公路沥青混凝土路面离析的原因及控制.doc

公路沥青混凝土路面离析的原因及控制措施
摘要：沥青混合料的离析贯穿于沥青混凝土路面的整个生产过程。离析现象的成因是复杂的，如果对施工过程进行科学合理的控制，则可以有效减少离析现象的发生，从而大大提高沥青路面的质量。下面对沥青混合料发生离析的原因进行分析，并在此基础上提出防止沥青混合料产生离析的预防措施。
关键词：公路沥青；混凝土路面；离析成因；控制措施
一、 公路沥青混凝土路面离析的成因
1．1 集料变异性大
集料没有专业化生产料场，不同的料场之间岩石性质不同，加工机械不同导致加工的集料规格不同，从而导致集料来源杂、变异性大、质量不稳定。不同性质石料、不同规格集料相互掺和使用，级配变化太大，往往不能达到配合比的设计要求，生产的沥青混合料容易造成离析。石料自身与沥青的粘附性是影响混合料离析的重要因素。
1．2 温差离析
由于集料烘干筒的加热温度、加热时间、天气状况等不可能恒定，拌和的混合料温度有波动。同时混合料在运输过程中必然会降温，但降温的程度是不一样的，尤其是混合料在不盖苫布时，表面降温快，内部降温慢，造成温度离析。降温的程度与天气、环境条件(风、温度)、混合料类型、车辆装载混合料厚度有密切的关系。当温度差在10～16℃范围内时，将会发生轻度的离析；当温度差在17～21℃范围内时，将会发生中度的离析；温度差超过21℃时，将会发生重度的离析。
1．3 装料、卸料操作不规范
混合料运输车停在拌和机下面，没有随着装入混合料的增加而逐步挪动，特别是对于大型搅拌机和大型运输车，造成混合料在运输车内象小山一样堆积，装料时粗集料向下滚得快，下料时也滚得快，造成摊铺时混合料离析。
1．4 摊铺离析
混合料从运料车卸到摊铺机的过程中， 因密度和温度的变化，一定程度上会产生粗细集料的分离；另外，摊铺机的螺旋拨料器在向两侧摊铺时，在加长的接头部位，如调整不好，往往会有一个不平顺的坎，摊铺的混合料在这里也会离析
1．5 摊铺宽度太大
由于追求平整度而采取全幅摊铺的方式，一方面是混合料横向移动距离太长，形成集料两边粗、中间细的粗细集料离析现象，摊铺宽度越宽，混合料的离析越严重；另一方面是熨平板对混合料的压实程度不一样，尤其是熨平板加长部分，是靠拉杆吊在摊铺机上保持平衡的，往往没有振动夯实作用，所以沿路面横向方向的混合料不仅集料级配不均匀，而且压实程度也不一样，使摊铺过程的压实度大幅度减小，进一步影响压实的完成，反过来又影响平整度。
1．6 路面出现的离析原因有以下几种
1）级配离析：热拌沥青混合料在生产、运输、摊铺过程中控制不当造成混合料粗细集料分布不均，产生离析。
2）温度离析：热拌沥青混合料在运输、摊铺的过程中，由于不同位置的混合料温度下降不一致，导致混合料的温度差异，产生温度离析。运料车表面的混合料、运料车车箱的两侧以及摊铺机两翼的混合料易产生温度离析。
3）运料车末端离析：运料车在拌和站贮料仓装料次序不正确及摊铺机每次把料铺完后才装料，会导致出现翼形的片状离析，该离析区域粗骨料比较集中。
4）中线离析：中线离析表现为摊铺机中线附近的粗集料较为集中，这是由于摊铺时混合料由摊铺机料斗卸到螺旋布料器时，粗集料在螺旋布料器的推动过程中集中在摊铺机的中间造成的。
5）边缘离析：当摊铺宽度较宽或摊铺机的螺旋布料器转速不够时，粗集料滚到了摊铺区域的边缘而造成边缘离析。
二、 控制离析的对策
2．1 选择集料，正确保管
碱性石料与沥青的粘附性好，但耐磨性较差。因此，选用集料时，应根据路面结构的位置选择集料。当集料的磨光值、磨耗值和压碎值得到满足时，尽量选用碱性集料，提高集料与沥青自身的粘附能力。同一路段选用同一厂家、同一规格的破碎设备生产的同一规格的集料。集料存放在坚硬而干净的地坪上，采取隔离墙将规格不同的各种集料有效分隔开来。集料的堆放不受地表积水的影响，并有利于下雨时采用覆盖措施。
