沥青混凝土路面离析施工控制研究

摘要:分析了沥青混合料离析的机理,并从原材料质量控制、混合料运输与摊铺及碾压等主要施工工序角度出发,探讨了控制沥青混凝土路面离析的措施。

关键词:沥青混凝土;离析;施工控制

1 引言

由于离析的影响,使沥青面层的使用寿命大大缩短,路面大部分早期损坏类型都是起源于沥青混合料的不均匀,一旦在施工过程中沥青混合料产生离析,一切关于材料设计的努力实际上都变成徒劳。因此,提高沥青面层的施工均匀性,避免沥青面层离析,对提高路面的使用质量,消除沥青路面的早期破坏现象具有十分重要的意义。

2 沥青混合料离析机理分析

集料离析机理。我国公路部门的集料多半取自社会料场,质量参差不齐,筛孔尺寸混乱,实际级配与配合比设计所采用的级配有很大的差距。连续型的密实级配要比间断级配较容易摊铺成均匀一致的铺面;间断级配的沥青混合料由于其缺少某档中间集料,其在施工过程中的可能离析程度应比连续级配更加严重。

沥青混合料的拌和。拌和机冷料斗中集料必须是单一尺寸的集料。由于冷料斗相邻太近或分隔不严而使装载机给冷料斗装料时,各种规格的料互相交混,这样使生产出的混合料的级配不稳定而易产生离析现象;沥青混合料的拌和时间不足,沥青混合料肯定会不均匀,拌和均匀性欠佳的沥青混合料,铺面将出现块状离析。

沥青混合料的装卸和运输。沥青拌和楼生产的混合料进入贮存时,由于贮存罐的装置有所不同,有可能产生混和料的粗细集料的离析,粗集料滚向一侧。沥青混合料从拌和仓直接装车的过程中,规格大的石料和多面体、团形的石料滚动较快,因此被堆放在沥青混合料堆周围的下部。沥青混合料从运输车中倒入摊铺机料斗的过程中,被堆放在沥青混合料堆四周的粗骨料集中部分同时进入摊铺机料斗,而摊铺机的物料器无法消除这种离析现象。

沥青混和料的摊铺和碾压。造成离析的最关键的施工工序在摊铺,摊铺的方式、摊铺机的速度与操作水平都影响着沥青混合料的均匀程度。压实离析存在于摊铺机摊铺宽度上的压实功的差异和纵向作业速度不稳定等因素的影响,压路机在横向和纵向压实功变化的影响,当压实工艺不合理时压实离析相当严重。

3 沥青混合料施工过程中的离析控制

3.1 原材料质量控制

沥青的选择。沥青含蜡量影响沥青的感温性能,蜡的结晶使沥青在低温时脆性增加,路面容易开裂。同时蜡影响沥青与石料的粘结力,造成路面松散、剥离。沥青与集料的粘附性强,沥青混合料不易发生离析,沥青酸值较小,有助于加强沥青与集料的粘结,降低沥青的针入度能提高粘度,提高与集料的粘附性,宜采用针入度较小的沥青。

集料的选择。为生产优质的集料,初破采用领式破碎,中破采用圆锥破碎,细破采用冲击破碎。应该尽可能选择SiO2含量低、碱值高的与沥青粘附性好的集料。

集料的堆放。采用分层堆放的方法可以有效的控制材料离析。根据对不同堆垛高度集料的筛分分析,对于细集料(≤4.75mm)堆垛高度每层小于4米;粗集料(≥4.75mm)堆垛高度每层小于3米。堆垛时采用推土机对集料进行整理,将不同卡车运送的材料做进一步的混合。推土机工作时应逐层缩进,不应将料堆推成槽状,减少由重力引起的离析。

3.2 沥青混合料运输离析控制

由于大吨位的运输车辆易于保温,因此,沥青混合料的运物应尽量采用大吨位的车辆。最好至少在15吨以上,特别是在气温低、运距长的情况下不能使用小吨位的车辆。

运输过程中覆盖沥青混合料时,可采用双层篷布中间加海绵,固定在车上。卸料时不要揭开。由于施工坡道和混合料锥坡以及运输车急剧起步和刹车也致使大集料向车厢四周散落较严重,造成集料离析,故应适当平整运输通道、要求驾驶员在运输过程中保持正常行驶,以减少运输过程中的颠簸。

