瀝青路面施工中混合料的離析問題探討

吳啟元

(山西平陽路橋有限公司，山西 臨汾 041000)

0 引言

混合料離析是道路施工中經(jīng)常會遇到的問題，它是指由于混合料的各個(gè)組成材料或者成分的相互聚力比較弱或者不持久，從而導(dǎo)致混合物的分離，進(jìn)而導(dǎo)致混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻呈現(xiàn)塊狀密集的現(xiàn)象。在道路施工中，主要表現(xiàn)為砂漿中的粗細(xì)集料分離，也就是人們常說的大顆粒在混合料底部或四周沉積。

瀝青路面施工中的混合料離析主要是指溫度離析和瀝青混合料級配比離析。這兩類離析對于瀝青路面的質(zhì)量和使用壽命有很大的影響(研究表明，嚴(yán)重的離析問題會導(dǎo)致瀝青路面的使用壽命縮短一半)，通常瀝青路面的早期損毀就是混合料離析致使的。那么，瀝青路面施工中的混合料離析的原因有哪些，有哪些明顯或者潛在的危害，對此問題又有哪些應(yīng)對措施，本文將對這些問題結(jié)合施工實(shí)踐展開分析。

1 瀝青混合料產(chǎn)生離析的原因

作者從施工實(shí)踐和理論歸納中發(fā)現(xiàn)，影響瀝青混合料均勻性的因素有很多，包括集料的性狀(級配及粒徑等)、混合料的性狀(含油量和成型溫度等)。另外，施工現(xiàn)場的集料堆放、混合料運(yùn)輸和攤鋪機(jī)操作等也是產(chǎn)生混合料離析的原因。本文主要基于施工現(xiàn)場來探討瀝青路面施工中的混合料離析問題產(chǎn)生的原因。

1.1 集料堆放不當(dāng)產(chǎn)生離析

集料堆放不當(dāng)對于集料級配不符合現(xiàn)場配合比要求的產(chǎn)生有直接的影響。集料堆放不當(dāng)在施工中主要表現(xiàn)為以下幾方面:

1)攪拌場的工作場地常常和集料堆放場地相混雜，這是和規(guī)定不符的;不同的集料之間也沒有做好分隔工作，導(dǎo)致無意之中很多材料混在一塊兒。這些問題就會導(dǎo)致改變實(shí)際的配合比，從而加劇離析。

2)集料堆積場防雨措施不到位，導(dǎo)致集料含水超標(biāo)或者不均勻，這也會對配合比產(chǎn)生影響。

3)在施工場地，人們習(xí)慣將集料堆成錐形，這樣，粗粒徑的集料會從錐頂及錐面滾動(dòng)到四周，從而在使用集料時(shí)易出現(xiàn)粗細(xì)不勻的狀況。

1.2 攤鋪機(jī)的選擇和使用不合理產(chǎn)生離析

攤鋪機(jī)的選擇對于瀝青路面混合料的施工效果也有重要作用。在施工實(shí)踐中，攤鋪機(jī)的選擇和使用存在一些容易導(dǎo)致混合料離析的問題，主要表現(xiàn)在:

1)過于強(qiáng)調(diào)平整度，從而過多地使用全幅攤鋪機(jī)。這種情況下，螺旋撥料器左右水平擺動(dòng)幅度大，混合料在攤鋪后呈現(xiàn)中間細(xì)而兩頭粗的離析問題，而且離析度隨著攤鋪寬度的加大而加重。

2)如果攤鋪機(jī)過小，那么攤鋪機(jī)的熨平板在加長以后會出現(xiàn)混合料的壓實(shí)效果不均勻。這就導(dǎo)致混合料在接縫兩邊的厚度和溫度呈現(xiàn)差異，這也會導(dǎo)致或者加劇離析現(xiàn)象。

1.3 混合料的運(yùn)輸

除了以上兩個(gè)原因，混合料運(yùn)輸過程的不當(dāng)也會造成離析現(xiàn)象，這主要體現(xiàn)在混合料的長距離運(yùn)輸過程中。這種情況下，由于車廂的振動(dòng)，中部混合料被壓實(shí)，從而出現(xiàn)頂部、底部和兩側(cè)貼近車皮的混合料散熱多，而中部混合料的溫度升高，這樣就會出現(xiàn)由于溫度差異而產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。

2 瀝青混合料離析的危害及應(yīng)對措施

2.1 瀝青混合料離析的危害

瀝青混合料的離析現(xiàn)象對于瀝青路面的功能和壽命有著直接的影響。有研究表明，粗集料的混合料會導(dǎo)致路面的拉伸強(qiáng)度顯著降低，與此同時(shí)疲勞壽命也會很不理想(Stroup Gardiner在一份報(bào)告中說瀝青混合料出現(xiàn)中度離析便會使路面的使用壽命減少50%左右)。

2.2 針對混合料離析的應(yīng)對措施

既然瀝青路面施工中的混合料離析對于道路的使用有著顯著的危害，那么，我們應(yīng)該采取什么樣的應(yīng)對措施來降低混合料離析的危害。本文認(rèn)為，我們可以從以下幾個(gè)方面著手來采取有力的措施:

