趙飛
摘要:介紹瀝青混合料的離析類型,分析了混合料離析對路面的影響,同時提出了瀝青混合料離析的防治措施。
關(guān)鍵詞:瀝青混合料;離析;防治措施
瀝青混合料離析反映為同一區(qū)域內(nèi)粗細集料的不均勻,瀝青含量不均勻,離析區(qū)域內(nèi)混合料級配組成及瀝青用量與設(shè)計值不一致,造成混合料空隙率過大,極易產(chǎn)生瀝青路面的早期損壞。因此提高瀝青路面的施工均勻性,對于提高路面的使用質(zhì)量,減少路面多種初期破壞現(xiàn)象以及保證路面的使用壽命具有十分重要的意義。
1、離析的類型
1.1 縱向離析
縱向離析是比較常見的一種離析形式。通常出現(xiàn)在攤鋪機中央、螺旋布料器支撐處和端部。在攤鋪機中央?yún)^(qū)域細集料較多,比較密實,表面紋理較淺,而在攤鋪機兩側(cè)特別是螺旋布料器支撐處粗集料較集中,細集料、瀝青含量較少,孔隙率較大,表面紋理深。
產(chǎn)生縱向離析的主要原因是攤鋪機本身或者操作問題,如螺旋布料器不連續(xù),燙平板安裝不當,攤鋪機卡機等。
1.2 橫向離析
橫向離析現(xiàn)象的產(chǎn)生與攤鋪機本身因素關(guān)系不大,它主要是由作業(yè)方法帶來的。在攤鋪機起步時,由于螺旋布料器處于初始供料狀態(tài)操作人員操作不當,螺旋布料器旋轉(zhuǎn)速度過快,粗集料在高速旋轉(zhuǎn)下分布到布料器兩側(cè),從而形成橫向離析帶;在攤鋪的一個工作循環(huán)完成后,卸料卡車離去,攤鋪機將料斗收起,這時,留在最后的大粒徑的材料全部送到螺旋分料器,形成了橫向離析帶。
1.3 豎向離析
豎向離析是指在橫斷面上,下部大粒料多而上部大粒料少的上下離析現(xiàn)象。豎向離析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿開口處向下滾落,這一現(xiàn)象發(fā)生在螺旋前擋板離地間隙調(diào)節(jié)偏大且料槽中缺料的工況下,由于大粒料沿著螺旋前擋板的間隙向下滾落,結(jié)果造成大粒料沉落于攤鋪下層。
1.4 不規(guī)則離析
(1)由于瀝青混合料的原材料級配波動、篩孔堵塞或破壞、設(shè)備故障、拌和機稱量系統(tǒng)誤差等引起混合料級配的波動,造成不規(guī)則的離析。
(2)在攤鋪的一個工作循環(huán)中,拌和站向卡車卸料時形成錐狀堆料,第一次造成了在卡車料斗中的離析,當卡車向攤鋪機料斗中卸料時。又一次形成錐狀堆料,在攤鋪機料斗中形成再次離析。一個工作循環(huán)完成后,卸料卡車離去,攤鋪機將料斗收起,攤鋪機經(jīng)常性合攏受料斗,攤鋪機在每次運料車卸完料后都收斗,造成不規(guī)則的離析。
2、離析對瀝青路面的影響
瀝青面層離析表現(xiàn)在瀝青面層的不同部位粗、細集料明顯分離,一些部位粗集料較為集中,而另一些部位細集料集中,原有混合料級配組成受到破壞,瀝青路面局部混合料與設(shè)計的結(jié)構(gòu)、性能有較大的差異,其力學(xué)指標和路用性能也遠遠達不到設(shè)計的要求,路面開通交通后在外界荷載的作用下就會先破壞,瀝青路面的使用壽命大大縮短。
(1)粗集料較為集中部位的結(jié)構(gòu)組成特點是混合料孔隙率過大、瀝青含量較少。當混合料孔隙率過大時,路面透水性能增強、水穩(wěn)定性變差,當雨水下滲后在行車輪胎作用下產(chǎn)生“泵吸”現(xiàn)象,水分逐漸深入瀝青與及集料的界面上,使得瀝青膜漸漸從集料表面剝離,導(dǎo)致集料之間的黏結(jié)力喪失,從而發(fā)生瀝青混合料松散和掉粒,繼而形成瀝青路面的剝落、坑槽等損壞現(xiàn)象:而當瀝青含量較少時,混合料拉伸強度較低,抗裂性能差,通車后極易造成瀝青路面結(jié)構(gòu)性損壞,產(chǎn)生早期病害。
(2)細集料較為集中的路面部位瀝青含量偏多,孔隙率小,路面易出現(xiàn)永久變形,并伴隨出現(xiàn)泛油等其他病害。
3、混合料離析的控制措施
3.1 原材料控制
(1)原材料生產(chǎn)加工控制
集料規(guī)格的一致性對防止和降低混合料出現(xiàn)離析有很重要的作用,集料加工應(yīng)該有穩(wěn)定的料源、合理的破碎工藝、固定的篩分方法,這樣才能滿足外觀形態(tài)良好、級配穩(wěn)定一致的集料。
(2)原材料存儲控制
大粒徑集料對堆料方法特別敏感,如采用單一的傳送帶堆料,大集料滾落到料堆外側(cè),集料易產(chǎn)生離析,因此在原材料堆放過程中,為保證原材料的均勻性,可從頂上卸料,用推土機攤開攤平水平堆放,鏟運機在邊緣垂直裝料,力求每次裝的料比較均勻,減少材料的變異性。同時供原材料堆放的場地要進行硬化,防止原材料被污染,并有較好的排水措施,保證材料堆場不積水,料堆之間應(yīng)砌筑堅固的隔墻,防止原材料串料,避免人為的增大集料變異性。為減少材料含水量的變異性,細集料場地必須加蓋頂棚防雨。
