瀝青混合料離析對路面施工的影響策略分析探討

詹 友

（南京市公共工程建設(shè)中心，江蘇 南京 210000）

在公路瀝青路面施工過程中，若瀝青混合料存在離析問題，不但會使路面施工質(zhì)量受到影響，還會對公路使用效果和安全產(chǎn)生影響。在公路瀝青路面施工過程中，混合料施工溫度、碾壓、運(yùn)輸、攤鋪、集料堆放、拌合以及原材料質(zhì)量等因素都會導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)離析，因此，在實(shí)際施工過程中，施工單位應(yīng)以公路施工特點(diǎn)為依據(jù)，合理分析其原因并采取科學(xué)的措施進(jìn)行防治，保障公路施工質(zhì)量。

1 工程概述

在某公路工程施工過程中，其路面下面層為AC-25C瀝青混凝土（8 cm），最大粒徑為31.5 mm，其油石比為3.9%，級配較粗，且瀝青含量較低，因此在實(shí)際施工過程中，若某道工序施工質(zhì)量不符合要求，都會導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)離析問題，使路面整體施工質(zhì)量受到影響。

2 公路瀝青路面離析的定義及其種類

在公路瀝青路面施工過程中，若某位置的瀝青混合料分布不均勻，會導(dǎo)致該處出現(xiàn)應(yīng)力集中等問題，該種問題即為公路瀝青路面離析。路面離析主要會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫、脫層、變形以及早期損壞等問題。圖1為瀝青路面離析圖。

圖1 瀝青路面離析圖

從宏觀的角度來說，公路瀝青路面當(dāng)前常見的離析問題主要可以分成三類，主要如下：

（1）級配離析。在瀝青混合料生產(chǎn)、攤鋪以及運(yùn)輸?shù)冗^程中，由于施工人員操作不當(dāng)，會使混合料出現(xiàn)粗細(xì)集料分布不均勻的問題，導(dǎo)致其產(chǎn)生離析；

（2）溫度離析。在對瀝青路面實(shí)施施工過程中，不同的施工位置其溫度降低的速率也各不相同，導(dǎo)致其出現(xiàn)溫度差，進(jìn)而產(chǎn)生溫度離析。

3 導(dǎo)致瀝青路面離析的原因

3.1 原材料及拌和質(zhì)量不符合要求

在公路瀝青路面施工時(shí)，原材料質(zhì)量與該工程整體質(zhì)量息息相關(guān)。該項(xiàng)目施工過程中，所使用的材料均來源于工地周圍的礦源，為了確保原材料供應(yīng)的連續(xù)性以及及時(shí)性，施工單位決定從多個(gè)碎石場采購原材料。但是各個(gè)碎石場的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)并不一致，其篩分設(shè)備、破碎設(shè)備的型號各不相同，即使其碎石規(guī)格相同，實(shí)際尺寸也存在較大的誤差，這就會導(dǎo)致施工過程中所使用的集料級配均勻性較差，進(jìn)而產(chǎn)生瀝青路面離析問題。除此之外，在對瀝青混合料進(jìn)行拌和施工過程中，若上料過程冷料倉進(jìn)料比例與設(shè)計(jì)比例不匹配，或者熱料倉篩網(wǎng)被損壞，都會使瀝青混合料出現(xiàn)離析問題。

3.2 集料堆放不當(dāng)

在瀝青混合料生產(chǎn)過程中，若集料堆放不當(dāng)會對混合料級配產(chǎn)生較大的影響。該種問題主要表現(xiàn)為如下幾點(diǎn)：

（1）在集料堆放過程中，常常會各種集料混雜堆放在一起，不同集料之間沒有嚴(yán)格按照要求進(jìn)行分隔，導(dǎo)致鏟車司機(jī)無法準(zhǔn)確辨別集料的類別，加劇離析問題。

（2）集料堆放場地防水措施較差，導(dǎo)致集料含水不均勻且含水量增加，該種問題也會導(dǎo)致瀝青混合料產(chǎn)生離析。

（3）在集料堆放過程中，施工人員習(xí)慣將集料堆成錐形，若受到外力作用，錐頂和料堆側(cè)面上的集料會發(fā)生滾動，產(chǎn)生粗細(xì)不均的情況。