1)設(shè)計(jì)合理的瀝青混合料級配。合理的混合料級配對于降低不均勻性、減少離析現(xiàn)象具有顯著效果。以工程中常用的ATB－25為例，這種瀝青混合料采用中值級配時(shí)，適合使用2.3 mm和4.7 mm的篩孔;而對大直徑篩孔(9.5 mm及以上)，級配則應(yīng)采用上限值。這樣，合理的級配有助于提高混合料的均勻性，特別是底層表面的均勻性，從而預(yù)防或減少離析的出現(xiàn)。

2)妥善管理集料。在保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范(也就是某一型號的集料的特性呈現(xiàn)一致性)的基礎(chǔ)上，集料的管理主要體現(xiàn)在對集料堆放的管理上。集料堆放的場所要清潔而堅(jiān)硬，防止集料(特別是細(xì)集料)遭受露天雨淋，這就要求將集料堆放在棚內(nèi)，控制集料(特別是細(xì)集料)的含水量(通常認(rèn)為應(yīng)該不高于4%);在不同種類集料之間設(shè)置分隔障礙，防止不同集料的混雜;采用分層堆放的方法來防止和減少大顆粒向外側(cè)的滾落，從而保證集料的均勻性、減少離析。

另外，要特別對堆放和貯藏的礦粉采用干燥措施，因?yàn)榈V粉受潮以后，流動(dòng)性會增加從而影響使用時(shí)的均勻性。

3)均勻地拌和瀝青混合料。要做到均勻地拌合瀝青混合料，就需要著重對拌合和時(shí)間以及溫度加以控制和調(diào)節(jié)。以ATB－25瀝青混合料為例，這種混合料的碎石含量較多而油石含量較少，針對這種特點(diǎn)，我們在施工實(shí)踐中就需要施工單位根據(jù)實(shí)際決定拌合時(shí)間。一般來說，適當(dāng)延長拌合時(shí)間可以讓混合料從外觀到顏色都呈現(xiàn)出均勻分布，從而降低粗細(xì)料分離的出現(xiàn)，減少施工過程中的離析現(xiàn)象。

4)運(yùn)輸過程中采取措施減少瀝青混合料離析。在對混合料均勻攪拌以后，需要將混合料運(yùn)輸?shù)叫枰穆范?，在這個(gè)過程中，如果措施和方法不當(dāng)，也容易產(chǎn)生瀝青混合料的離析。運(yùn)輸過程中可以減少離析的環(huán)節(jié)主要在拌和樓的卸料高度的選取上。卸料高度決定卸料速度，從而決定混合料在倒入運(yùn)料車時(shí)的滾動(dòng)作用，進(jìn)而決定混合料的離析程度。為此，施工實(shí)踐總結(jié)出了一個(gè)有效的辦法，那就是“分節(jié)裝料”，即將運(yùn)料車分成前、中、后3節(jié):前節(jié)車廂首次裝料，后部車廂第二次裝料，車廂中部則最后裝料。這種方法對于減少混合料在運(yùn)輸時(shí)的離析現(xiàn)象有顯著作用。

5)科學(xué)地使用攤鋪機(jī)。實(shí)踐證明，科學(xué)地使用攤鋪機(jī)對于減少瀝青混合料的離析是最直接而有明顯的效果的，而要做到對攤鋪機(jī)的合理使用，則要在以下幾方面加以注意:螺旋撥料器和熨平板前沿的距離不應(yīng)該保守，而應(yīng)該適度增加;攤鋪機(jī)的螺旋撥料器應(yīng)該具備大直徑、低轉(zhuǎn)速的特點(diǎn);施工過程中攤鋪機(jī)熨平板用力方向應(yīng)該一致，也就是激振力要方向一致。另外，攤鋪機(jī)在攤鋪過程中應(yīng)該始終在受料斗中留一些混合料，從而便于新舊混合料的拌合。

6)選擇合適長度的熨平板。一般來說，熨平板的長度應(yīng)該控制在6 m以內(nèi)，因?yàn)檫@個(gè)范圍內(nèi)的熨平板具有優(yōu)良的剛性。如果超過這個(gè)范圍，剛性就會逐漸降低，當(dāng)超過9 m的時(shí)候，熨平板的剛性就非常差了。我們在施工實(shí)踐中經(jīng)常見到一些路面起起伏伏，呈彎月形，這就是攤鋪機(jī)熨平板過長導(dǎo)致混合料粗細(xì)不均勻從而產(chǎn)生離析的后果。

3 結(jié)語

在瀝青路面施工中，混合料的離析對于路面的使用功能和壽命會產(chǎn)生消極作用。而產(chǎn)生瀝青混合料離析的原因是多種多樣的，為此，要減少瀝青混合料的離析，需要針對不同的施工環(huán)節(jié)，從攤鋪機(jī)的選擇等方面采取針對性的措施，從而真正減少離析，提高施工質(zhì)量，延長道路使用壽命。

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