瀝青混合料離析防治及路面壓實技術(shù)

耿蕊

（唐山交通建設(shè)工程監(jiān)理咨詢有限責任公司，河北唐山063000）

0 引言

隨著公路工程施工技術(shù)水平的不斷提高，施工過程中的質(zhì)量控制也逐漸向動態(tài)質(zhì)量控制轉(zhuǎn)變，而施工過程中的離析防治和壓實度的控制是動態(tài)質(zhì)量控制中的關(guān)鍵部分。瀝青混合料施工過程中，油石比、原料、改性劑摻量、施工環(huán)境等因素都會對混合料的離析和壓實產(chǎn)生影響[1]，從而導(dǎo)致路面后期不良狀況的產(chǎn)生。本文依托實際項目，對影響瀝青混合料離析和壓實的因素進行分析，為該工程項目的施工提供實際依據(jù)。

1 工程概況

某公路新建項目，該公路所處地區(qū)交通量較大，且道路通行車輛中貨車居多，為了保證該公路投入使用后路面質(zhì)量的長期穩(wěn)定，本文從混合料施工時的離析防治和壓實技術(shù)入手，以控制瀝青路面的施工質(zhì)量，路面詳細結(jié)構(gòu)見表1。

表1 路面結(jié)構(gòu)層樣式

2 工程實踐

2.1 路面離析狀況調(diào)查與分析

瀝青混合料施工過程中的離析主要包括級配離析、集料—瀝青離析、溫度離析、運輸過程中的離析等。為減少施工過程中混合料的離析，在施工前進行路面離析狀況調(diào)查，并分析離析原因，為該項目的施工提供參考。

本研究調(diào)查對象為某公路工程，現(xiàn)有的離析調(diào)查方法主要包括鋪砂法、鉆芯取樣法、紅外線攝像法、核子密度分析法等[2]。本文選用鋪砂法和鉆芯取樣法對該高速公路離析狀況進行調(diào)查，以分析混合料施工過程中離析的原因。本次調(diào)查結(jié)果如表2～表3所示。

表2 鋪砂法檢測結(jié)果

表3 鉆芯取樣檢測結(jié)果

根據(jù)以上調(diào)查結(jié)果，可知混合料在4.75～16mm 之間的離析比較嚴重，路面左右兩側(cè)構(gòu)造深度與規(guī)范要求的差異性較大。分析原因，可能是由于在施工過程中，運輸車在運往現(xiàn)場后，傾倒過程中粗集料向兩側(cè)邊緣滾落，細集料則集中在中間位置，經(jīng)過攤鋪機的攤鋪和壓路機的碾壓之后，最終導(dǎo)致路面在已經(jīng)離析的條件下完成碾壓[3]，因此本項目在施工時應(yīng)嚴格注意上述情況的發(fā)生，避免混合料的離析問題。

2.2 原材料對離析的影響

本文所選原材料為SBS改性瀝青、玄武巖集料，原材料的各項理化指標檢測結(jié)果如表4～表5 所示?，F(xiàn)有研究表明，不同的集料形狀將會對混合料的離析產(chǎn)生影響，因此本研究計劃將所選集料粒徑大于9.5mm 的按不同形狀分為三類，即圓滑狀、扁平狀、針片狀，將三種不同形狀的混合料按照同一級配和油石比進行拌和，利用瀝青混合料離析程度室內(nèi)模擬裝置，進行離析試驗。

表4 SBS改性瀝青理化指標

表5 集料物理性能

根據(jù)計算，本項目最佳油石比為5.57%，以1 000mm 的高度，使混合料垂直下落，然后收集I、M、O 三個區(qū)域的混合料，燃燒后進行水洗篩分，篩分后按照以下公式進行離析程度的計算。試驗及計算結(jié)果見表6～表8。

表6 圓滑狀集料拌和而成的瀝青混合料各區(qū)域檢測結(jié)果

表7 瀝青混合料數(shù)據(jù)分析

表8 離析程度指標加權(quán)瀝青用量差Q和加權(quán)級配偏離值S計算結(jié)果

式（1）～式（5）中：mi為區(qū)域內(nèi)瀝青混合料質(zhì)量，i=1，2， 3，分別代表I、M、O 三個區(qū)域；m為瀝青混合料總質(zhì)量；ki為質(zhì)量加權(quán)系數(shù)；pi為區(qū)域內(nèi)離析混合料實際瀝青用量；p為級配最佳瀝青用量；Qi為區(qū)域內(nèi)瀝青用量變化；Q為質(zhì)量加權(quán)瀝青用量差；pm,j為區(qū)域內(nèi)設(shè)計級配集料篩孔j的通過百分率；pa,j為區(qū)域內(nèi)實際集料篩孔j的通過百分率；Si為區(qū)域內(nèi)計算級配差異值；S為質(zhì)量加權(quán)級配偏離值。

根據(jù)表8試驗結(jié)果可以看出，圓滑狀集料拌和而成的瀝青混合料，在1 000mm高度下落后，混合料在O區(qū)的質(zhì)量多于扁平狀和針葉狀集料拌和而成的混合料，各區(qū)瀝青用量的變化值Qi也比針葉狀和扁平狀集料拌和成的混合料更加明顯；根據(jù)離析程度加權(quán)瀝青用量差Q和加權(quán)級配偏離值S計算結(jié)果可以看到，扁平狀類集料拌和成的混合料Q和S變化量相較于針葉狀和圓滑狀更小，表明混合料離析程度更小。因此，在混合料拌和過程中，為減少混合料的離析，應(yīng)更多地使用針葉狀和扁平狀集料。

2.3 施工過程中離析與壓實控制

施工過程中，混合料的堆料、拌和、裝料、卸料、攤鋪5個階段，都應(yīng)該注意混合料的離析問題。堆料階段應(yīng)采用斜坡式分層堆料，避免直接傾倒，導(dǎo)致粗細集料的相互分離；拌和時冷料倉使用梯形卸料口，熱料倉使用粉料沿倉壁流下的方式；裝料和卸料過程是混合料最易發(fā)生離析的施工階段，由于裝料和卸料時混合料均從高空落下，因此，在裝料時將混合料分為三堆，然后按先兩邊再中間的方式，這樣可以保證粗細集料的混合；卸料時盡量使混合料一次性卸完，因此在裝料前需將裝卸車的內(nèi)壁刷涂一層潤滑油，保證混合料的光滑脫落；攤鋪過程中，攤鋪車中途避免停頓，并且使下一車與前一車的殘留集料重新拌和，以減少離析[4]。

瀝青路面壓實過程中，會受到材料、壓實溫度、施工條件等多種因素的影響，因此在施工過程中應(yīng)對不同的集料、瀝青采用不同的壓實機械；由于瀝青混合料的溫度敏感性，應(yīng)嚴格控制好壓實溫度，同時，考慮到自然條件對施工的影響，應(yīng)避免在雨雪天氣、大風和溫度較低的天氣施工，以免混合料溫度快速流失，導(dǎo)致壓實時混合料溫度無法滿足要求，使得壓實度不足。

3 結(jié)語

本文依托實際項目，通過對現(xiàn)有公路路面離析狀況的調(diào)查分析，混合料室內(nèi)離析的研究，得出以下結(jié)論：使用扁平狀集料可以更好地避免混合料離析，在施工過程中按本文所提出的施工方法和注意事項，可以有效減少公路瀝青混合料在施工過程中的離析；壓實過程中綜合考慮多方面因素，注意所選施工方法和外界環(huán)境，可以確保混合料充分壓實。