沥青混合料离析对路面施工的影响策略分析探讨

2022-03-28詹友

大众标准化 2022年3期

詹友

（南京市公共工程建设中心，江苏南京 210000）

在公路沥青路面施工过程中，若沥青混合料存在离析问题，不但会使路面施工质量受到影响，还会对公路使用效果和安全产生影响。在公路沥青路面施工过程中，混合料施工温度、碾压、运输、摊铺、集料堆放、拌合以及原材料质量等因素都会导致沥青混合料出现离析，因此，在实际施工过程中，施工单位应以公路施工特点为依据，合理分析其原因并采取科学的措施进行防治，保障公路施工质量。

1 工程概述

在某公路工程施工过程中，其路面下面层为AC-25C沥青混凝土（8 cm），最大粒径为31.5 mm，其油石比为3.9%，级配较粗，且沥青含量较低，因此在实际施工过程中，若某道工序施工质量不符合要求，都会导致沥青混合料出现离析问题，使路面整体施工质量受到影响。

2 公路沥青路面离析的定义及其种类

在公路沥青路面施工过程中，若某位置的沥青混合料分布不均匀，会导致该处出现应力集中等问题，该种问题即为公路沥青路面离析。路面离析主要会导致沥青路面出现裂缝、脱层、变形以及早期损坏等问题。图1为沥青路面离析图。

图1 沥青路面离析图

从宏观的角度来说，公路沥青路面当前常见的离析问题主要可以分成三类，主要如下：

（1）级配离析。在沥青混合料生产、摊铺以及运输等过程中，由于施工人员操作不当，会使混合料出现粗细集料分布不均匀的问题，导致其产生离析；

（2）温度离析。在对沥青路面实施施工过程中，不同的施工位置其温度降低的速率也各不相同，导致其出现温度差，进而产生温度离析。

3 导致沥青路面离析的原因

3.1 原材料及拌和质量不符合要求

在公路沥青路面施工时，原材料质量与该工程整体质量息息相关。该项目施工过程中，所使用的材料均来源于工地周围的矿源，为了确保原材料供应的连续性以及及时性，施工单位决定从多个碎石场采购原材料。但是各个碎石场的生产标准并不一致，其筛分设备、破碎设备的型号各不相同，即使其碎石规格相同，实际尺寸也存在较大的误差，这就会导致施工过程中所使用的集料级配均匀性较差，进而产生沥青路面离析问题。除此之外，在对沥青混合料进行拌和施工过程中，若上料过程冷料仓进料比例与设计比例不匹配，或者热料仓筛网被损坏，都会使沥青混合料出现离析问题。

3.2 集料堆放不当

在沥青混合料生产过程中，若集料堆放不当会对混合料级配产生较大的影响。该种问题主要表现为如下几点：

（1）在集料堆放过程中，常常会各种集料混杂堆放在一起，不同集料之间没有严格按照要求进行分隔，导致铲车司机无法准确辨别集料的类别，加剧离析问题。

（2）集料堆放场地防水措施较差，导致集料含水不均匀且含水量增加，该种问题也会导致沥青混合料产生离析。

（3）在集料堆放过程中，施工人员习惯将集料堆成锥形，若受到外力作用，锥顶和料堆侧面上的集料会发生滚动，产生粗细不均的情况。

3.3 运输和摊铺不合理

在沥青混合料装载过程中，当混合料装载下落高度较高时，此时粒径较大的集料会向车厢周围堆积，而粒径较小的集料会堆积在车厢中心位置，导致沥青混合料产生离析。与此同时，在卸料过程中，粒径较大集料会向摊铺机受料斗两边堆积，而粒径较小的集料会集中堆积在摊铺机中间，使其再次出现离析问题。

