瀝青碎石柔性基層離析預(yù)防及對策

■林鵬飛

(泉州市公路局德化分局，泉州 362500)

1 工程概況

沈海復(fù)線高速公路仙游至南安金淘段路面B 合同段起訖樁號K115+398～K150+778，全長35.3 km。瀝青路面總厚度26cm， 其主線結(jié)構(gòu)形式從下至上依次為16cm ATB-25 柔性基層+5.5cm AC-20C+4.5cm AC-16,其中16cm ATB-25 瀝青碎石柔性基層的特點(diǎn)是粒徑大、粗集料多、施工厚度較厚，在生產(chǎn)和施工過程中非常容易產(chǎn)生離析，從而導(dǎo)致路面早期破壞，縮短瀝青路面的使用壽命。本項(xiàng)目處福建省南部，屬于夏熱冬溫區(qū)，冬季溫暖潮濕，全年雨量大，由于路面離析，雨水會滲入到瀝青路面內(nèi)部，經(jīng)過反復(fù)的水損壞作用，瀝青路面的使用壽命會大大縮短；因此瀝青碎石柔性基層施工質(zhì)量的控制，關(guān)鍵是要有效的解決其離析問題。

2 離析原因分析及技術(shù)對策

通過本項(xiàng)目ATB-25 瀝青碎石柔性基層的施工，離析產(chǎn)生的原因主要?dú)w納為以下幾種： （1）混合料離析； （2）機(jī)械離析； （3）溫度離析。

2.1 混合料離析及預(yù)防措施

瀝青混合料在生產(chǎn)過程中，碎石原材料的質(zhì)量和堆放、運(yùn)輸，瀝青混合料的拌和、運(yùn)輸及現(xiàn)場攤鋪每一環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生離析。

(1)原材料的離析原因分析及措施

①控制材料的穩(wěn)定性， 由正規(guī)碎石場開采破碎石料，碎石二次破碎同時反擊破加工，保證碎石是同一破碎機(jī)的型號生產(chǎn)，破碎場篩網(wǎng)型號、尺寸與瀝青拌和樓保持一致；②材料的變異性大也會導(dǎo)致離析?？刂扑槭瘓?、 拌和場料倉場地大小及堆放， 各規(guī)格料倉砌墻隔開，以免混倉；③場地采用水泥碎石進(jìn)行硬化處理，并有良好的排水系統(tǒng)，細(xì)集料用防雨布進(jìn)行覆蓋。④每批材料進(jìn)場都要按規(guī)范要求進(jìn)行取樣篩分，嚴(yán)格控制各檔集料的單粒級級配的變異性。⑤裝載機(jī)在上料時要自下向上進(jìn)行裝料，不允許貼地裝料。分層堆積集料 （尤其是粗集料）可以減少隨機(jī)離析問題。在料場場地容許的情況下，盡可能的降低料堆高度。加強(qiáng)料堆卸料和裝料的管理，是減少隨機(jī)離析的關(guān)鍵。

（2）配合比設(shè)計與控制

有了好的原材料,必須還有合理的混合料合成級配才能保證成品料的均勻性。本項(xiàng)目施工指導(dǎo)意見中的設(shè)計級配與JTG F40-2004 規(guī)范中要求的級配基本接近。在瀝青混合料生產(chǎn)過程中要控制以下幾點(diǎn)：①礦料設(shè)計時，26.5mm 篩孔的通過率接近中值,19～26.5mm 篩孔的通過率盡量靠近上限,減少最大粒徑的集料用量,由19～26.5mm 的集料形成骨架結(jié)構(gòu),這樣可以有效的防止施工過程中由于粗集料過多引起的離析,同時降低了施工難度。

