沥青混凝土变异性的控制措施

杨淑丽

(黑龙江省高速公路建设局)

1 引言

黑龙江省公路建设发展迅速，沥青混凝土路面广泛应用于高等级公路建设中，随着我国经济的飞速发展，高等级公路的建设规模不断扩大，车流量与行车荷载逐步增加，对沥青混凝土路面的使用性能要求越来越高。一些公路建成通车不久就出现了不同程度的早期破坏，如路面开裂、龟裂、松散、车辙、水损害等早期破坏现象，严重影响了行车安全和使用品质。

2 沥青混凝土变异性成因

沥青混凝土变异的产生由有很多因素引起的，包括原材料的生产与运输、配合比的设计、混合料的拌和、运输、摊铺及碾压的每一个环节，均有可能对沥青混凝土的变异性或大或小的产生影响。

2.1 原材料的变异性

一条公路建设一般由几个施工单位施工，多由沿线就地取集料，由于沿线料场规模大小各异，各料场的生产能力不均衡，导致石料质量、尺寸不能统一。同时不同料场的石料破碎机的型号各异，振动筛的筛孔、振幅、筛板的倾斜角度等都差别很大，母岩质量、石料的破碎方式及流程、成品料存料的方式、除尘设备是否健全等差异，均对集料的变异性产生较大的影响。拌合站储料仓对集料的堆放不当，导致在堆放时大颗粒集料容易沿料堆滚落至料堆底部，产生集料级配的变异。

2.2 沥青混合料的变异性

在生产拌和过程中，为了片面追求工程进度，拌和时间不足、拌和不均匀，导致花白料和沥青混合料的拌和变异。在各热料仓石料向拌和锅一次进料时，由于落差不同，部分处于下落过程中但未被称量的石料落入拌和锅，造成生产配合比各热料仓出现偏差，造成生产配合比的变异现象。沥青混合料在运输过程中，运料车从拌合站到摊铺现场的过程中，运料车在不平整道路上行驶、急加速或急刹车时，极易发生混合料变异现象。

运料车在向摊铺机内卸料时，颗粒大的骨料滚向摊铺机收料斗的两侧，在螺旋分料器送料的过程中，料斗中间的混合料首先进入摊铺机被摊铺到路上，在运料车完成卸料后，摊铺机收斗时，两侧滚落的大颗粒骨料被输送到螺旋分料器中，摊铺后路面上出现集料级配变异的带状分布。特别是全幅大功率摊铺机，摊铺后路面产生中间较细而两侧粗骨料集中的变异现象，最终导致空隙率过大、透水严重、冻胀能力差，易出现早期破坏。

2.3 温度变异

沥青混合料在施工过程中出现的变异现象一般被分成级配变异和温度变异。温度变异的危害已经受到道路施工人员的重视。沥青混合料在运输和卸料过程中热量流失不均衡而产生的明显温度差异，摊铺到路面时，局部区域的沥青混合料温度甚至会低于沥青混合料所需的摊铺温度，此区域的混合料难以被压实，影响到平整度。温度的不均匀会导致碾压密实的差异，以及因为温度的不同导致沥青粘滞性的不同，导致自由沥青、薄膜厚度差异以及与集料粘附性的不同，出现了局部沥青含量以及细料含量上的不同的级配变异，主要表现在压实度和空隙率不能满足规范要求。造成沥青混合料的空隙率过大，不能封住水的下渗，以致造成路面透水。如路面结构层没有良好的排水设施，进入路面的水不能排出，长期积存在混合料内部，在汽车荷载作用下造成动水压力。交通量大、重载车超载车多，行车道负担过大，轮胎作用产生的动水压力将使沥青膜与集料之间逐渐剥离，并不断发展产生松散、剥落、最终成为坑槽，严重影响到路面行驶质量。

3 减小变异的控制措施

(1)控制原材料的生产和存放。

每种规格的石料尽量采用同一家石场生产的，统一振动筛的尺寸。拌合站存放时，统一采用阶梯料堆分层存放，每层高度不要过高，控制在1 m左右，不可使用运料车直接在料堆顶部进行卸料。