在对沥青路面进行摊铺施工过程中，由于上述问题，导致送料器在送料过程会将部分粗集料留在料斗中，会导致粗集料出现第三次集中分布，使沥青混合料出现离析。与此同时，在摊铺机作业过程中，其螺旋布料器旋转会产生离心力，在离心力的作用下，会导致粒径较大的可以向两边滚动，导致其摊铺区域边缘产生离析问题。除此之外，在该公路工程施工过程中，摊铺机的熨平板为多个小熨平板拼接成的，若拼接不紧凑，会产生较多接缝，导致沥青混合料出现离析。

3.4 温度控制不当

在对沥青混合料进行运输过程中，随着运输距离的增加，沥青混合料温度也会越来越低，一般情况下，混合料运输到施工现场时的表面温度应控制在155 ℃左右。但是当混合料运输距离进一步增加时，其表面温度会出现相应减持，导致沥青混合料内外温差增加，使公路沥青路面产生离析。与此同时，当沥青混合料温度较低时，仅使用熨平板并不能使混合料温度提升，导致摊铺过程中出现小范围离析，影响公路施工质量。

3.5 混合料压实不均匀

在对沥青路面实施施工过程中，为了保障沥青路面的施工质量，施工单位应严格控制压实环节的施工质量。在对沥青混合料进行压实施工时，作业机械不稳定、压路机在碾压长度以及宽度方向压实功的变化以及摊铺机铺层宽度压实功之间的差异等原因，都会对路面空隙率以及压实度造成影响，进而导致沥青路面产生碾压离析。

4 公路沥青路面离析的主要应对策略

4.1 控制原材料质量

在对沥青路面进行施工过程中，需要使用大量的集料，因此为了有效控制沥青路面离析问题，施工单位应对原材料质量进行控制，从源头上解决离析问题，主要做法如下：

（1）粗集料：施工单位应以施工要求为基础，合理选择粗集料的级配。粗集料应尽量从同一碎石场取料，当一个碎石场无法满足施工需求，需要使用多个碎石场的石料时，施工单位应确保各碎石场机械规格和型号是一致的，与此同时，检测人员还应根据规格对不同碎石场的粗集料进行筛分，确保集料粒径的一致性。

（2）施工单位应在保障原材料干燥和洁净的前提下，对碎石针片状含量以及压碎值进行控制。

（3）粗集料需要选择二次破碎（反击破）工艺加工的粗集料，反击式破碎原理：利用反击力达到破碎粗集料的目的，当粗集料进入破碎机械的破碎腔中，因为转子的转动会给粗集料提供动能，就能实现粗集料在反击板和转子间不停冲击，进而实现逐级破碎，达到要求的出料粒度。

（4）细集料应该严格控制砂当量指标，当细集料进场前需要搭建大棚，防止因为曝晒以及雨淋等天气因素导致细集料质量下降。

图2 沥青混合料后场

4.2 严格控制沥青混合料级配

在对公路沥青路面进行施工过程中，其施工压实度与沥青混合料级配连续性息息相关，当级配连续性较好时，公路路面碾压均匀性会进一步增加。因此为了提高公路路面施工质量，施工单位应对粗集料和细集料级配进行控制。在施工过程中，若实际级配小于级配范围中值，会导致混合料压实难度增加，严重影响沥青路面的压实度；若实际级配大于级配范围中值，会使沥青路面摊铺均匀性受到影响，最终导致其出现离析。通过对其他工程进行分析可知，在公路沥青路面施工过程中，沥青面层混合料的通过率与级配范围中值之间的差值应不超过2%，沥青下层混合料和沥青中层混合料的通过率与级配范围中值之间的差值应不超过4%，不会对沥青路面摊铺均匀性产生较大的影响，可以有效保障后期压实施工，在控制沥青路面离析的前提下，保障其路面压实度。

