试论沥青路面施工中的离析与防治措施

2013-04-01黄夏明李美娱

城市道桥与防洪 2013年4期

黄夏明，李美娱

（1.浙江省宏途交通建设有限公司，浙江杭州 310051；2.浙江交科工程检测有限公司，浙江杭州 311215）

0 前言

通常，人们将沥青路面上常见的坑槽、松散、车辙、壅包等早期损坏现象称为离析。离析贯穿于沥青路面施工全过程，发生离析现象与材料加工管理、材料与机械相互作用、机械设备的参数设置、施工管理等方面都有着密切的关系。一旦出现离析问题就会造成混合料级配与油石比的波动，以及路面孔隙率的变化，甚至会引起路面透水、强度下降、抗车辙能力降低等严重后果，从而降低路面的使用寿命。由此可见，预防和治理沥青路面施工中的离析问题对道路建设有着十分重要的现实意义。

1 沥青路面施工中的离析问题

就目前我国沥青路面的施工工艺，以及摊铺设备来看，离析问题依然无法得到有效的根治。沥青路面出现离析问题主要是由其沥青混合料的本质属性所决定的。沥青混合料是一种散体材料，其在高温状态下具有很强的可塑性，加之集料与沥青隶属不同的材料，两者无法相容。因此，在沥青路面施工过程中必然会出现离析问题。具体来说，沥青路面施工中的离析现象主要包括三种情况。

1.1 集料离析

沥青混合料在搅拌以后要摊铺在路面上，但是由于外力作用，粗细料会出现分别聚集的现象，从而导致集料偏离了预计的设计级配，最终引发集料离析问题。具体来说，主要是因为沥青混合料中的骨料颗粒大小不同，一旦受到外力作用，小颗粒骨料的运动速率要小于大颗粒骨料，从而使大小颗粒骨料因惯性运动的不同而出现分离，造成离析现象。

1.2 碾压离析

在沥青路面碾压过程中，不同路段、不同区域施压产生的实功变化，或者沥青混合料在某种因素影响下自身发生了变化等都可能造成路面窄隙率及压实度发生变异，从而造成碾压离析。

1.3 温度离析

当沥青混合料温度发生巨大变化时就可能产生温度离析。当沥青混合料温度差异较大之时，相对温度比较低的区域沥青混合料硬度大，空隙夹缝相对也比较大，不仅难以碾压，而且十分容易积水或其它杂物进入，从而降低路面的各项性能，使沥青路面难以长久使用。

集料离析、碾压离析及温度离析等都会造成沥青路面早期损坏，从而大大缩短沥青路面的使用寿命。根据有关数据显示，一旦沥青路面出现严重的离析问题，就会使该路面的使用寿命缩短50%，甚至缩短更多时间。

2 沥青路面离析的危害

当沥青路面出现离析问题后会严重影响路面的质量，降低路面强度，从而严重影响道路的使用寿命。其中最为突出的表现为离析过后沥青混合料级配不均匀，压实以后局部路面空隙过大或者过小。当局部路面空隙过大之时，沥青路面离析的危害主要表现为：第一，沥青老化速度加快；第二，积水容易渗透到结构层，从而对沥青路面造成各种水破坏，然后在经过各种交通工具的动荷载以后就会出现更多破坏现象，例如坑槽等；第三，当空气进入到结构层，就会加速沥青混合料的氧化速度，从而导致裂缝、松散等现象的发生。当局部路面空隙过小之时，沥青路面离析的危害主要表现为：第一，易产生推挤、辙槽等现象；第二，路面面层泛油，降低路面的抗滑性能。上述这些情况不仅会危害路面的美观度，更会影响到路面的使用功能。由此可见，一定要重视沥青路面的离析问题，并找到更多的解决办法来减少离析现象的发生。

3 路面施工时产生离析的原因

3.1 集料离析的原因

集料离析问题主要与施工原材料、拌和，以及运输问题有关。首先，原材料质量造成的离析问题。一般路面施工所需的集料经常会由多个料场提供，这些料场破碎和筛分机械规格大多不统一，因此，使得供应的集料质量和规格也存在一定的差异。不仅如此，一旦沥青材料粘度不够，也将会促使集料离析现象的发生。其次，不均匀拌和造成的离析问题。当拌和过程中出现拌和时间短、某些拌和机搅拌叶片磨损严重、拌和机振动筛局部发生破裂等问题，则极容易造成沥青混合料拌合不均匀，导致后期出现离析现象。再次，运输过程中造成的离析问题。运输过程中的颠簸，使得大粒径和多面体的集料滚动速度较快，因此极容易堆放在混合料的下部，相对规格较小的集料则堆放在料堆的中间或上部，加之料堆表面与空气接触，温度急速下降，使得料堆中心温度下降较慢，从而出现离析问题。