3.2 瀝青混合料的生產(chǎn)過程中控制
(1)冷料供應(yīng)、熱料篩分系統(tǒng)的控制
對冷料倉隔板進行加高,并且一個規(guī)格冷料只裝一個冷料倉,除非某種規(guī)格料用量大且有富余冷料倉,才使用兩個冷料倉。在冷料倉上方搭建棚蓋,防止冷料倉受雨淋。
在生產(chǎn)過程中由于篩分量相當大,熱料振動篩很容易壞,會導(dǎo)致超粒徑的大集料增加,為保證篩分系統(tǒng)穩(wěn)定和合理篩分能力,防止篩分系統(tǒng)超負荷運行,在施工中要定期地對篩網(wǎng)進行檢查更換,避免篩孔損壞、堵塞等現(xiàn)象影響熱料倉集料的級配。如果原材料的組成變異性大,通過二次篩分不能明顯改善顆粒級配組成,為使生產(chǎn)的瀝青混合料的級配變異小,每天生產(chǎn)前應(yīng)對每個熱料倉進行取樣篩分,并根據(jù)篩分結(jié)果重新計算調(diào)整生產(chǎn)配合比,然后正式開始生產(chǎn),可取得了較好的效果。
(2)稱量、攪拌過程的控制
間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備對原材料計量的準確性主要是由配料秤來保證,稱的計量精度直接影響瀝青混合料的級配精度和瀝青含量準確性。一般來說,在滿足生產(chǎn)前提下,盡量較小的打開稱量斗的閥門,并且采用先輕后重的稱量順序進行投料,有利于提高稱量精度。
瀝青混合料拌和時間越長拌和越均勻,但是拌和時間太長會使瀝青老化,從而影響混合料的質(zhì)量,一般拌和時間在40~50s之間。
(3)瀝青混合料的運輸過程控制
在裝料過程中為減少混合料的離析,應(yīng)盡量縮短出料口至車廂的距離,且運輸車應(yīng)停在不同的位置受料,如一次裝完,易使得較大的碎石滾落到車廂的周圍,其結(jié)果會使得貨車開始和最后卸下的都是粗料,兩側(cè)的粗料則卸載攤鋪機的兩塊側(cè)板上,故應(yīng)分三個不同的位置往貨車裝料,先裝前端再裝后端最后裝貨車中部。
3.3 瀝青混合料的攤鋪過程中控制
(1)攤鋪機的工作狀態(tài)直接影響到瀝青路面的均勻性,因此將攤鋪機調(diào)整到最佳狀態(tài)是避免和減少攤鋪過程中離析的重點。(2)攤鋪機必須緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪,不得隨意變換速度或中途停頓,以提高平整度,減少混合料的離析。(3)攤鋪機的螺旋布料器應(yīng)相應(yīng)于攤鋪機速度調(diào)整到保持一個穩(wěn)定的速度均衡地轉(zhuǎn)動,兩側(cè)應(yīng)保持有不少于送料器2/3高度的混合料,以減少在攤鋪過程中混合料的離析。(4)由于正常安裝的螺旋布料器葉片在支撐處不連貫,瀝青混合料傳輸?shù)酱耍瑫簳r停止,只有靠后面的混合料推擠至支撐處外側(cè),造成混合料產(chǎn)生離析。因此可對支撐處葉片進行反向安裝。在布料過程中將支撐處內(nèi)側(cè)螺旋輸送來的混合料反向擠壓,在支撐處進行二次攪拌,能較好的解決混合料離析。(5)攤鋪過程中攤鋪機應(yīng)在每車料卸完后應(yīng)立即收受料斗,此時受料斗中充滿混合料,雖然粗料含量相對較多,但經(jīng)過螺旋布料器攪拌后可以將混合料拌和均勻,相對減少離析。
4、瀝青路面離析的處理措施
盡管在施工中采取了相應(yīng)的措施防止瀝青混合料離析,但是如果瀝青路面在施工過程中產(chǎn)生離析。應(yīng)及時采取必要的措施予以彌補,否則會造成工程質(zhì)量的缺陷。
(1)在攤鋪后尚未碾壓時,對于局部出現(xiàn)的不規(guī)則離析,采用換料處理。對于大面積粗集料離析,用人工撒布混合料,使較細的混合料嵌入大集料孔隙中。
(2)對于已經(jīng)碾壓成型后的瀝青路面,在進行滲水試驗時,如發(fā)現(xiàn)滲水系數(shù)過大時,則須進行處理。下面層,在離析處噴灑黏層油時,用量加大并撒布適量石屑然后進行碾壓,碾壓完成后清除多余松散石屑:中、上面層須對離析處取芯樣進行空隙率計算,如大于規(guī)范要求則進行切割(銑刨)處理,然后重新鋪筑新拌瀝青混合料碾壓。
5、結(jié)語
瀝青路面在施工過程中產(chǎn)生離析是我國瀝青路面早期損壞的主要原因之一。對于離析,我國目前還沒有相關(guān)規(guī)范對其進行檢驗和評定,僅以目測方法結(jié)合滲水試驗進行評定。本文借鑒相關(guān)研究資料,結(jié)合寧連高速公路瀝青路面施工及養(yǎng)護的實際情況,采取了相應(yīng)的措施,針對離析現(xiàn)象進行事前、事中控制,有效地減少了瀝青混合料的離析現(xiàn)象的發(fā)生,提高了瀝青路面的使用性能。