沥青混凝土施工中有关离析的探究

　　摘要：本文主要针对沥青混凝土路面施工中出现的离析现象进行了分析及探究，并针对其不同的情况做出了具体的解决方法和控制措施。
　　关键词：沥青混凝土路面，碾压，沥青混合料
　　
　　1沥青混合料形成离析的危害
　　离析是沥青混凝土路面铺筑之后最早出现的表面病害，它与路面远期病害的产生是有直接联系的。离析区域内粗集料集中，级配比设计级配大，由于与细集料分散，粗集料间隙无法得到有效填充，压实后空隙率偏大，作为承担荷载的粗集料的锁嵌能力将发挥不出来。路面使用早期，在轮碾作用下，表面粗集料会变得支离破碎并被带起，形成“路面松散”，导致压实度不足；随着承受车辆轮碾的次数增加，加之雨水的冲刷和温度应变产生裂缝的影响，路面松散加剧，路面短期内将会出现大面积、长条状坑洞等水损坏。
　　2沥青混合料离析的分类和原因
　　2.1面层摊铺材料的质量对离析产生的诱因
　　摊铺现场产生的离析，是在压路机对高温下的热拌沥青混合料进行碾压、推挤作用下产生的，经压路机振动碾压后，表面呈现较多压碎花白迹象。另一方面，混合料的油石比变化也对离析的产生有着影响：油石比大时，集料被过量沥青包覆，相互间锁嵌能力降低，受振动碾压作用容易出现推移；油石比小时，沥青作为胶结料的能力又未发挥出来，集料间孔隙加大，也会出现推移造成离析。
　　2.2面层摊铺材料的进料堆放可能产生的离析
　　摊铺时的离析和集料在沥青拌和站料场的堆放也是有联系的，堆放的方式不对，实际上已经造成了集料最初的离析。不同粒径的粒料如不严格地分堆堆放，或者堆场没有进行场地硬化，会产生较严重的混料情况；另一方面，出于习惯和节省堆场空间的考虑，往往会对集料进行锥式堆放，而较大的锥高会使粗粒料滚落，产生堆料离析，一旦伴随混料出现，则集料的堆料离析会更严重。
　　2.3沥青混合料的生产对离析产生的诱因
　　当拌和设备刚刚点火开始生产时，由于干料筒和拌和炉温度较低，料温会偏低，如若遇上雨天后生产，受雨水浸泡的集料含水量会增大，更会引发料温不均匀、烘干不够的现象。当筛分系统出现诸如筛网持续使用导致筛孔堵塞、或者筛网在振动作用下发生离位导致漏料等问题时，会造成骨料级配发生较大的变化。有时也会出现花白料，使路面难以摊铺成型。当拌和炉温度过高造成沥青老化时，也不能保证沥青混凝土摊铺质量。
　　2.4沥青混合料的装车、运输以及卸料过程可能产生的离析
　　沥青混合料从贮料罐向运输车里下料时，由于高度原因粗骨料易滚落在车厢附近，形成粗集料第一次集中；另外，不合理的下料方式。运输车辆在运输途中，出于节约时间考虑，容易在路面施工段上快速行驶，而沥青混合料摊铺段与沥青拌和站之间往往相隔若干路基、桥梁、隧道施工段，沿途坎坷不平，快速通过这些坎坷路段的车辆时常发生“跳车”现象，这一强烈震荡会加重沥青混合料的离析。
　　2.5摊铺机摊铺工艺中容易产生离析的环节
　　摊铺机送料器在送料过程中转速控制不佳，如送料器螺旋转速太快会使得螺旋时转时停，这时送料将不连续，容易先将中间聚集的细集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第三次集中而产生离析。如果螺旋布料器外侧缺料，粗集料就容易滚到外侧，使混合料产生离析。外侧粗集料过多，形成级配离析，容易使空隙率过大，进而引起后期的剥落破坏。
　　此外，摊铺机熨平板在长时间使用后，边板会发生下垂，这时会在板间接缝处形成很明显的错台，也会造成热料摊铺不均匀。这对于下面层骨料粒径较大的情况，表现尤为明显。
　　另外，在两台摊铺机并幅摊铺时，如两机距离太大，会导致接缝处产生较严重的温度离析，使得后续碾压难以压实，造成压实度不足，空隙率过大，产生离析。
　　2.6碾压环节中造成离析的原因
　　尽管碾压已经是路面铺筑的最后一个环节，也是提高压实度的具体环节，但是如果碾压工艺掌握不好，也会出现离析现象。这一环节中产生离析，大多与碾压工艺中的振动对热料的推挤作用有关。在碾压机具的选择上，如果采用低频率、高振幅的压路机，会产生“跳动”夯击现象而破坏路面平整度。压路机初压吨位过重也会使刚摊铺好的路面产生推挤变形。
　　在碾压温度的控制上，在过高和过低的温度段，碾压效果都比较差：初压温度过高，压路机的轮迹明显，沥青混合料前后推移幅度大，容易被挤散；复压温度过高会引起胶轮压路机粘结沥青混合料细集料和沥青胶结料的现象，使得小碎屑飞溅，影响表面级配和沥青的填隙效果，造成粗集料间隙变大，离析严重；而碾压温度过低则不易碾压密实和平整。
　　在碾压速度的调整上，有些压路机司机的碾压习惯不好，压路机出现速度不均匀、急刹车、突然起动、随意停置、掉头转向、在已碾压成型的路面上停置而不关闭振动装置等不良情况，这些都会引起路面推拥，而在未冷却的路面上停机更会出现压陷槽。