3.3 運(yùn)輸和攤鋪不合理

在瀝青混合料裝載過程中，當(dāng)混合料裝載下落高度較高時(shí)，此時(shí)粒徑較大的集料會向車廂周圍堆積，而粒徑較小的集料會堆積在車廂中心位置，導(dǎo)致瀝青混合料產(chǎn)生離析。與此同時(shí)，在卸料過程中，粒徑較大集料會向攤鋪機(jī)受料斗兩邊堆積，而粒徑較小的集料會集中堆積在攤鋪機(jī)中間，使其再次出現(xiàn)離析問題。

在對瀝青路面進(jìn)行攤鋪施工過程中，由于上述問題，導(dǎo)致送料器在送料過程會將部分粗集料留在料斗中，會導(dǎo)致粗集料出現(xiàn)第三次集中分布，使瀝青混合料出現(xiàn)離析。與此同時(shí)，在攤鋪機(jī)作業(yè)過程中，其螺旋布料器旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生離心力，在離心力的作用下，會導(dǎo)致粒徑較大的可以向兩邊滾動，導(dǎo)致其攤鋪區(qū)域邊緣產(chǎn)生離析問題。除此之外，在該公路工程施工過程中，攤鋪機(jī)的熨平板為多個(gè)小熨平板拼接成的，若拼接不緊湊，會產(chǎn)生較多接縫，導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)離析。

3.4 溫度控制不當(dāng)

在對瀝青混合料進(jìn)行運(yùn)輸過程中，隨著運(yùn)輸距離的增加，瀝青混合料溫度也會越來越低，一般情況下，混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場時(shí)的表面溫度應(yīng)控制在155 ℃左右。但是當(dāng)混合料運(yùn)輸距離進(jìn)一步增加時(shí)，其表面溫度會出現(xiàn)相應(yīng)減持，導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)外溫差增加，使公路瀝青路面產(chǎn)生離析。與此同時(shí)，當(dāng)瀝青混合料溫度較低時(shí)，僅使用熨平板并不能使混合料溫度提升，導(dǎo)致攤鋪過程中出現(xiàn)小范圍離析，影響公路施工質(zhì)量。

3.5 混合料壓實(shí)不均勻

在對瀝青路面實(shí)施施工過程中，為了保障瀝青路面的施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制壓實(shí)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。在對瀝青混合料進(jìn)行壓實(shí)施工時(shí)，作業(yè)機(jī)械不穩(wěn)定、壓路機(jī)在碾壓長度以及寬度方向壓實(shí)功的變化以及攤鋪機(jī)鋪層寬度壓實(shí)功之間的差異等原因，都會對路面空隙率以及壓實(shí)度造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生碾壓離析。

4 公路瀝青路面離析的主要應(yīng)對策略

4.1 控制原材料質(zhì)量

在對瀝青路面進(jìn)行施工過程中，需要使用大量的集料，因此為了有效控制瀝青路面離析問題，施工單位應(yīng)對原材料質(zhì)量進(jìn)行控制，從源頭上解決離析問題，主要做法如下：

（1）粗集料：施工單位應(yīng)以施工要求為基礎(chǔ)，合理選擇粗集料的級配。粗集料應(yīng)盡量從同一碎石場取料，當(dāng)一個(gè)碎石場無法滿足施工需求，需要使用多個(gè)碎石場的石料時(shí)，施工單位應(yīng)確保各碎石場機(jī)械規(guī)格和型號是一致的，與此同時(shí)，檢測人員還應(yīng)根據(jù)規(guī)格對不同碎石場的粗集料進(jìn)行篩分，確保集料粒徑的一致性。

（2）施工單位應(yīng)在保障原材料干燥和潔凈的前提下，對碎石針片狀含量以及壓碎值進(jìn)行控制。

（3）粗集料需要選擇二次破碎（反擊破）工藝加工的粗集料，反擊式破碎原理：利用反擊力達(dá)到破碎粗集料的目的，當(dāng)粗集料進(jìn)入破碎機(jī)械的破碎腔中，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動會給粗集料提供動能，就能實(shí)現(xiàn)粗集料在反擊板和轉(zhuǎn)子間不停沖擊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)逐級破碎，達(dá)到要求的出料粒度。

