浅议沥青混合料性质对路面施工质量的影响与施工对策

2015-12-02扬州职业大学江苏扬州225009

江西建材 2015年22期

■吴雯 ■扬州职业大学，江苏扬州 225009

现阶段，随着社会经济的发展，我国开始加大公路交通等基础设施的建设，截止到目前，我国的高速公路里程居世界第二。然而，在公路交通建设如此迅速发展的过程中也出现了一些问题，路面施工质量问题一直困扰着我国公路健康发展，不仅影响公路的使用寿命，另一方面对行程舒适性与行车安全造成严重的影响。笔者主要从沥青混合料性质的角度，其对路面施工质量产生的影响进行分析，从而得出对应的解决对策。本文对沥青混合料性质对路面施工质量的影响与施工对策进行研究和探讨，不足之处，敬请指正。

1 沥青混合料组成及配合比设计分析

沥青混合料是道路工程最常见的材料，沥青混合料包括沥青、碎石、砂、矿粉以及添加剂等。沥青混合料必须符合路面的施工要求才可投入使用，必须要有一定的力学特性，比如抗疲劳抵抗性能、高温抗变形性能及低温抗开裂性能等;一定的耐久性能，比如在自然环境的影响下具备一定的抵抗能力，包括老化、冻融以及浸水等;科学合理的结构适应性能;表面功能特性，比如平整性、抗滑能力、排水特性等;一定的工艺特性，包括在拌合、运输、摊铺、维护等过程中展现的施工便捷性。以上可以表现出路用沥青混合料的功能要求是多元性和歧义性的综合体。一般而言，这种歧义性体现为沥青混合料在高温情况下抗变形性能与低温情况下避免产生开裂的冲突。实际情况下，沥青混合料的性质使得这种歧义性更为复杂。

比如，沥青混合料要具备一定的粘弹特性，具有一定的流动特性与易成型性;具备一定的弹性变形恢复能力;针对疲劳抵抗性能，沥青混合料对柔韧性和能量耗散能力也有一定的要求;要有低温情况下的应力松弛能力，也要有较小的收缩特性及较大的低温开裂性能。因此对沥青混合料进行设计过程中，关键是要对以上特性之间寻求平衡点。具体而言，根据结构层的功能要求对沥青混合料进行设计，要遵循“适当兼顾其他功能”的原则。相对来说，典型的有抗滑表层、薄层沥青路面、沥青下卧层等;促进石油沥青技术标准的提升，迪欧沥青性能评价方法进行改进。除此之外，适当掺加聚合物也可以提升沥青技术水平，并且在多级沥青工程实例中得到广泛应用;对粗集料的骨架作用进行充分利用，在合理范围内适当提高矿质混合料中粗集料的使用比例，其中最应推广应用的是SMA 路面技术。然而，除此之外必须对沥青混合料组成材料的特性进行分析，对沥青混合料材料性质与路面施工质量的影响进行研究，是现阶段沥青路面研究领域的热门课题。

2 沥青混合料性质的影响因素

2.1 沥青混凝土拌和机无法正常工作

沥青混凝土拌和机的相关装置设备一旦出现故障问题，或者由于使用操作失误等问题，都会导致拌和机无法正常工作，继而造成混合料配比准确性下降，混合料性质变得极其不稳定。比如拌和机的料仓未进行严格的分隔，造成集料等级没有按照施工要求进行，导致混合料中产生细料过量的情况;矿料进料口的设置有误，造成沥青含量、集料等级等与施工要求有冲突，导致混合料中产生细料过量的情况;烘干筒长时间处于超负荷运行的状况，或其倾斜角度太大，导致混合料温度异常，体积较大的骨料无法被沥青完全裹覆，混合料的颜色异常，明显有水蒸气溢出;烘干机操作失误，造成混合料温度异常，体积较大的骨料无法被沥青完全裹覆，混合料的颜色比较灰暗且没有丝毫光泽，伴有水蒸汽溢出，混合料呈现出显著的老化特征;温度指示器调整失误，也会产生同样状况;热料斗中矿料用尽，造成集料等级降低，使混合料中细料大量剩余，继而导致混合料不均匀及沥青过量的情况;如果沥青用量不符合要求规范，直接造成沥青含量不足的情况或料车中混合料表现为游离状况;拌和装置作业时而不稳定，造成混合料温度异常，料车中粉料表现为游离状况。

2.2 人为因素

在混合料进行拌制时，会因为一些人为因素对沥青混合料性质产生影响，比如生产组织管理存在问题、操作人员的责任心问题及其他人为因素等，一方面会使拌和机工作不正常;另一方面也会对混合料的配比及温度产生影响。除此之外，在混合料进行运输、摊铺及压实等环节中，也会由于人为因素导致混合料的性质发生改变。

2.3 技术指标改变

(1)首先，原材料的影响，沥青的生产原材料实际上在一定程度上会对沥青品质起决定性的作用，所以对沥青进行采购时，尤其要注意炼制沥青的原油资源及改性剂;(2)沥青的生产工艺对沥青混合料性质的影响，其工艺方法包括蒸馏法、氧化法、半氧化法以及调配法等。制造方法的选择会使沥青性质的区别很大;(3)沥青在运输、储存等环节，因为经历的时间较长，有可能导致沥青老化的情况，使得沥青的性质产生一定程度的变化，尤其是改性沥青，存放稍微长的时间就会发生沥青离析的现象，因此检测指标肯定会发生改变;(4)试验精度对沥青混合料性质的影响，包括试验装置的精度、试验室的温度控制条件、试验方法的选择、试验工作人员本身的素质及其操作熟练程度等因素，都有可能导致试验产生误差，继而影响沥青的技术指标。