(2)控制混合料运输车辆。

拌和楼向运料车装料时，按照前、后、中的顺序卸料，每卸一次料，运料车挪动一个相应的位置，减少混合料滚动的距离。

运料车在行进时保持匀速前进，不可时快时慢或急刹急停。

对运料车辆进行改装，在车厢后挡板安装内侧翼板，减少卸料时大粒径骨料滚向摊铺机两侧。

(3)为尽可能减小温度变异对沥青路面的危害，针对温度变异的产生条件，可以采用以下控制措施。

使用大吨位的运料车，避免采用小型车辆，这样可以减缓温度下降速度。它的不足之处是，大吨位的运料车只是比小型车辆能减缓温度下降的速度，然而大吨位的运料车在运输过程中也不能改善车体四周温度下降导致的温度变异问题。

控制拌合楼出料速度，平衡运料车数量、运距及摊铺机摊铺速度等条件，保证摊铺机连续摊铺，尽量减少运料车等待卸料和摊铺机待料的时间，避免沥青混合料的温度损失。施工现场通常会使运料车的运量较摊铺机的摊铺速度有所富余，一般规定摊铺机前方有不少于4辆运料车等候卸车，以保证摊铺的连续性。

加强运料车厢的保温工作，如严密加盖苫布、对车厢四周挡板加厚，采用导热系数小的保温材料对车厢四周进行保温等。黑龙江省是寒区，有效施工期短，夏季高温期更短，然而环境温度越低运料车中的沥青混合料温度下降速度越快，即使做好了保温措施，还是不能根本消除温度变异问题。

在摊铺机前可使用沥青混合料转运车，它是在运料车辆与摊铺机之间，将沥青混合料卸入混合料转运车中，沥青混合料转运车接收到混合料后不间断地搅拌，实现沥青混合料的二次拌和，使在拌和、贮存、运输过程中产生的集料级配变异和温度变异得以消除，重新使沥青混合料级配均匀、温度一致，然后转运车将搅拌后的混合料连续地输送给摊铺机。有转运车时摊铺送料带温度分布非常均匀，随时间变化沥青混合料温度均匀、稳定，能够基本消除传统摊铺技术中的温度变异现象。

(4)调整摊铺机的施工工艺。

运料车向摊铺机卸料时，卸料速度应尽可能的快，可以减少混合料的滚动，一定程度上减少了集料级配的变异。运料车卸完料后，摊铺机应控制速度，暂停运料器，收合料斗等下一辆运料车开始卸料后再将混合料一起送料。

在铺筑过程中摊铺机螺旋布料器尽量调低，布料器叶片底部摊铺面宜不高于10 cm。布料器中混合料的埋深位置应以略高于螺旋布料器2/3为宜，同时螺旋布料器的转速不宜太快，保持摊铺机布料器均匀转动，以免出现级配变异现象。

混合料的摊铺应保持合理的速度，根据拌合站的拌和能力进行合理调整，做到缓慢、均匀、不间断摊铺。

4 结论

沥青混凝土变异已成为我围沥青路面早期损坏的主要原因，而其主要原因在于沥青混合料在施工过程中产生的变异导致铺筑层的力学性能变坏，出现不良结构而形成不均匀的路面。沥青混凝土变异性研究可用来指导施工，保证沥青面层的施工均匀性，提高路面的使用质量。减少甚至基本消除沥青路面的多种初期和早期破坏现象，以保证路面的设计使用寿命。

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［1］张肖宁.沥青路面施工质量控制与保证［M］.人民交通出版社，2009.

［2］王保华，高晋，贾伟忠.沥青混凝土离析现象成因及控制措施［J］.公路交通科技，2012，(8)：73-76.

［3］张成.红外热像仪在沥青路面施工质量过程控制中的应用［D］.长安大学硕士，2010.

［4］公路沥青路面设计规范(JTJ D50-2006)［S］.

［5］公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)［S］.