瀝青路面離析與防治措施研究

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瀝青路面在我國高速公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，然而其早期破壞現(xiàn)象是工程界的一大難題，研究證實，瀝青混凝土離析是瀝青路面早期損壞的一個重要原因。瀝青混合料的離析是指瀝青混合料粗、細(xì)集料粗和瀝青含量的不均勻，即在瀝青路面一定的區(qū)域內(nèi)，粗、細(xì)集料不均勻， 偏離了設(shè)計級配，瀝青含量不均勻，偏離了設(shè)計的最佳瀝青用量，從而使該區(qū)域內(nèi)的瀝青混合料實際配合比與設(shè)計的配合比嚴(yán)重地不一致的現(xiàn)象。瀝青混凝土發(fā)生離析后引起瀝青混凝土級配不均勻，壓實后引起局部路面空隙過大或過小。空隙率過大的地方，不但導(dǎo)致瀝青老化速度加快，而且在水存在的條件下，瀝青路面中已產(chǎn)生離析的瀝青混合料受汽車動荷載作用時會加速破壞，進一步發(fā)展成為坑槽等破壞現(xiàn)象，而空隙率過小的地方，又容易發(fā)生泛油等病害，這些情況不僅影響路面美觀，嚴(yán)重時甚至影響路面的使用功能。因此瀝青混合料的離析問題一直受到道路界研究人員、工程管理者和承包商的廣泛關(guān)注，并且在這方面進行了大量的深入研究。

　　1 離析類型

　　瀝青混合料離析包括級配離析和溫度離析：

　?。?） 級配離析是指熱拌瀝青混合料各組成部分在路面上分布不均勻從而偏離了設(shè)計級配，瀝青含量的不均勻則與設(shè)計的最佳瀝青用量不一致。

　?。?）溫度離析是指瀝青混合料溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象。混合料現(xiàn)場溫度差異較大，溫度相對較低的區(qū)域混合料比較硬，難以壓實，空隙率大，可能導(dǎo)致水損壞等病害的發(fā)生。

　　2 級配離析成因及防治

　　2.1 級配離析

　　瀝青混合料結(jié)構(gòu)類型是瀝青混合料的內(nèi)因，混合料級配中的最大粒徑越大，離析的可能越大；集料級配曲線愈接近最大密度線離析的可能性越?。婚g斷級l配比連續(xù)級配更容易離析。對于集料大于19mm的反"s"型級配及其它類型間斷級配混合料，施工時應(yīng)高度重視混合料離析的產(chǎn)生。同樣混合料在運輸果過程中，尤基是在裝卸過程中也會導(dǎo)致離析，因為混合料由料倉卸入車輛時，粗集料滾落在車廂外側(cè)下方，細(xì)集料則在內(nèi)側(cè)上方。攤鋪過程也是最容易引起離析的過程，究其原因有：（1）攤鋪時攤鋪機不收料斗使斗內(nèi)存有離析的混合料；（2）布料器轉(zhuǎn)速與攤鋪機速度不均勻，使細(xì)料下沉，粗料被運至兩邊；（3）攤鋪寬度過寬使兩邊的料產(chǎn)生離析。

　　由此可知，為減小瀝青混合料離析，需要在以下方面加強管理：

　?、俸侠碓u價混合料組成，從本質(zhì)上減小離析的可能性；

　　②控制原材料的料源，要保證料源，滿足原材料進場后的堆放，原材料的取用，尤其是粗集料的取用應(yīng)保證粗細(xì)均勻，生產(chǎn)過程中不允許裝載機貼地裝料、上料，加強原材料的管理，推廣規(guī)?；募洗笊a(chǎn)方式：

　　⑧拌合樓冷料倉應(yīng)設(shè)置足夠高度的隔板，防止相鄰冷料倉的料互相交混。此外，冷料倉下口應(yīng)采取矩形設(shè)計并采取振動器輔助破拱，就能很好地解決冷料倉堵塞和粗細(xì)料分層的問題。嚴(yán)格控制瀝青混合料的拌合時間，拌合時間過短或過長，都會對混合料的均勻性產(chǎn)生影響；

