某公路工程沥青路面离析现象的成因及解决方法探讨

摘 要：目前高速公路沥青路面的一些早期损坏，如松散、网裂、坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均等，都与沥青混合料的离析密切相关。结合某公路工程实际，阐述了沥青路面离析现象的成因及解决措施。（参考《www.jianzhu518.com》）
    关键词：公路；离析现象；成因；措施
    沥青路面离析就是路面某一区域内沥青混合料主要性质的不均匀，比如沥青含量、集料组成、添加剂含量以及路面的空隙率等。沥青混合料离析可大致分为两种类型：级配离析和温度离析。级配离析出现时，沥青路面上一些区域粗料集中，另一些区域细料集中，使得混合料变得不均匀，级配及沥青用量与设计不一致，导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。一些区域细料集中、孔隙率小，可能会出现泛油、车辙；另一些区域粗料集中、孔隙率太大，可能会导致路面水损坏。温度离析是指沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响，由于热量损失而出现温度差异的状况。混合料的温度离析，会导致路面压实度不均匀，温度较低的区域，路面的空隙率较大、纹理深度也较大，这些区域的路面易出现早期损坏。温度离析造成的后果与级配离析一样严重，都会导致沥青路面的早期损坏，大大缩短沥青路面的使用寿命。研究表明，严重离析的路面使用寿命可能会减少50%以上。目前高速公路沥青路面的一些早期损坏，如松散、网裂、坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、新铺沥青路面的构造深度不均等，都与沥青混合料的离析密切相关。
    1工程概况
    某工程属一级公路，路线全长286km。设计行车速度100km/h。采用沥青混凝土路面，即4cm中粒式沥青混凝土抗滑层+5cm粗粒式沥青混凝土+6cm热拌沥青碎石+1cm砂粒式沥青混凝土，基层采用二灰碎石，底基层采用二灰土。
    2 研究过程
    2.1沥青碎石形成离析带的原因
    根据现场离析带形成的状况与特点，我们发现沥青碎石形成离析带主要有以下几个方面的原因：（1）沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时，由于高度原因，大骨料滚落在车厢附近，形成粗集料第一次集中。（2）运输车里的混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机半厢附近，形成粗集料的第二次集中。（3）摊铺机送料器在送料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第三次集中。
    2.2沥青碎石离析的危害
    （1）沥青碎石粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，集料非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变了原设计的路面配合比，油料偏少，造成集料碾压成型后松散，破坏路面结构，影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。（2）粗集料集中，局部密实度差，孔隙率高，容易在路面形成积水，影响路面质量。（3）粗集料集中，影响路面平整度及路面外观美感。
    2.3解决沥青碎石形成离析带方法
    为解决沥青混合料出现规律性离析现象，可在从以下几个方面进行控制和解决。
    2.3.1从运输车辆方面来解决
    （1）从拌和机贮料罐向运料车上卸料时，分三层放料，即每卸一斗混合料，汽车挪动一个位置。等一层放完后，再逐次进行第二、三层放料，从而减少粗集料的集中。（2）施工过程中摊铺机前有运料车在等候卸料，即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊辅速度有所富裕。
    2.3.2从摊铺机本身操作方面来解决
    （1）在摊铺机螺旋二分之一处，边端装反向螺旋叶片。（2）控制布料器处于中挡或高挡位置。（3）控制适宜的送料仓口开度。（4）均匀操作送料器和布料器。（5）摊铺机摊铺一车料将完时，控制摊铺机速度，关闭送料器，等下车料倒入后再进行均匀送料和布料。（6）在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动，摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料。