2．2 选择沥青
沥青与集料之间的粘附性主要取决于沥青本身的粘度， 粘度越大，粘附性越好；沥青中表面活性成分含量越高，沥青的酸值越大，其粘附性则越好。沥青与集料的粘附性强，混合料越不容易发生离析。因此，应该选择与集料有良好粘附性能和高温稳定性的沥青。
2．3 添加抗剥离剂
加入外加剂，提高集料与沥青的粘附性能，同时改变集料的表面性质。外加剂包括石灰、以油脂为主要成分的胺类和酰胺类等阳离子表面活性剂以及环烷酸类高分子有机酸类。具体措施是在酸性集料中加入1%～2%的干燥磨细消石灰粉或生石灰粉， 水泥作为填料的一部分，添加时间必须确保集料在裹覆消石灰以后才与沥青拌和，或将粗集料用石灰浆或石灰水涂覆，也可将生石灰粉与潮湿集料拌和。加入0.1%～1.0%的抗剥落剂改善酸性石料的性质。抗剥离剂的长期温度稳定性尤其重要。
2．4 规范操作方法
混合料从搅拌机卸出到运输车辆的过程中，将装料车随混合料的装入缓慢移动， 避免混合料堆积造成粗细集料在装料过程中分离；现场卸料时料车移动要缓慢均匀，避免与摊铺机碰撞，熨板的加长部分要结合牢固，碾压尽量作到速度均匀，轮迹重叠宽度一致，碾压遍数相同，使各个环节操作规范并保证摊铺的连续。
2．5 严格控制加热温度和摊铺温度
严格控制混合料在搅拌机内的加热温度，避免温度过高引起沥青老化，降低沥青与集料之间的粘结力引起的离析，确保沥青混合料摊铺时的摊铺温度符合规定。如果碾压温度太低造成碾压不密实，混合料孔隙率太大，多孔的混合料在水分作用下，会加速离析现象发生。避免雨季、寒冷和潮湿气候施工。对于温度较低或需要长距离运输时，采用对混合料上面加盖苫布保温措施，运料中途不得停留，确保施工工序连续和摊铺温度。向储料仓充注氮气等惰性气体阻止混合料加热过程中的老化也是一种防止温度离析的有效措施。此外，控制搅拌时间和过程也可以防止温度过高引起沥青老化而导致的混合料离析现象。
三、施工过程中的离析控制
3.1 严格控制沥青混合料的矿料级配
混合料在拌和生产过程中应严格控制矿料的级配，使其在规定的范围以内，并力求接近级配范围的中值。
3.2 严格控制拌合时间和拌合温度
除矿料级配的影响因素以外，沥青混合料的拌和温度和拌和时间是影响混合料均匀性的两个主要因素。配合比经过调试确定后，在生产过程中不得随意变动，同时还应随时观察拌出混合料的外观，检查混合料粗细颗粒是否分布均匀，有无粗细料分离现象；同时应视天气情况保证沥青混合料的出厂温度，并在控制范围内适当调整。
3.3 防止沥青混合料在装卸过程中发生离析
一是从贮料仓中卸料装上运料车的过程中，运料车应按照前、后、中次序依次移动，从而减少材料的离析；二是混合料采用大吨位卡车运输；三是每一辆卡车卸完料时，不要将螺旋料槽中的材料铺完，料斗收起，余料送入刮板输料器后，放下料斗，将新料及时卸入摊铺机，使得刮板、螺旋输送过程中新旧料充分混合。
3.4调整摊铺层厚度
在摊铺前认真检查下承层的标高，并做好详细记录，通过调整钢丝与铺面之间的高差，适当抬高下面层的标高，使下面层的压实厚度不得小于厚度的极值为准。
3.5优化摊铺工艺
1）保证摊铺机调整到最佳状态：调整好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开放度、刮料板的运料进度和螺旋布料器的转速相匹配。
2）及时人工修补：在摊铺过程中加强目测控制，对出现的洞眼和离析现象及时进行人工修补，在初压前人工筛撒适量热沥青混合料再进行常规碾压，这不仅不影响面层平整度，外观上也不会留下任何痕迹。
四、结束语
沥青路面的离析现象会导致沥青路面的早期损坏，大大缩短沥青路面的使用寿命，对沥青路面的性能影响较大，是引起路面水损坏现象的基本原因。目前一些国家对沥青路面离析的研究非常重视，已经开展了防止离析的相关研究，一些国家还将离析指标作为路面工程验收的依据之一。