沥青路面施工中混合料的离析问题探讨

2012-08-15吴启元

山西建筑 2012年31期

吴启元

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

0 引言

混合料离析是道路施工中经常会遇到的问题，它是指由于混合料的各个组成材料或者成分的相互聚力比较弱或者不持久，从而导致混合物的分离，进而导致混合料的内部结构不均匀呈现块状密集的现象。在道路施工中，主要表现为砂浆中的粗细集料分离，也就是人们常说的大颗粒在混合料底部或四周沉积。

沥青路面施工中的混合料离析主要是指温度离析和沥青混合料级配比离析。这两类离析对于沥青路面的质量和使用寿命有很大的影响(研究表明，严重的离析问题会导致沥青路面的使用寿命缩短一半)，通常沥青路面的早期损毁就是混合料离析致使的。那么，沥青路面施工中的混合料离析的原因有哪些，有哪些明显或者潜在的危害，对此问题又有哪些应对措施，本文将对这些问题结合施工实践展开分析。

1 沥青混合料产生离析的原因

作者从施工实践和理论归纳中发现，影响沥青混合料均匀性的因素有很多，包括集料的性状(级配及粒径等)、混合料的性状(含油量和成型温度等)。另外，施工现场的集料堆放、混合料运输和摊铺机操作等也是产生混合料离析的原因。本文主要基于施工现场来探讨沥青路面施工中的混合料离析问题产生的原因。

1.1 集料堆放不当产生离析

集料堆放不当对于集料级配不符合现场配合比要求的产生有直接的影响。集料堆放不当在施工中主要表现为以下几方面:

1)搅拌场的工作场地常常和集料堆放场地相混杂，这是和规定不符的;不同的集料之间也没有做好分隔工作，导致无意之中很多材料混在一块儿。这些问题就会导致改变实际的配合比，从而加剧离析。

2)集料堆积场防雨措施不到位，导致集料含水超标或者不均匀，这也会对配合比产生影响。

3)在施工场地，人们习惯将集料堆成锥形，这样，粗粒径的集料会从锥顶及锥面滚动到四周，从而在使用集料时易出现粗细不匀的状况。

1.2 摊铺机的选择和使用不合理产生离析

摊铺机的选择对于沥青路面混合料的施工效果也有重要作用。在施工实践中，摊铺机的选择和使用存在一些容易导致混合料离析的问题，主要表现在:

1)过于强调平整度，从而过多地使用全幅摊铺机。这种情况下，螺旋拨料器左右水平摆动幅度大，混合料在摊铺后呈现中间细而两头粗的离析问题，而且离析度随着摊铺宽度的加大而加重。

2)如果摊铺机过小，那么摊铺机的熨平板在加长以后会出现混合料的压实效果不均匀。这就导致混合料在接缝两边的厚度和温度呈现差异，这也会导致或者加剧离析现象。

1.3 混合料的运输

除了以上两个原因，混合料运输过程的不当也会造成离析现象，这主要体现在混合料的长距离运输过程中。这种情况下，由于车厢的振动，中部混合料被压实，从而出现顶部、底部和两侧贴近车皮的混合料散热多，而中部混合料的温度升高，这样就会出现由于温度差异而产生的离析现象。

2 沥青混合料离析的危害及应对措施

2.1 沥青混合料离析的危害

沥青混合料的离析现象对于沥青路面的功能和寿命有着直接的影响。有研究表明，粗集料的混合料会导致路面的拉伸强度显著降低，与此同时疲劳寿命也会很不理想(Stroup Gardiner在一份报告中说沥青混合料出现中度离析便会使路面的使用寿命减少50%左右)。

2.2 针对混合料离析的应对措施

既然沥青路面施工中的混合料离析对于道路的使用有着显著的危害，那么，我们应该采取什么样的应对措施来降低混合料离析的危害。本文认为，我们可以从以下几个方面着手来采取有力的措施:

1)设计合理的沥青混合料级配。合理的混合料级配对于降低不均匀性、减少离析现象具有显著效果。以工程中常用的ATB－25为例，这种沥青混合料采用中值级配时，适合使用2.3 mm和4.7 mm的筛孔;而对大直径筛孔(9.5 mm及以上)，级配则应采用上限值。这样，合理的级配有助于提高混合料的均匀性，特别是底层表面的均匀性，从而预防或减少离析的出现。

2)妥善管理集料。在保证生产环节的标准和规范(也就是某一型号的集料的特性呈现一致性)的基础上，集料的管理主要体现在对集料堆放的管理上。集料堆放的场所要清洁而坚硬，防止集料(特别是细集料)遭受露天雨淋，这就要求将集料堆放在棚内，控制集料(特别是细集料)的含水量(通常认为应该不高于4%);在不同种类集料之间设置分隔障碍，防止不同集料的混杂;采用分层堆放的方法来防止和减少大颗粒向外侧的滚落，从而保证集料的均匀性、减少离析。

另外，要特别对堆放和贮藏的矿粉采用干燥措施，因为矿粉受潮以后，流动性会增加从而影响使用时的均匀性。

3)均匀地拌和沥青混合料。要做到均匀地拌合沥青混合料，就需要着重对拌合和时间以及温度加以控制和调节。以ATB－25沥青混合料为例，这种混合料的碎石含量较多而油石含量较少，针对这种特点，我们在施工实践中就需要施工单位根据实际决定拌合时间。一般来说，适当延长拌合时间可以让混合料从外观到颜色都呈现出均匀分布，从而降低粗细料分离的出现，减少施工过程中的离析现象。

4)运输过程中采取措施减少沥青混合料离析。在对混合料均匀搅拌以后，需要将混合料运输到需要的路段，在这个过程中，如果措施和方法不当，也容易产生沥青混合料的离析。运输过程中可以减少离析的环节主要在拌和楼的卸料高度的选取上。卸料高度决定卸料速度，从而决定混合料在倒入运料车时的滚动作用，进而决定混合料的离析程度。为此，施工实践总结出了一个有效的办法，那就是“分节装料”，即将运料车分成前、中、后3节:前节车厢首次装料，后部车厢第二次装料，车厢中部则最后装料。这种方法对于减少混合料在运输时的离析现象有显著作用。

5)科学地使用摊铺机。实践证明，科学地使用摊铺机对于减少沥青混合料的离析是最直接而有明显的效果的，而要做到对摊铺机的合理使用，则要在以下几方面加以注意:螺旋拨料器和熨平板前沿的距离不应该保守，而应该适度增加;摊铺机的螺旋拨料器应该具备大直径、低转速的特点;施工过程中摊铺机熨平板用力方向应该一致，也就是激振力要方向一致。另外，摊铺机在摊铺过程中应该始终在受料斗中留一些混合料，从而便于新旧混合料的拌合。

6)选择合适长度的熨平板。一般来说，熨平板的长度应该控制在6 m以内，因为这个范围内的熨平板具有优良的刚性。如果超过这个范围，刚性就会逐渐降低，当超过9 m的时候，熨平板的刚性就非常差了。我们在施工实践中经常见到一些路面起起伏伏，呈弯月形，这就是摊铺机熨平板过长导致混合料粗细不均匀从而产生离析的后果。