（4）細(xì)集料應(yīng)該嚴(yán)格控制砂當(dāng)量指標(biāo)，當(dāng)細(xì)集料進(jìn)場前需要搭建大棚，防止因?yàn)槠貢褚约坝炅艿忍鞖庖蛩貙?dǎo)致細(xì)集料質(zhì)量下降。

圖2 瀝青混合料后場

4.2 嚴(yán)格控制瀝青混合料級配

在對公路瀝青路面進(jìn)行施工過程中，其施工壓實(shí)度與瀝青混合料級配連續(xù)性息息相關(guān)，當(dāng)級配連續(xù)性較好時(shí)，公路路面碾壓均勻性會進(jìn)一步增加。因此為了提高公路路面施工質(zhì)量，施工單位應(yīng)對粗集料和細(xì)集料級配進(jìn)行控制。在施工過程中，若實(shí)際級配小于級配范圍中值，會導(dǎo)致混合料壓實(shí)難度增加，嚴(yán)重影響瀝青路面的壓實(shí)度；若實(shí)際級配大于級配范圍中值，會使瀝青路面攤鋪均勻性受到影響，最終導(dǎo)致其出現(xiàn)離析。通過對其他工程進(jìn)行分析可知，在公路瀝青路面施工過程中，瀝青面層混合料的通過率與級配范圍中值之間的差值應(yīng)不超過2%，瀝青下層混合料和瀝青中層混合料的通過率與級配范圍中值之間的差值應(yīng)不超過4%，不會對瀝青路面攤鋪均勻性產(chǎn)生較大的影響，可以有效保障后期壓實(shí)施工，在控制瀝青路面離析的前提下，保障其路面壓實(shí)度。

4.3 注重材料的堆放和轉(zhuǎn)運(yùn)

在原材料堆放過程中，施工人員應(yīng)先對不同原材料進(jìn)行分類，并使用擋板將不同分類的原材料隔開，避免不同原材料混合在一起。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)對原材料堆放高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，將一種原材料分成多個(gè)小堆進(jìn)行堆放，這樣可以使原材料均勻性得到有效保障，減少材料離析問題。除此之外，施工單位還應(yīng)對材料堆放場地進(jìn)行硬化和排水處理，并對原材料進(jìn)行墊高、搭棚處理，達(dá)到控制原材料含水量的目的。

在原材料轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，為了有效控制混合料離析問題，施工單位應(yīng)選擇合理的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。該工程在原材料裝載過程中，主要使用裝載機(jī)進(jìn)行裝卸施工，在此過程中，集料會在垂直方向上產(chǎn)生位移，為了防止污染料堆，施工人員應(yīng)正對堆料面進(jìn)行裝卸，與此同時(shí)，為了減少集料離析，施工單位還應(yīng)使用專用運(yùn)料車運(yùn)料。

在裝料過程中，施工應(yīng)對運(yùn)料車移動位置進(jìn)行控制，在控制混合料離析問題的前提下，提高裝料速度。施工單位可以分三部分進(jìn)行裝料施工，主要裝料順序如下：施工人員應(yīng)先對靠近車頭的車廂位置進(jìn)行裝料施工，隨后應(yīng)對車廂尾部位置進(jìn)行裝料，最后再對車廂中間位置進(jìn)行裝料，該種裝料順序可以保障料堆均勻性（如圖3所示）。在卸料施工過程中，為了防止混亂滯留，施工人員應(yīng)將混合料一次性倒入攤鋪機(jī)中。在此過程中，施工人員應(yīng)抬升車廂，確保其角度不小于45°，后將尾箱打開，使混合料一次性進(jìn)入攤鋪機(jī)中。

