沥青混合料离析机理分析及解决措施

郑 煜

沥青路面早期损坏的一个重要原因是路面的不均匀性，而沥青混合料的离析是造成路面不均匀性的主要原因，是降低路面使用性能的顽症。

所谓离析是沥青混合料粗细集料和沥青含量，在特定区域内排列和分布的不均匀性。发生离析路面的混合料级配在一定区域内的级配波动较大，粗细集料分布不均，引起区域内集料比表面积差异较大，也导致沥青含量的分布不均匀。粗集料集中地方，沥青偏少，局部压实度较差，空隙率较高，造成混合料碾压成型后松散，路面离析带容易积水;相反细集料集中的部位则往往沥青含量偏多，空隙率过小，出现泛油，影响路面高温稳定性，将导致路面的车辙、推拥、鼓包等永久变形。总之，离析现象严重影响了路面强度、耐久性、平整度及表面质量，缩短了道路使用寿命，造成了巨大的经济损失。

1 工程概况

国道205深圳段SMA沥青路面改建工程(K1+370～K37+351)线路起点位于深圳市布吉检查站中心，终点位于国道205深圳与惠州交界处，线路总长35.981 km，本项目是国家主干线公路G205(山海关—深圳)的重要组成部分，也是深圳市东部经济发展轴的一条主骨架公路。国道205深圳段SMA沥青路面改建工程面层SMA-13，AC-20，AC-25沥青混凝土配合比设计是根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范进行设计。

2 沥青混合料离析类型

根据沥青混合料离析的产生机理和表现形式，离析可分为3种类型:材料离析、温度离析和碾压离析。

2.1 原材料质量波动造成的离析

表征沥青混合料组成质量的主要指标为集料的级配质量和精确的油石比，亦即所生产的混合料中各种粒径的矿料应保持规定的比例关系。保持集料规格、特性的一致性是集料质量管理最主要的目标，集料规格不一致会影响混合料级配的波动，导致沥青含量的波动和偏离其最佳值，造成沥青搅拌设备生产的不稳定(溢料和待料)，从而严重影响成品料的生产质量。

2.2 沥青混合料装卸、运输过程造成的离析

1)沥青混合料从贮料罐向运输车里卸料时，由于高度落差，大骨料滚落在车厢附近，形成粗细集料第一次离析。2)在运输过程中，如果遇到车辆颠簸、急刹车等情况，会造成混合料粗骨料滚向车厢两侧，形成粗细集料第二次离析。3)运输车里的混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机料斗1/2附近，形成粗细集料的第三次离析。

2.3 摊铺过程中造成的离析及防治措施

2.3.1 摊铺过程造成的竖向离析

竖向离析采用钻芯法取样试验进行检测，芯样最下部存在一层较多大颗粒集料集中现象(如图1所示)。竖向离析的产生一般是由于摊铺机导料板下沿有一个较大的离地间隙，而形成较大落差的料位，从而导致大颗粒集中向下滚落于基层上(如图2所示)，形成摊铺过程的竖向离析。建议在螺旋前挡板下部、螺旋两端拐角处将弹性胶皮加装到挡料板上，胶皮离作业面高度调整到5 cm左右，这样就可以预防集料分层，从而防止产生竖向离析。

2.3.2 摊铺过程造成的带状离析

1)悬挂螺旋布料器悬臂处产生带状离析。螺旋分料器在输料过程中是利用叶片的旋转把料逐渐输送到两端，此过程中在悬挂螺旋的吊臂产生很大的阻力，沥青混合料输送至支承处暂时中断，只能靠后面的混合料推挤至支承外侧，使得该处料位产生很大的落差，大料均滚落在此低洼的地方，形成粗集料颗粒集中，以致在支承处沥青混合料产生较大离析，形成带状离析(如图3所示)。

通过调整使混合料在支承处保持连续稳定是预防支承处产生带状离析的主要原则，防治措施如下:a.取下支承处正向螺旋叶片，加装反向螺旋叶片，这样在支承外有一片螺旋叶片旋向相反，反向挤压沥青混合料，就可在支承处进行二次拌和，同时在相邻侧加装调节螺旋，通过改变螺旋直径、叶片倾角、数量等，使悬臂处混合料保持稳定连续，减小支承处发生的离析现象;b.螺旋只有位于物料内部的部分才有输料能力，螺旋分料器太高，则输料慢，两端供料不足;螺旋分料器太低，则阻力过大，也会导致供料不足。通过调整调节刮板、螺旋送料器的料位传感器，调整螺旋分料器内料位的高低，保持熨平板前的混合料高度高于螺旋输送器的轴心线(螺旋高度的2/3)。

2)摊铺机两侧产生带状离析。分析原因是螺旋布料器熨平板的前挡料板离地太高或螺旋分料器内的螺旋太短，距熨平板侧挡板距离太远，混合料输送不到分料器的两端，物料在此得不到充分搅拌，形成料位差，从而产生摊铺机两侧边缘带状离析。

分料器的长度应适宜，太短两端供料不足，太长料位不容易控制。建议调整螺旋布料器距物料挡板的距离控制在10 cm～20 cm之内，在摊铺机左右两端增加反向螺旋叶片，在两端的反向叶片与相邻螺旋叶片旋向相反，形成反向挤压沥青混合料，可在两端进行二次拌和。

3)摊铺机中间位置(传动盒处)产生带状离析及局部粗离析。摊铺机中间位置(传动盒处)由于摊铺机自身机械结构原因，在传动盒处出现拌和死角(如图4所示)，经刮料板输送到此处没有经过螺旋布料器二次搅拌就直接摊铺到路面，所以容易在摊铺机中央形成带状离析。

同时，由于摊铺机料仓收斗，刮料板将剩余较少粗集料颗粒送到螺旋布料器时，也没有经过螺旋布料器二次搅拌就直接摊铺到路面，所以在摊铺机中央形成有规律间隔的局部粗离析。为避免产生局部粗离析，建议在摊铺过程中注意料的衔接，在整个摊铺过程做到摊铺机连续不间断摊铺，摊铺过程中尽量不收斗或少收斗，刮料板不要将料仓内的料刮光，当前一车料快卸完时，就指挥下一料车赶快衔接上，尽量让料仓两旁的大料与下一车料拌和后再摊铺。如果此时料供应不上，就赶快让摊铺机停机，尽量避免将料仓内摊铺空再停机。

2.4 温度离析与压实离析

温度离析与压实离析最终表现形式都是一样的，即混合料压实度产生变异。温度离析是指沥青混合料在拌和、运输、摊铺过程中不同区域出现的温度变化现象。沥青混合料是感温性材料，温度影响着混合料的劲度，决定混合料颗粒定向重排的趋势，影响着路面压实性能，是沥青路面施工质量控制最重要的因素。混合料温度过低或温度变化较大将最终表现为路面不同区域的压实度不同。

压实离析是指压路机在压实混合料时由于受到温度、遍数、速度、不稳定的重叠宽度、压路机频繁起步、起振、停振、停机等因素的限制，使路面不同的区域施加压实功发生变异，不可避免地会产生碾压离析。压实功的变异最终表现为压实度的变异。

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