公路沥青面层施工中离析原因分析及防治措施

陈广宇

1 离析原因分析

1.1 基层顶面标高超限

由于水泥碎石基层施工时对顶面标高控制不严,而沥青下面层施工前对基层顶面标高没有认真复核,加之沥青下面层施工是采用了走钢丝的厚度控制方式,故使沥青下面层施工初期出现离析,如对出现块状离析处钻取芯样检查,发现沥青下面层厚度达不到规定值(4cm),个别地方仅2cm,说明基层顶面标高误差过大的地方容易使粗细骨料分离。

1.2 原材料及混合料配合比所致

如设计或施工中混合料的沥青含量不合适,使集料包裹的沥青厚薄不均,影响沥青混合料压实性能;集料的性质,尤其是粗集料的最大粒径与铺筑厚度比值偏大很容易导致沥青混合料摊铺层不均匀。

1.3 沥青混合料拌和、运输、摊铺时产生的离析

(1)拌和均匀性欠佳的沥青混合料,铺面将出现块状离析。沥青混合料拌和不均除容易出现颜色不均花白颗粒外,还会导致粗细颗粒的分布不均而产生沥青铺面的离析。

(2)运输:沥青混合料从储料仓或拌和机向运输车放料时出料口到料车的距离过大或若运输车未按规定挪动汽车位置,将会引起细粗集料的离析。

(3)摊铺:一是由于摊铺机激振频率与摊铺速度未建立相关联系,摊铺速度的变化导致摊铺压实密度不均产生碾压离析。二是摊铺机集料斗未及时拢料,这样集料斗两翼内侧的余料会形成向内的斜面,开始卸料时,粗颗粒将流向集料斗底部,摊出的铺面将出现等距离的块状离析。三是熨平板是由多块拼合而成,每块熨平板中由于夯锤新旧程度和磨损情况不尽相同,因而各块熨平板的激振强度会有所差异,激振强度大的熨平板会把较多的细料振到铺层的下部,表面呈现较多的粗料;而激振强度较弱的熨平板振动铺层下部细料较少,而铺层表面细料较多。整个铺面也就呈现出条带状的粗细料不均匀的现象。

1.4 压实过程中产生的离析

压实过程中沥青混合料的压实温度时高时低,而压实设备不可能跟随变化,因而使摊铺的沥青混合料压实度不均匀而产生碾压离析;另外由于压实时要求部分重叠、压实到铺层边缘时无侧限、压路机的运行速度以及振动压路机起步、停止等都会引起压实功的变化,导致沥青混合料碾压离析的产生。

2 减少混合料离析的措施

(1)为了减轻离析,提高混合料的均匀性,在设计上应选择与压实层厚度相匹配的混合料类型,适当减少集料最大粒径外,建议摊铺厚度与混合料中骨料的最大粒径比值在2.5～3.0较适合。

(2)加强集料生产管理,努力使用清洁的、均质的集料。尽量由统一厂家生产,原材料矿石种类一致,破碎碎石工艺相同,要求反击式碎石机。并要求各机筛孔相同,并及时更换,对于不同厂家的集料要混合后重新筛分,确保集料规格一致。拌和楼应将集料堆放在硬化的土地上,细集料要加棚盖,集料堆积时要使用推土机和铲车,并应避免料堆过大或过高。

(3)加强拌和楼冷料仓隔离效果。上料装载机大铲宽度要与料斗宽度相应,不得过宽,上料时避免料斗内集料超高而导致与相邻料仓混料,引起级配发生变化。对拌和楼热料仓构造不合理之处适当加以改造,避免吐料时由于骨料搭桥,产生吐料盲区引起离析。

(4)拌和机要选择合理的振动筛筛孔,严格控制碎石超粒,将超粒径排出去。对拌和机的传感器要仔细标定,严禁使用称量不准的拌和机,拌和机每出次料必须打印出料仓和沥青的数量,记录集料、沥青和混合料的温度,并随时检查打印结果与设定值之间的差异有无大的波动,如有疑问立即停止拌和。