4.3 注重材料的堆放和转运

在原材料堆放过程中，施工人员应先对不同原材料进行分类，并使用挡板将不同分类的原材料隔开，避免不同原材料混合在一起。与此同时，施工人员应对原材料堆放高度进行严格控制，将一种原材料分成多个小堆进行堆放，这样可以使原材料均匀性得到有效保障，减少材料离析问题。除此之外，施工单位还应对材料堆放场地进行硬化和排水处理，并对原材料进行垫高、搭棚处理，达到控制原材料含水量的目的。

在原材料转运过程中，为了有效控制混合料离析问题，施工单位应选择合理的转运方式。该工程在原材料装载过程中，主要使用装载机进行装卸施工，在此过程中，集料会在垂直方向上产生位移，为了防止污染料堆，施工人员应正对堆料面进行装卸，与此同时，为了减少集料离析，施工单位还应使用专用运料车运料。

在装料过程中，施工应对运料车移动位置进行控制，在控制混合料离析问题的前提下，提高装料速度。施工单位可以分三部分进行装料施工，主要装料顺序如下：施工人员应先对靠近车头的车厢位置进行装料施工，随后应对车厢尾部位置进行装料，最后再对车厢中间位置进行装料，该种装料顺序可以保障料堆均匀性（如图3所示）。在卸料施工过程中，为了防止混乱滞留，施工人员应将混合料一次性倒入摊铺机中。在此过程中，施工人员应抬升车厢，确保其角度不小于45°，后将尾箱打开，使混合料一次性进入摊铺机中。

图3 运输车辆正确的装料顺序

4.4 控制拌和施工质量

在对沥青混合料进行拌和施工时，拌和均匀性主要受拌和温度以及拌和时间的影响。为了使沥青混合料拌和质量进一步提高，在实际拌和施工之前，施工人员应先进行试拌试验，确定拌和指标和参数。在实际拌和施工过程中，施工人员应对沥青混合料粗细集料分布情况、沥青包裹情况以及沥青混合料颜色等实施进行观察，一旦发现离析问题，应对拌和温度和时间进行调整。在对该工程沥青混合料实施拌和施工过程中，所使用的拌和机为间歇式拌和机，该种设备可以对拌和施工进行自动化控制，保障沥青混合料拌和质量。

4.5 控制摊铺施工质量

在公路沥青路面施工时，控制摊铺施工质量可以有效控制沥青混合料的离析问题，达到提高公路整体施工质量的目的。在对该公路工程沥青混合料实施摊铺施工过程中，为了保障摊铺质量，施工单位应采取以下几种措施：

（1）在实施摊铺施工之前，施工人员应对摊铺机螺旋布料器等部件实施检查，并安装反向螺旋布料器，确保料门开度、链板送料器的速度以及螺旋布料器的转速等满足施工要求，保障摊铺机能够顺利运行。

（2）施工人员应对摊铺机操作过程进行控制，严格控制摊铺机的上料时间，避免因人为操作导致沥青混合料摊铺出现离析问题。在摊铺施工过程中，当摊铺机刮板快露出时，施工人员应及时进行上料。与此同时，为了保障供料的连续性，当摊铺机料斗两翼将复位时，施工人员应立即实施卸料施工。除此之外，在摊铺机上料过程中，施工人员应对料斗两翼角度进行控制，避免出现斜面，防止粗集料堆积在料斗底层位置，达到控制块状离析问题的目的。

4.6 控制碾压施工质量

在对沥青路面实施碾压施工之前，施工人员应以实际施工情况为基础，对压路机组合方式进行合理选择，并选择有代表性的路段作为试验段。在碾压开始之前，施工人员应检查隔离剂在压路机上的喷洒量，调整至适中，过大过小都不宜。试验段完成后，施工人员应尽量选择高温条件进行碾压施工，通常碾压应分为初压、复压以及终压三个过程。与此同时，在碾压过程中，压路机不能突然转向或停留，且施工人员应对碾压速度进行合理控制，确保碾压质量。除此之外，当面层存在离析问题时，施工人员应在离析位置洒布细料，并使用压路机进行碾压施工。