　?、茉诨旌狭系倪\輸和攤鋪過程中加強施工管理；

　?、蒉D(zhuǎn)運車也是有效減小離析的工具，它是在運輸車輛將混合料倒入攤鋪機中增加的一個環(huán)節(jié)，實踐證實使用轉(zhuǎn)運車對路面子整度、構(gòu)造深度及滲水系數(shù)均有明顯影響，用轉(zhuǎn)運車攤鋪的路面均勻性得到了很大的提商。

　　2.2 溫度離析

　　瀝青混合料在運輸、攤鋪時會發(fā)生不同程度的溫度離析。裝人運輸車后，與車底和車廂接觸的部分溫度要降低，瀝青混合料表層部分的溫度也要降低，而溫度高的瀝青}昆合料在裝入攤鋪機料斗、輸料器送料至熨平板前和蜻漩輸料器將瀝青混合料送到熨平板兩端的過程中滾動較陜。瀝青混合料的溫度越低，包裹在集料周圍的瀝青的粘結(jié)力越大，所以溫度低的瀝青混合料在裝入攤鋪機料斗、輸料器送料至熨平板前和螺旋輸料器將瀝青混合料送到熨平板兩端的過程中滾動較匣。正是由于存在的這種溫度的差異，瀝青混合料從拌和樓裝車產(chǎn)生阿離析，在卸料和攤鋪的過程之中，不僅沒有被減弱，而且進一步加大了離析的現(xiàn)象，其結(jié)果是造成低溫混合料壓實后空隙率過大，透水性增強，承載能力下降，抗壓抗折強度降低極易形蒯兩部松散、坑洞，造威到路早期損壞點，嚴(yán)重的縮短了路面的使用壽命。

　　通過分析瀝青}昆合料產(chǎn)生溫度差異的原因和過程，降低和消除溫度差異的途徑有：縮短混和料運輸和等待的時間、采取覆蓋等保溫措施和攤鋪前進行二次拌和等?？s短混合料運輸和等待的時間以及采取覆蓋等措施是被動的降低溫度差異的辦法，這類辦法只能起到降低溫度差異的作用，卻不能消除溫度差異。在瀝青混合料攤鋪之前，采用二次拌和的方法，將運輸過程之中瀝青混合料堆表層和中心部分存在的溫度差異的部分進行混合攪拌，這樣就能夠?qū)r青混合料裝車過程產(chǎn)生的離析和溫度差異基本消除，然后再送入攤鋪機。經(jīng)過二次拌和的瀝青混合料攤鋪后，離析現(xiàn)象得到了明顯的控制。另外，控制原材料的質(zhì)量也是有效的手段，對5mm以上的集料，采用針片狀含量較小和壓碎值較小的集料，這樣也能夠起到減少離析現(xiàn)象產(chǎn)生的作用。

　　3 結(jié)語

　　瀝青路面的局部破壞已成為我國瀝青路面早期損壞的主要現(xiàn)象，而其主要原因在于瀝青混合料在施工過程中產(chǎn)生的離析導(dǎo)致鋪筑層的力學(xué)性能變壞，出現(xiàn)不良結(jié)構(gòu)而形成不均勻的路面，降低路面的使用壽命。通過對現(xiàn)有文獻資料的研究尋求一種行之有效的評價指標(biāo)來表征瀝青路面的離析程度，進而在施工過程中來指導(dǎo)施工，保證瀝青面層的施工均勻性，提高路面的使用質(zhì)量，減少甚至基本消除瀝青路面的多種初期和早期破壞現(xiàn)象以及保證路面的設(shè)計使用壽命。瀝青混合料的級配離析、溫度離析由多種因素造成，從混合料配合比設(shè)計、原材料質(zhì)量控制、拌和、運輸、攤鋪、碾壓等方面采取有效措施，防止瀝青混合料離析的發(fā)生，對于提高瀝青路面的均勻性，保證瀝青路面修筑質(zhì)量，節(jié)約社會資源，具有重要意義。

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