jiān)測施工的各個環(huán)節(jié)，才能保證路面溫度的均勻一致性。

二、拌和過程中的溫度離析成因分析

混合料的加熱溫度和拌和強度、時間直接影響了瀝青混合料拌和均勻程度。混合料的加熱溫度主要受材料含水量和攪拌系統(tǒng)內(nèi)部溫度自控單元精確性等因素的影響，這些因素會造成攪拌系統(tǒng)出料溫度的差異性，從而發(fā)生溫度離析；而混合料的拌和時間或力度不足，不但會導(dǎo)致出料表面狀態(tài)的不均勻，還可能導(dǎo)致混合料的內(nèi)部溫度不一致，將這類均勻性不足的混合料用于路面鋪設(shè)將大大降低公路的施工質(zhì)量。除此之外，當(dāng)拌和設(shè)備經(jīng)調(diào)試并證明拌和效果良好后，操作人員不得在生產(chǎn)過程中隨意調(diào)整拌和設(shè)備的操作參數(shù)，同時應(yīng)定期對出料的外觀進行檢查，保證瀝青混合料色澤統(tǒng)一、外觀一致、無花白料以及粗料細料分布均勻。

三、拌和過程中溫度離析控制措施

1. 針對現(xiàn)有環(huán)節(jié)優(yōu)化施工

（1）定期檢查、更換攪拌機中的關(guān)鍵設(shè)備。

瀝青攪拌機內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備，如振動篩、拌和葉片等出現(xiàn)異常時，混合料內(nèi)部會混入一部分不符合粒徑要求的粗料，由于不同粒徑的骨料對溫度的反應(yīng)存在較大差異，從而導(dǎo)致拌和過程中的溫度不均勻現(xiàn)象加劇，因此應(yīng)定期對攪拌機內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備進行檢查或更換。

（2）嚴格控制攪拌機的攪拌時間

瀝青混合料拌合時間過短將導(dǎo)致混合料外觀或溫度均勻一致性欠佳，因此在拌和過程中應(yīng)當(dāng)嚴格控制攪拌時間，同時定期觀察混合料中是否出現(xiàn)細料粗料分布不均勻的現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即查明原因并排除相應(yīng)故障。

（3）控制攪拌過程中混合料的含水量

瀝青混合材料中的含水量過高是導(dǎo)致溫度離析的主要成因之一。為避免混合料中含水量過高，一方面應(yīng)嚴格控制攪拌過程中的用水量，另一方面當(dāng)粗料中水分含量過高時，可通過延長加熱或拌和時間的方法降低混合料內(nèi)部的含水量。除此之外還可考慮在冷料倉上方搭設(shè)防雨棚或布蓋，避免料斗中的材料被雨水淋濕。

（4）攪拌機出料能力與鋪攤、壓實速度匹配

混合料拌和完成后不應(yīng)久置，否則會因混合料內(nèi)外溫度下降速率不一致而導(dǎo)致溫度離析。因此攪拌機混合料的出料能力不但要滿足攤鋪機最低限度的攤鋪速度，還需滿足最長碾壓時間的速度。

2. 增加新環(huán)節(jié)促進二次攪拌

在瀝青混合料的生產(chǎn)、運輸環(huán)節(jié)中采取相應(yīng)的措施僅僅只能減輕溫度離析，難以從根本上消除溫度離析現(xiàn)象，因此有必要將瀝青混合料的生產(chǎn)、運輸、鋪攤及壓實等全過程進行統(tǒng)籌考慮，甚至增加新的施工環(huán)節(jié)，以促進溫度離析現(xiàn)象的徹底消除。

通過對瀝青混合料產(chǎn)生離析的原因進行分析，我們可以考慮通過增加瀝青混合料轉(zhuǎn)運、采用二次攪和的工序，采用這種創(chuàng)新型的工藝能顯著減少運輸過程之中瀝青混合料表面和中心部分的溫度差異。這道工序可以設(shè)立在瀝青混合料攤鋪工序之前。轉(zhuǎn)變了運輸車輛裝載的瀝青混合料直接卸給攤鋪機的傳統(tǒng)工藝，而是首先卸料至轉(zhuǎn)運車，再經(jīng)轉(zhuǎn)運車的二次攪拌使運輸過程中產(chǎn)生的溫度差異基本消除，隨后再卸給攤鋪機，最后由壓路機完成瀝青混合料的壓實工序。混合料的二次攪拌可以讓瀝青、粗料、細料得到充分的混合，不僅避免了溫度離析現(xiàn)象，還能有效保障碾壓后的瀝青路面的壓實度和空隙率均勻性。同時，由于轉(zhuǎn)運車可以存儲一定量的瀝青混合料，因此可以保證攤鋪機連續(xù)作業(yè)，使得攤鋪工作勻速穩(wěn)定進行。通過這種新工藝可以使瀝青混合料能基本恢復(fù)到在拌和機處剛攪拌出來的狀態(tài)，進而控制溫度離析現(xiàn)象，提高瀝青路面施工的整體質(zhì)量，保證攤鋪的瀝青路面能否符合設(shè)計要求。

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（作者單位：江蘇省鹽城市路橋建設(shè)工程有限公司）