　　3解决沥青混合料形成离析带的方法
　　3.1沥青拌和楼系统的控制
　　对沥青拌和楼系统的控制，它不是狭隘地单指对拌和楼的生产控制，而是对原材料质量、集料堆场、来料堆积、拌和工艺、下料方式的整体、统一式控制。要做到这一点，首先抓集料检验，从加工性、结构性两大指标狠抓落实。所有集料应该分区域存放，料堆之间修建一定高度和强度的隔离挡墙，减少串料混料。为防止材料离析，还要将场地硬化，并在堆放时采用水平或斜坡分层堆放，不能锥堆。
　　从拌制工艺上着手保证成品质量，在生产中，保证目标配合比在拌和中得以实现，是减少出料离析的关键。从拌和机贮料罐向运料车上卸料时，应分3堆放料，即第1斗混合料卸在车箱的靠前位置，然后，汽车挪动一个位置，第2斗混合料卸在车箱的靠后位置，汽车再挪动一个位置，第3斗混合料卸在车厢的中间位置，从而减少粗集料的集中。
　　3.2运输过程及卸料时的控制
　　运输车辆应以保证对供料稳定为原则，在此前提下，适当控制车速，避免车辆行驶中频繁地“跳车”、颠簸。途中为了保证热料的温度不散失，可以在热料顶上铺盖防水、保温、耐热的毡布。运输车辆倒车下料时，务必杜绝倒车时突然撞击摊铺机，这样一方面可以杜绝因撞击急停给热料带来的松散离析，另一方面也能避免对摊铺机造成急停而在熨平板后部产生摊铺台阶。运输车可以在现场工人的指引下，缓慢倒车至距离摊铺机前方10～30cm处缓停，推动摊铺机边前进边卸料。运输车在卸料时，其自卸斗应快速升起至2/3以上仰角，这样做一方面可以保证混合料整体卸料，减少大骨料向料斗两侧滚落堆积，另一方面也可以避免因摊铺机料斗收料不及时而发生溢料的情况。
　　3.3摊铺过程中的控制
　　摊铺时的质量控制应先从摊铺机性能抓起，全套摊铺设备尽量用相同品牌，型号尽量相同，新旧差别要小，现场工程技术人员要懂得摊铺机的主要构造并能做相应的调整。在供料系统上，受料斗空板不能每一车料收一次，而是利用下一车卸料的时机，将滚落到两侧的粗料带进料斗内，要利用刮板输送器和料斗阀门控制好进入摊铺室的供料量，布料高度一般占送料螺旋高度的2/3，并确保沿螺旋全长布料一致。要选择合适的料斗阀门开度，使其与供料速度恰当配合，进而使得刮板输料器连续、均匀地供料。摊铺速度一般不得小于1.5m/min，以保证充分碾压所需的足够的碾压时间。但是，如果摊铺速度过快，则混合料疏密不均、预压密度不一、表面出现拉沟，直接造成预压效果差(压实度小于80%)，所以上面层摊铺速度最好≤3m/min、中下面层≤4m/min。在摊铺时以速度恒定连续为好，不能时停时开，防止混合料冷凝及产生台阶状不平整。
　　3.4碾压过程中的控制
　　最后的一道工序是碾压。碾压分3个步骤，分别为初压、复压和终压。初压要求整平、稳定，复压要求密实、稳定、成型，终压则要求消除轮迹。
　　初压采用双驱双钢轮压路机，自重控制在11～12t。初压时双机并行碾压各一半路幅。碾压时静压l遍、振压3遍，碾压段的长度控制在30～50m，每个碾压带之间需要重叠钢轮的2/3宽度。双机碾压带之间也需要有一个重叠带，最好将重叠带选在2台摊铺机并幅摊铺的接缝上，以加强对接缝处离析的处理。振动时频率选用33～60HZ，最佳频率控制在45～50Hz之间；振幅选用0.35～0.88mm，最佳振幅控制在0.4～0.6mm之间；行进速度控制在6～8km/h之间。
　　复压是为了提高密实度，并揉压以减少表面细裂纹和孔隙。根据相关报告，25t轮胎压路机施工能达到95%的压实度，振动压路机施工则能达到96%～98%。需要注意的是，在高温的作用下，胶轮压路机的车轮容易将面层粗集料上包覆的沥青带下，因此需要在轮碾上洒水。但要注意控制喷洒量，以防降低表面混合料温度，影响胶轮压路机的揉搓压实效果，因此最好采用雾状喷洒器。终压是为了消除缺陷和保证面层有较好的平整度，是整个碾压的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的不平整，因此沥青混合料也需要有较高的温度。终压采用宽幅钢轮2～2.2m、重16t的静碾压设备，应紧接在复压后进行。终压结束时的温度不应低于沥青混凝土面层施工规范中规定的90℃，应尽可能在较高温度下结束终压。
　　整个碾压过程要掌握好碾压时间。碾压有效时间，是从开始摊铺时到温度不低于110℃之间的时间。混合料开始摊铺后温度下降很快，下降速度为4～5℃/min，而在有风时下降更是明显，所以在摊铺开始后压路机要紧跟摊铺机作业，争取有足够的压实时间。
　　4结语
　　通过研究，我们在以后的沥青公路施工中，采用改进后的施工方法，对整个沥青混凝土路面生产施工中各环节要素进行严格控制，基本上解决了沥青混凝土路面施工中出现的离析现象，减少了离析对路面远期使用所产生的不良影响，为我们在今后的沥青混凝土路面施工中，提供了一种较好的解决方案。