3 沥青混合料性质发生改变产生的后果

3.1 对摊铺的影响

如果混合料的性质极其不稳定，很容易引发摊铺厚度产生变化，继而导致波浪或拉沟等。比如混合料的温度太高，或者沥青的含量太大，矿粉的掺杂量太多、粒径不大于0.074mm 的细料太多，以上因素都会产生铺层变薄的后果。这种混合料的应用，会使得路面温度稳定性下降。一般而言，混合料的温度要控制在150 ±10℃范围之内。在此范围之外的话，混合料太软会使得承载能力下降，太硬不适合摊铺，因此会对铺层厚度产生影响。如果矿料中的大颗粒尺寸不小于铺层厚度，在摊铺过程中大粒料会被熨平板拖着一起滚动，使得铺层发生裂纹、拉沟等质量通病;混合料的配比设计问题会造成全铺层裂缝，由于振捣梁在摊铺时对混合料捣实要把它向前进行推移，假如混合料中的大粒料较多，有可能导致全铺层的大裂缝。

3.2 对压实质量的影响

混合料的性质除了对推铺质量有影响，实际上对压实质量的影响更大。在摊铺温度、初压温度、复压温度以及终压温度的四个环节，温度指标的改变对压实度的影响非常大。沥青混合料实际上是一种粘弹性感温体，其温度越高，可塑性越大。在一定条件下，温度和混合料压实程度有直接关系。随着温度的持续升高，混合料温度本身发生大的改变，致使压实程度变大。

如果碾压工艺、碾压温度一致，在一定条件下，铺设厚度较大的沥青层能让材料的热度保持的更加长久，可以为碾压提供更加充足的时间。沥青混合料的压实和其它压实的规律有很大区别，如果沥青混合料压实厚度不大，那么沥青混合料温度散失的也较快，且沥青混合料不具备一定的可移动空间，可以让颗粒充分嵌挤，因此压实效果不理想。然而，压实层厚度过大也不好，会使得有效压实功降低，压实度同样也会下降。

沥青混合料拌制过程中，因为粗、细集料动力特点存在显著的差异，无论是在生产、运输过程中，还是摊铺时，会因为操作失误，而导致混合料中粗、细集料分布不均匀的情况，从而出现级配离析的情况。粗骨料比较集中的地方，沥青路面的沥青的含量比较低，而且空隙率比较大;反之细集料比较集中的地方沥青路面的沥青含量比较大，而且空隙率比较小。以上两种情况都会使得压实度发生改变。

表一沥青混合料性质对压实质量的影响

4 施工对策

4.1 拌合

(1)建立并完善拌和楼管理制度。在拌和机工作时严格根据相关操作规范进行，尽量选择经验比较丰富的工作人员进行操作;(2)对拌和温度进行控制;(3)确保沥青拌和楼的称量系统精度及温度设定系统的稳定可靠性;(4)试验过程中对沥青混合料取样的均匀性进行控制，确保取样均匀;(5)混合料进行拌和过程中逐盘打印混合料拌和数据，从而可以掌握沥青含量变化情况。一旦有异常情况可以及时解决;(6)沥青含量开展抽提试验，尽快选用经验比较丰富的试验员进行操作，从而降低试验操作误差。

4.2 平整度

在平整度方面，需要采取以下几个方面的措施:

(1)摊铺机操作要符合规范，包括摊铺机的宽度、速度、摊铺机熨平板初始仰角等技术参数要设置的科学合理;摊铺机螺旋布料器的高度、料位高度等数据要准确无误;摊铺的速度要均衡，摊铺机的起动和熨平板振动要确保同步;(2)碾压工艺要合理，注意对碾压过程进行实时监控。复压的环节要选择钢轮振动和胶轮碾压相互结合的原则，其顺序是先进行钢轮振动碾压，然后是胶轮碾压。除此之外，还要选择适当的碾压速度;(3)振动压路机的振幅、振频等要科学合理，其中压路机选择方面尽量是双驱动钢轮振动碾压。施工时要保持碾压工序技术等数据参数保持一致，不能随意进行变更;(4)温度条件要适中，确保在符合规范要求的前提下进行，不能过分追求高温;(5)对下承层的施工平整度进行控制;(6)对混合料级配进行科学合理的设计，降低过大粒径集料颗粒的概率，以及沥青混合料级配改变的可能性;(7)针对横向施工缝要精心施工，防止出现跳点。

4.3 压实度

碾压是沥青路面施工的最后一个环节工序，为确保压实质量，施工技术对策如下所示:

(1)选择正确的碾压工艺，并配备一定数量的压实装置，这是促进良好压实度的基础，对碾压设备的组合和搭配要科学合理;(2)对压路机技术参数进行科学合理的设置。包括振动压路机的自重、振幅、碾压速度等参数均会对压实度产生影响，尽量选用科学合理的速度，并遵循“高频、低幅”碾压原则，才可以产生理想的压实效果;(3)在适当的温度条件下进行碾压，碾压时尽可能减小碾压段落;(4)对于粒径不一的混合料，要按照其最大粒径对碾压层厚度进行选择;(5)遇到雨雪天气，暂停施工，如果混合料遭到雨淋那么就得废弃;(6)热拌沥青混合料在运输和摊铺时应采取必要的措施，以降低其离析概率。