②瀝青拌和站在生產(chǎn)前，生產(chǎn)配合比驗(yàn)證需對拌和設(shè)備進(jìn)行反復(fù)調(diào)試試驗(yàn)，對各料倉的流量進(jìn)行標(biāo)定，確定風(fēng)門的開啟度，以確保瀝青混合料在生產(chǎn)的過程中，級配接近設(shè)計要求及混合料均勻。③在生產(chǎn)過程中尤其要控制好31.5mm、4.75mm、2.36 mm 和0.075 mm 這幾個關(guān)鍵篩孔的通過率，這幾檔集料對混合料的均勻性影響較大，必須要接近設(shè)計級配。④在施工過程中試驗(yàn)人員應(yīng)在上、 下午分別取混合料進(jìn)行抽提篩分試驗(yàn)， 對因原材料的變異產(chǎn)生的級配變化及時的作出微調(diào)； 沒有試驗(yàn)人員的配料單不得隨意調(diào)變動各集料的比例。

圖1 SMA 混合料配合比設(shè)計圖

2.2 機(jī)械離析及預(yù)防措施

機(jī)械離析主要是在瀝青混合料運(yùn)輸、攤鋪機(jī)的狀態(tài)及工藝、 碾壓設(shè)備的合理配置和碾壓工藝過程中產(chǎn)生的。

（1）混合料在運(yùn)輸過程中的離析與預(yù)防措施

本項(xiàng)目采用德基生產(chǎn)的LB4000 型間歇式瀝青拌和站進(jìn)行拌和，配有一個200t 的貯料倉， 以保證放料連續(xù)進(jìn)行。瀝青混合料的運(yùn)輸采用20 輛20t 以上自卸車，裝入車箱時,分三次進(jìn)行,先裝車箱前部,再裝車箱后,最后裝車箱中部,將混合料在卡車中裝成前、后、中三小堆，減少集料滾動的距離，降低離析程度。因此，通過貯料倉一次性放料，分三堆進(jìn)行裝料，有效地避免混合料在裝料過程中形成集料窩而導(dǎo)致粗細(xì)顆粒分離的現(xiàn)象。

（2）攤鋪過程中的離析與預(yù)防措施

①瀝青碎石柔性基層混合料采用兩臺ABG423 攤鋪機(jī)相距5-10m 呈梯隊(duì)進(jìn)行攤鋪；②在施工之前，對攤鋪機(jī)進(jìn)行調(diào)整熨平板必須拼接緊密，不許存在縫隙，防止卡入集料將面層拉出條痕；③為防止出現(xiàn)條狀離析，在螺旋布料器吊臂兩側(cè)安裝兩片反向葉片使混合料向吊臂中間布料， 同時根據(jù)混合料的厚度對螺旋布料器的高度進(jìn)行調(diào)整， 以使螺旋布料器內(nèi)混合料表面以略高于螺旋布料器2/3 為度，使熨平板的擋板前混合料的高度在全寬范圍內(nèi)保持一致， 也可適當(dāng)調(diào)整螺旋布料器兩端的自動料位器。④螺旋布料器的前面安裝一皮帶擋板，防止布料器在布料時大的集料滾落到下面，造成路面下部離析。⑤攤鋪機(jī)攏料時極易出現(xiàn)塊狀離析。為此我們對運(yùn)輸車輛的車箱進(jìn)行改裝，在兩側(cè)車箱的尾部各焊接一片加長的鋼板，在車輛卸料時減少大集料向受料斗兩側(cè)滾動， 避免粗料聚集在受料斗兩翼， 出現(xiàn)離析。⑥受料斗攏料時也要把握好時機(jī)，在刮平板尚未露出，尚有20cm 左右熱料時攏料較為合適，同時卸完料的料車應(yīng)及時退出，下一輛料車應(yīng)立即開始卸料，做到連續(xù)供料。攏料時受料斗收三分之一為宜，減少攤鋪層的離析。 如出現(xiàn)局部離析， 人工補(bǔ)灑細(xì)料或更換混合料。⑦對于大面積的嚴(yán)重離析，則堅決鏟掉重鋪，以保證瀝青面層質(zhì)量。

（3）碾壓過程中的離析與預(yù)防措施

攤鋪機(jī)熨平板的振幅、振頻調(diào)整影響到鋪面初始壓實(shí)和鋪層的粗、細(xì)料分布情況：熨平板的激振強(qiáng)度大會將細(xì)料振到鋪層下部，表面則顯得粗料較多。反之，鋪層表面細(xì)料較多，因?yàn)殪倨桨逵啥鄩K拼合而成，每塊熨平板由于夯錘新舊程度和磨損情況不同，整個鋪面容易呈現(xiàn)出條帶狀離析，因此，現(xiàn)場要結(jié)合原材料本身材質(zhì)和鋪面完成后的外觀情況予以綜合性的考慮而確定。