(5)矿粉含量尽量控制在级配范围的中值附近,不宜过多,若确有需要,则相应增加拌和时间,确保充分拌和,无花白料,无离析。控制含泥量,若含泥量过高则相应增加干拌时间,避免结团现象。

(6)混合料的运输宜采用大吨位汽车,因为它形成的离析量要少,自卸汽车在装料时应该在每装一锅后移动一下位置,并按车厢前、后、中的装料顺序,以避免粗骨料滚动在车厢四周,自卸汽车卸料时要快速卸下,避免发生物料滚落,以减少粗骨料向外侧堆积。

(7)拌和能力与摊铺能力相匹配,保持摊铺机刮板输料器和螺旋分料器稳定、连续地工作是减少混合料离析的主要方法。从过内外研究和实践表明:保持摊铺机刮板输料器和螺旋分料器稳定、连续地工作,螺旋分料器腔内的混合料略高于螺旋分料器长线(即螺旋的填充系数稳定在0.7～0.75左右),刮板输料器和螺旋分料器的实际运转时间不得少于摊铺机作业时间的80%,则混合料将始终沿烫平板宽度方向均匀分布,混合料产生的离析将降低至最少。实践证明:刮板输料器和螺旋分料器的转速不断变化,造成的离析量比转速均匀造成的离析量增大十倍以上。

(8)选用高性能摊铺机铺筑沥青路面,高性能的摊铺机可以使沥青混合料的供应与摊铺速度、宽度和厚度相适应,能够保证摊铺机稳定、连续地工作,从而减少离析的产生。如采用全自动控制的输料系统,可以使摊铺机刮板输料器和螺旋分料器的供应实现全自动按比例控制,从而实现稳定连续的供料。又如选择作业速度自控装置,可以不受外界因素影响干扰保持速度稳定等等。所以选择高性能的摊铺机能够获得较高的铺筑质量和减少离析的发生。

(9)控制摊铺速度,确保慢速、均匀、不间断的摊铺。严格控制摊铺机铺筑宽度,一般不宜超过6～8m,宜采用两台摊铺机梯队作业。并在螺旋分料器两端改装反向叶片,在螺旋分料器两端将螺旋叶片反向安装,使混合料在分料时两端形成二次拌和从而减少粗骨料的堆积。

(10)加强压实管理,合理安排压路机的数量和类型,初压要跟紧摊铺机碾压,提倡采用大吨位轮胎压路机碾压。

(11)加强质量检查,通过红外线温度检测器检查温度、核子密度仪检测密度、铺砂法检测构造深度等手段,对离析情况和均匀性作出评价,如发现有严重离析现象,必须返工,不留后患。

3 沥青路面离析处理办法

3.1 表面离析的处理

对于表层离析,宜在碾压前进行处理,摊铺后立即补撒细料,填补空隙,然后碾压。也可待已碾压的路面温度降到室温后在离析部位均匀喷洒改性乳化沥青粘层油,洒布量以0.4～0.6kg/m3为宜,根据离析程度确定,不得少量,也不宜超量。喷洒改性乳化沥青后适量撒布沥青预拌石屑,然后适当碾压,清除多余的石屑,保证路面平整度。

3.2 贯穿离析的处理

贯穿离析一般成块状,应返工处理,混合料摊铺后宜立即更换均匀料,适当抚平,然后碾压。也可在路面碾压完毕后处理,挖除离析料,将边部切齐,均匀涂刷一层同标号的热沥青或改性乳化沥青,然后按松铺厚度加入均匀料,再碾压密实。

参考文献

[1] 王亚林,郭小宏.沥青混合料碾压离析分析[J].公路交通科技,2007(1):41～46.

[2] 代美香.沥青路面推移的原因及预防措施探讨[J].山西建筑,2007(3):309～310.