沥青砼路面混合料离析现象探讨

董火炎

（广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 510620）

沥青路面施工中的离析是影响路面质量的关键因素之一。离析现象的成因是复杂的，通常由摊铺机结构、供料方式、摊铺技术和沥青混合料质量等方面的原因形成。事实证明，如果对施工过程进行科学合理地控制，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。离析通常分为骨料离析和温度离析。骨料离析是指沥青混合料中大粒径骨料分别聚集，处于较为明显的不均匀混合状态，一般由机械因素引起；温度离析是指沥青混合料中各部分温度出现明显差异。离析的危害性很大，可对路面质量造成多方面的影响。其危害性具体表现在：沥青碎石粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，集料非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变原设计的路面配合比，沥青含量偏少，造成集料碾成型后松散，破坏路面结构，影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命；粗集料集中，局部密实度差，孔隙率高，容易使路面渗水，影响路面质量；粗集料集中，影响路面平整度及路面外观美感。

1 沥青混凝土形成离析带的原因

沥青混合料产生离析的主要原因如下：

沥青混合料从贮料筒向运输车里卸落时，混合料形成锥体后，大骨料滚落在椎体角，形成粗集料第1 次集中。

运输车里的混合料卸向摊铺机时，部分大骨料滚落在摊铺仉拌厢壁附近，形成粗集料的第2 次集中。

摊铺机送料器在送混合料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第3 次集中。

螺旋布料器形成的离析。摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分混合料过程，在作业中功率消牦最大的环节也在螺旋分析过程(约为整机的50%～60%)。摊铺机在设计过程中，主要考虑功率因素，使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直径的1/2-2/3 处。按照这种情况，输料量加大时，而螺旋只有位于物料内部的部分才有输料能力，因此为满足作业要求，只能将转速提高。这样，高速旋转且暴露在空中的螺旋布料器顶端就会向物料层上部的空间抛送物料。这是分料过程中形成离析的主要原因。

2 解决沥青混合料形成离析方法

基于以上分析，为避免沥青混合料产生离析，在摊铺中应采取如下措施：

2.1 从运输车辆方面来解决

从拌和机贮料罐向运料车上卸料时，分3 层放料，即每卸1 斗混合料，汽车挪动1 个位置。等l 层放完后，再逐次进行第2、3 层放料，从而减少粗集料的集中。

2.2 从摊铺机本身操作方面来解决

在摊铺机螺旋1/2 处，边端装反向螺旋叶片，沥青的选择特别重要，尤其是对于交通量路面，要首选优质沥青，沥青表层更如此。

集料的选定，主要是判定粗集料、细集料酸碱性，对于有些矿石材料像玄武岩、石英岩、花岗岩等本身就带酸性，由于沥青含有沥青酸而显酸性，如果两种酸性物质结合在一起，则大大降低了相互之间的化学吸咐力，因此沥青与集料容易剥离。在这种情况下应采用石灰岩、矿碴磨成矿粉或者直接加入一定的抗剥落剂，增强沥青混合料的化学吸咐力。

此外，对粗集料的压碎值应有较高的要求，高等级路面一般不能高于28%，以保证路面具有一定的抗压和抗滑能力。

2.3 沥青混合料的组成设计

沥青混合料的组成设计系沥青混凝土路面成功与失败的关键，从组成设计角度看，沥青混合料的配比应特别注意下列几个方面的内容。

2.3.1 骨料中最大粒径的确定

级配中的粗集料粒径大小与沥青混合料的抗疲劳强度和抗车辙能力有密切关系。国内有关科研资料表明，当沥青混合料厚(h)与最大粒径(D)的比值大于2 时，抗疲劳强度显著提高，但抗车辙能力明显下降，而h/D 小于2 时抗车辙能力增强，而抗疲劳强度减弱，应该说这是一个矛盾指标，一般情况下取h/D接近2 最理想，即骨料最大粒径取接近厚度的1/2，相对而言，上面层沥青混合料粒径略为偏粗一点。

2.3.2 中面层设计

中面目应采用密级配，这一层是承上启下的结构层，一是要有良好的抗水渗透能力，防止雨水渗到基层破坏路面。二是要有良好的抗疲劳能力，因此h/D 应略。小2 为好，建议采用密级配沥青混合料。

2.3.3 下面层沥青混合料

下面层是荷载承载层和应力扩散层的结合部，因此其强度、稳定性、耐久性比较重要。建议h/D 应略大于或等于2，同时采用半开级配较为理想，由于中面层是一个完整的抗水层，雨水不会下渗，因此，不会有雨水下渗到下面层、路面基层，另一方面，半开级配可提高路面的热稳定性(由于沥青为黑色，夏天太阳暴晒吸热，其内部温度可达50-60℃)，同时半开级配有较多沥青及细粒填充，故该层具备一定的耐久性。

2.4 沥青油石比的选择

沥青油石比由室内常规马歇尔试验确定，通常是由沥青混合料密实度、稳定度、孔隙率等指标初步确定，再与规范规定的上下值要求进行比较取值。

2.4.1 油石比要结合当地气候条件综合考虑

在寒冷地区冬天较冷，夏天时间较短，则油石比略为偏大较好，提高沥青混合料低温抗裂性和抗老化能力；相反在热带地区，夏天较长气温高，冬季时间偏暖，则相应油石比取低限，提高路面热稳定性和抗车辙能力。

2.4.2 油石比的确定应引进动稳定度试验

传统的马歇尔试验虽然能确定最佳级配，但由于目前国内交通量发生了显著变化，大吨位的车辆越来越多，过去的设计理论，黄河标准轴载及常规的试验手段已满足不了现在交通量增大、车载增重的需要，这就是为什么有的高等级路按标准设计、施工单位按规范施工，而路面照样出现问题的一个重要原因，因此建议在车流量集中、车载较大的高等级路面，沥青混合料除了要进行常规的马歇尔试验外,还需进行动稳定度试验，这样才能客观全面地反映实际。由动稳定度鉴定级配和油石比是否合理，这也是国内许多专家学者，通过对比总结的一条经验。

2.5 沥青混合料的施工

路面施工应优先选取在5～10月份，这期间气温较高，白天日照时间长，比较适合沥青混凝寸：路面施工，因此，施工工期尽可能安排在这一周期，如果在5月初之前或者10月底之后，必须采取一定的措施，提高拌和出厂温度，减少运输时间，确保摊铺与碾压温度和路面成型质量。沥青摊铺机的选用，对于路面较宽的路段，为了纵向接缝美观，建议采用2台或多台同种型号摊铺机前后错开10m 左右行走比较理想，不主张宽12m 以上的摊铺机一次摊铺，这是因为摊铺机越宽，通过中央分料器的距离就越长，混合料产生离析的可能性大。

3 结束语

总之，沥青混凝土路面离析病害的产生有多方面的原因，无论设计方面、还是施工方面、或是路面形成后的使用、养护和管理等方面都存在一些不足。鉴于目前沥青离析病害早期化的特点，我们在考虑优化设计的同时，更为重要的是应注意加强施工过程的技术管理、以避免或减少错误的工艺指导思想，在确保提高沥青路面使用性能的同时，来进一步达到延长使用寿命，提高投资效益的最终目标。

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社，2001.

[2]中华人民共和国交通部.公路沥青路面施工技术规范.2004-09-04.