3.2 碾压离析的原因

沥青路面施工的一个重要环节是压实，在压路机对沥青混合料进行碾压、压实的过程中，每段路的压实速度、温度、遍数等都是不尽相同的，从而造成了沥青路面压实度不均匀，出现碾压离析问题。而且，当集料离析问题出现的时候，也会使得沥青路面的压实度无法达到原先的要求，仅仅依靠提高压实度来减少空隙率是无法从根本上解决离析问题的，而且，如果碾压过度，更会将集料压裂，从而降低公路的使用效能。

3.3 温度离析的原因

在集料运输和卸料、骨料加热温度不均匀之时，都可能出现温度离析。具体来说，笔者认为温度离析主要表现在以下几个方面：第一，在运料途中，沥青混合料通过车厢壁与空气进行热交换，从而使得混合料四周温度下降较快，加上沥青混合料导热性能比较差，中心温度很难快速传导到四周，从而使得这些材料的中心温度大大高于四壁温度；第二，由于车厢中部温度高、黏性低，因此，在卸料过程中容易先被卸到摊铺的料斗中，从而使得高温材料最先摊铺到路面基层，低温材料则铺至表面，进而加剧了混合料温度的不均匀度。

通过分析上述三种离析原因可知，沥青路面施工中集料离析、碾压离析及温度离析，通常情况下是交叉发生的。因此，不可以将这三种离析分割来看。沥青混合料本身特质就会引起离析问题，一旦施工过程中不多加注意，就会出现更多的施工问题。因此，设计者和施工者必须要投入更多的精力来研究沥青路面离析的防治措施。

4 沥青路面离析的防治措施

4.1 原材料质量和配合比的控制

原材料质量直接影响着沥青路面施工质量。因此，在原材料采购过程中要严格按照设计要求来选择施工原材料。在集料选择方面，最好能够选择那些质量把关严格、信誉度高的供货商；在石料选择方面，要坚持石料生产过程跟踪，并根据具体情况及时调整矿料级配，以及生产配合比；在沥青用量方面，要注意略高于设计用量；在拌合过程中，要注意取样抽提、筛分检测混合料的矿料级配、油石比，以免材料发生变化，使得集料不均匀。而且，沥青路面一般采用热拌混合料，并在通过目标配合比设计、施工配合比设计，以及配合比试验来确定沥青混合料拌合所需的材料品种、规格，沥青用量等。与此同时，要特别注意现场取样和试验测试问题。这些措施对施工质量控制起着至关重要的作用。

4.2 沥青混合料运输控制

为了降低沥青混合料的氧化挥发程度，尽可能减少运输过程中出现的离析问题，笔者认为需要从以下几个方面多加注意：第一，要合理布置和设置沥青混合料拌合厂，尽可能地将厂址靠近施工现场，缩短运输距离。第二，拌合料运输车每次的运输量要尽量大一些，并要选择比较平坦的运输道路，减少颠簸。在运输过程中也要做好保温工作，在运输车料仓外表面覆盖保温材料，消除运输中的温度差。第三，混凝土运输车数量必须满足拌合站不停机的要求，而且，在施工现场的摊铺用料不能断缺，摊铺机前应有运料车在等候卸料。第四，运输车料仓在对沥青混合料进行运输前要先在内壁涂抹一层有阻隔性能的混合液，以免料仓内受到污染。第五，放置石料的场地要尽量保持清洁，并要做好防水措施，以避免雨水淋湿或混入其他的杂质，而且，料仓的开度也要控制好，仓内材料不能全部用完。第六，要采用转运车进行摊铺。一般转运车摊铺的路面比较均匀，可以有效地减少离析问题。

4.3 合理碾压办法

合理碾压可以保证沥青路面施工质量，一般采用组合碾压的方式进行。具体来说，碾压要分为三个阶段：初压阶段、复压阶段及终压阶段。初压阶段一般选用双钢轮压路机碾压两遍；然后进入复压阶段采用重型轮胎式压路机反复碾压不少于五遍；最后在终压阶段要再次选用双钢轮压路机碾压两遍。待碾压完毕以后要使用钻芯检测来检查路面的压实度。如果检查不合格，则需要返工继续碾压，直至达到检查标准为止。还要特别注意，在对路面进行碾压的过程中要控制混合料温度，在初压阶段、复压阶段、终压阶段温度分别不能低于 120℃、90℃、70℃。

4.4 合理温度控制

因为温度问题造成沥青路面离析的现象十分多见，因此在沥青路面施工过程中要注意温度问题。例如，监理工程师要测量摊铺机的摊铺面层温度、装卸车时要对沥青混合料进行温度测试、要每隔45 min对已经从运输车料仓内卸下的沥青混合料进行温度测试。根据运输路程长短计算沥青混合料进出站温度等。一旦出现温度差异要尽量采取缩短运输时间、保温等措施来合理进行温度控制，以减少温度离析现象的发生。