圖3 運(yùn)輸車輛正確的裝料順序

4.4 控制拌和施工質(zhì)量

在對瀝青混合料進(jìn)行拌和施工時(shí)，拌和均勻性主要受拌和溫度以及拌和時(shí)間的影響。為了使瀝青混合料拌和質(zhì)量進(jìn)一步提高，在實(shí)際拌和施工之前，施工人員應(yīng)先進(jìn)行試拌試驗(yàn)，確定拌和指標(biāo)和參數(shù)。在實(shí)際拌和施工過程中，施工人員應(yīng)對瀝青混合料粗細(xì)集料分布情況、瀝青包裹情況以及瀝青混合料顏色等實(shí)施進(jìn)行觀察，一旦發(fā)現(xiàn)離析問題，應(yīng)對拌和溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。在對該工程瀝青混合料實(shí)施拌和施工過程中，所使用的拌和機(jī)為間歇式拌和機(jī)，該種設(shè)備可以對拌和施工進(jìn)行自動化控制，保障瀝青混合料拌和質(zhì)量。

4.5 控制攤鋪施工質(zhì)量

在公路瀝青路面施工時(shí)，控制攤鋪施工質(zhì)量可以有效控制瀝青混合料的離析問題，達(dá)到提高公路整體施工質(zhì)量的目的。在對該公路工程瀝青混合料實(shí)施攤鋪施工過程中，為了保障攤鋪質(zhì)量，施工單位應(yīng)采取以下幾種措施：

（1）在實(shí)施攤鋪施工之前，施工人員應(yīng)對攤鋪機(jī)螺旋布料器等部件實(shí)施檢查，并安裝反向螺旋布料器，確保料門開度、鏈板送料器的速度以及螺旋布料器的轉(zhuǎn)速等滿足施工要求，保障攤鋪機(jī)能夠順利運(yùn)行。

（2）施工人員應(yīng)對攤鋪機(jī)操作過程進(jìn)行控制，嚴(yán)格控制攤鋪機(jī)的上料時(shí)間，避免因人為操作導(dǎo)致瀝青混合料攤鋪出現(xiàn)離析問題。在攤鋪施工過程中，當(dāng)攤鋪機(jī)刮板快露出時(shí)，施工人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行上料。與此同時(shí)，為了保障供料的連續(xù)性，當(dāng)攤鋪機(jī)料斗兩翼將復(fù)位時(shí)，施工人員應(yīng)立即實(shí)施卸料施工。除此之外，在攤鋪機(jī)上料過程中，施工人員應(yīng)對料斗兩翼角度進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)斜面，防止粗集料堆積在料斗底層位置，達(dá)到控制塊狀離析問題的目的。

4.6 控制碾壓施工質(zhì)量

在對瀝青路面實(shí)施碾壓施工之前，施工人員應(yīng)以實(shí)際施工情況為基礎(chǔ)，對壓路機(jī)組合方式進(jìn)行合理選擇，并選擇有代表性的路段作為試驗(yàn)段。在碾壓開始之前，施工人員應(yīng)檢查隔離劑在壓路機(jī)上的噴灑量，調(diào)整至適中，過大過小都不宜。試驗(yàn)段完成后，施工人員應(yīng)盡量選擇高溫條件進(jìn)行碾壓施工，通常碾壓應(yīng)分為初壓、復(fù)壓以及終壓三個(gè)過程。與此同時(shí)，在碾壓過程中，壓路機(jī)不能突然轉(zhuǎn)向或停留，且施工人員應(yīng)對碾壓速度進(jìn)行合理控制，確保碾壓質(zhì)量。除此之外，當(dāng)面層存在離析問題時(shí)，施工人員應(yīng)在離析位置灑布細(xì)料，并使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工。

5 結(jié)語

綜上所述，在公路瀝青路面施工過程中，離析問題是較為常見的質(zhì)量通病。為了使瀝青混合料離析問題得到有效控制，施工單位應(yīng)以實(shí)際施工情況為依據(jù)，對離析原因進(jìn)行分析，并對原材料、級配、拌和、運(yùn)輸、堆放、攤鋪以及碾壓等環(huán)節(jié)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，使公路瀝青路面施工質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而達(dá)到促進(jìn)公路事業(yè)發(fā)展的目的。