    2.3.3从混合料本身来解决
    （1）减少混合料粒径大小悬差。（2）控制沥青用量，使之偏高于设计用量。
    2.3.4通过中粒式沥青混凝土面层平整度的控制来最大限度减小离析现象对行车效果及行车安全的影响，为了进一步控制中粒式沥青混凝土路面面层的平整度，可在沥青路面面层施工中首先选用如下施工机具：AC-5Ⅰ砂粒式沥青混凝土，摊铺机采用平拖式施工。AC-30Ⅰ，ZM-30面层施工时，使用摊铺机自动找平仪，AC-16Ⅱ，采用摊铺机平拖式施工，然后从整个沥青路面铺筑，各个施工层进行严格控制，确保路面平整度小于3mm设计要求。
    （1）通过测量控制来控制路面平整度。
    a.中线测量：除符合线型规范要求外，打钢钎时，中边两排钢钎排成两平顺的线型，不许错落，且远离摊铺机外端30～60cm，以保证使摊铺机传感器杆与机板成45°角，保证传感位置与信息的准确性。b.水平测量：采用设计标高控制法，即以二灰碎石基层与沥青面层各层次的理论（设计）高差乘以松铺系数为钢丝绳的标高位置，而不采用以实测的二灰碎石标高与沥青面层各层次的高差乘以松铺系数为钢丝绳的标高位置。这是因为422型ABC摊铺机的双桁振捣可使沥青面层的压实度达到85%～90%，二灰碎石基层顶标高符合设计要求。c.摊铺机熨平板下垫板厚度测量：摊铺前先将摊铺机熨平板底高程测出，加上垫板后使之与钢丝绳的标高一致。
    （2）混合料摊铺过程控制其平整度。沥青混合料必须缓慢、均匀，连续不间断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时，操作人员注意前后、左右的变化，根据既定的摊铺速度进行摊铺。使用的两台帕克1000型沥青混凝土拌合楼，其产量为每台70t/h，根据拌和楼产量来确定摊铺速度，运输车数量，每车发车时间间隔及合适的作业段长度，来保证混合料摊铺的连续性，以确保沥青路面平整度。拌和机5个成品料仓贮料380t，5辆太脱拉扩容贮料100t，共480t，混合料总重量达到480t时，前场摊铺机开始摊铺。不论铺筑砂粒、沥青碎石、粗粒式沥青混凝土、中粒沥青混凝土哪一种混合料，均可每隔10分钟发一车料。
    （3）碾压过程中控制平整度。沥青路面的平整度是衡量高等级公路沥青路面质量的一个重要指标，沥青路面平整度的好坏与压实质量有着密切的关系，而沥青路面的压实质量在很大程度上取决于压实机械的压实方式及具体操作选择。
    a.压实频率选择。沥青混合料压实中，振动压路机的频率可选用33～60Hz，最佳频率为45～50Hz。b.压实振幅选择。沥青混合料联结层、磨耗层压实时，振动压路机的振幅可选用0.35～0.88mm，最佳振幅为0.4～0.6mm。c.压实速度选择。根据速度/频率的关系及铺筑层厚、材料种类、级配构成因素，振动压路机最佳碾压速度为6～8km/h。
    3 结论
    总之，高速公路路面早期损坏的一个重要原因是路面的不均匀性，而沥青混合料的离析问题是造成路面的不均匀性的主要原因，是降低路面使用性能的顽症。混合料发生离析时，粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀、配合比级配与原设计不符，导致路面产生一些破坏，缩短路面使用寿命。当前国内对沥青混合料的离析问题还没有引起足够重视，在国外，为防止离析问题而采取的技术措施已明确在沥青路面施工技术规范中规定。随着国民经济的快速发展，公路上的交通量也迅速增大，车辆运输向大型化发展，修建寿命长，更加耐久，承受更大荷载的公路变得更加必要，修建寿命长久的沥青砼路面的关键在于沥青混合料的均匀性，为了提高沥青混合料的均匀性，建议采取以下措施：加强路面材料和温度离析方面的研究，并建议在沥青路面施工技术规范中增加施工是混合料温差控制指标；重视施工生产过程中全程控制，并采用转运机等先进设备，通过对热拌沥青混合料在摊铺之前进行重新拌和，有效控制离析的产生。
    参考文献
    [1]高立波.沥青路面离析的产生原因及防治措施探讨[J].辽宁交通科技，2005，1.
    [2]姚雷生.沥青混合料离析现象原因及预防措施浅谈[J].科技信息（学术版），2006，10. 来源: 《www.jianzhu518.com》.