3.3 沥青混合料摊铺控制

控制摊铺速度。对现代摊铺机而言,控制连续、稳定的摊铺速度主要应考虑拌和机的生产能力和温度性、运输车辆的数量和吨位和碾压机械的配置等。现场摊铺过程中,应严格控制摊铺速度,不能忽快忽慢。

合理确定螺旋布料器与熨平板前缘距离。距离过小,造成供料不足,大粒径骨料不易进入熨平板下。即使进入也造成大集料之间没有小集料及细料填充。布料螺旋与熨平板间距的变化,易引起熨平板推料高度的改变,且对摊铺机中间位置的影响很大。

尽量选用大直径、低转速螺旋布料器的摊铺机;降低螺旋布料器的高度,并使混合料埋于螺旋布料器中,这样,可以提高螺旋布料器的输送率,减少不同物料之间的惯性差异,也可对物料实现二次搅拌,降低混合料的前期离析程度;位于混合料中的布料器向两侧沿整个断面挤出物料,而不是向上或向下倾推物料,可减少不同宽度位置上的横向离析和物料上下滚动产生的竖向离析。

摊铺过程中,摊铺机不必收料斗,即在每辆车卸料之间,不要完全用完受料斗中的混合料,留少部分混合料在受料斗内。如果收料斗,那么将全是粗集料,摊铺后将会是离析料。每车料卸完后,接着卸下一车料,与受料斗中剩余的粗料多的混合料一起输送到分料室,螺旋分料器布料过程中可使新旧混合料较好拌和。

3.4 沥青混合料压实控制

提高预压实度。摊铺机工作装置具有多种型式,有单熨平板振动的沥青摊铺机,也有振动熨平板加振动夯的高密实多功能摊铺机和压力梁加振动夯的高密实多功能摊铺机等结构型式。无论采用那种型式的摊铺机,通过调整振动参数,使激振参数符合混合料的材料特性从而产生高效的压实效果,可以达到提高预压实度的目的。摊铺完成后初始压实度愈高,路面最终的压实度愈高,所用的碾压遍数愈少。

碾压重叠宽度。压路机进行振动碾压时,压实效率很高,压实度增长较快。因此碾压重迭宽度对压实离析会产生影响。若重叠宽度过大,有过碾压的可能;若重叠宽度过小,有漏压的危险。重叠宽度与钢轮碾压时的横向推移范围有关,碾压时材料的横向推移距钢轮边沿约为20-25cm,当然该范围与摊铺层厚度,混合料级配组成、沥青粘度、施工温度、碾压遍数等因素有关。但就一般的路面施工而言,振动碾压时,重叠25cm左右对减小压实离析,提高碾压均匀性比较有利。

减少铺层边缘区域碾压离析。铺层边沿处若无路缘石或路肩板,在碾压过程中会发生推移,推移的主要原因是铺层边缘材料在碾压过程中无约束,可自由移动,造成边缘区域压实度降低。此时应加挡板作侧限提高压实的均匀性。

碾压温度的控制。碾压时初压、复压、终压不同阶段的温度控制都是必不可少的。为防止表面温度失温过快和保证混合料温度的均匀性,胶轮压路机洒水装置应要求必须雾化或用拖把擦轮。在温度适当的时候利用胶轮压路机对热沥青混合料的揉搓作用消除摊铺过程中的部分离析,而且对沥青混合料的重分布和均匀性起到一定效果。

4 结语

为提高沥青路面的耐久性、抗车辙能力和抗疲劳破坏能力,选用合理的沥青混合料级配,并且保持这种级配在沥青混合料的生产、运输、摊铺以及碾压的生产过程中不发生规定范围之外的偏差是保证沥青路面施工质量的关键所在。当前,沥青路面的施工技术、设备不断进步,借助于先进的拌和、摊铺和碾压设备,沥青混合料的生产质量大大提高,从而为修建优质的沥青路面提供了技术保证。

参考文献

[1]姜海涛.沥青路面离析的表现形态与机理分析[J].公路交通科技,2008.11.

[2]张登良.沥青路面工程手册[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]李维杰.沥青路面离析现象的分析及其评价方法的探讨[J].交通科技与经济,2006.5.

[4]李彦伟.高速公路沥青路面摊铺碾压工艺控制技术[J].筑路机械与施工机械化,2004.7.

作者简介:吴富强(1975-),男,本科,工程师,从事公路工程施工与招投标工作。