2.3 溫度離析及預(yù)防措施

（1）混合料生產(chǎn)與運(yùn)輸過程中的溫度離析與預(yù)防措施

混合料的拌和出廠溫度控制在145～165℃，在裝車的過程中，與車底和車廂接觸部分以及表層混合料度要較中心溫度下降。經(jīng)過觀測，攤鋪前每車瀝青混合料表層溫度和與車底、車廂接觸部分混合料的溫度為110～130℃，這部分混合料的溫度與料堆中心部分的溫度差異達(dá)到15～55℃。瀝青混合料的溫度越高，包裹在集料周圍的瀝青的粘結(jié)力越小，所以溫度高的瀝青混合料在裝入攤鋪機(jī)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快。反之滾動較慢，造成瀝青混合料的離析。

拌和機(jī)的貯料倉，可以保證拌和機(jī)連續(xù)生產(chǎn)，使混合料的出廠溫度較為穩(wěn)定，一方面避免因前場待料而停機(jī)，另一方面確保一車料采用一次性裝滿，減少裝料時的溫度散失。另外對運(yùn)輸車輛采取保溫措施，對車箱四周及上面采用兩層夾棉帆布覆蓋保溫。在車箱兩側(cè)距離底部30cm 以上的位置各打一溫度檢測孔，在進(jìn)行溫度檢測時確保溫度計插入深度大于20cm，并按照設(shè)計要求控制好混合料的出廠溫度、到場攤鋪溫度和碾壓溫度，對溫度達(dá)不到要求的混合料予以廢棄。

（2）碾壓過程中的溫度離析與預(yù)防措施

控制好混合料碾壓溫度，配置合理的碾壓機(jī)械，有利于減少表面離析現(xiàn)象和提高壓實(shí)度。 對于ATB-25瀝青碎石由于骨料較多，不易產(chǎn)生攤移，應(yīng)盡可能在較高的溫度下完成碾壓。建議采用大噸位的鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)交替進(jìn)行碾壓，充分利用膠輪壓路機(jī)對熱瀝青混合料的揉搓作用，使混合料重新均勻分布，各集料移動到合適的位置，提高路面密水性，消除攤鋪過程中的部分離析。大噸位的雙鋼輪振動壓路機(jī)的振動壓實(shí)從根本上保證了瀝青面層的壓實(shí)度。實(shí)踐表明采用以下工藝效果比較理想： 初壓采用一臺戴納派克C622（13t）壓路機(jī)向前靜壓后退振動，錯輪1/3 輪碾壓一遍；復(fù)壓首先采用一臺XP261（26t） 膠輪壓路機(jī)錯輪1/4 碾壓寬度碾壓一遍，接著用兩臺戴納派克C622 壓路機(jī)錯輪1/3 輪各碾壓一遍， 再用一臺XP261 膠輪壓路機(jī)錯輪1/4 碾壓寬度碾壓一遍； 終壓采用一臺戴納派克C522（12t）壓路機(jī)錯輪1/2 輪碾壓兩遍。通過以上的碾壓工藝既保證了壓實(shí)度，又有效的減少了表面的離析。

3 結(jié)束語

ATB-25 瀝青碎石柔性基層，有著良好的抗疲勞性能和抗車轍性能，減少了水泥穩(wěn)定碎石的反射裂縫，但是由于粒徑較大且厚度較厚，施工過程中易產(chǎn)生離析。通過對離析產(chǎn)生環(huán)節(jié)和原因分析，采取正確的施工工藝和加強(qiáng)對施工現(xiàn)場的科學(xué)管理，減少瀝青路面離析，確保了路面施工質(zhì)量，為下一步瀝青面層的施工提供了保障，更提高了瀝青路面的使用壽命。

[1]沈海高速公路復(fù)線泉州段路面工程圖紙《路面施工圖設(shè)計》.2013.

[2]交通部公路科學(xué)研究所.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.北京:人民交通出版社,2004.

[3]交通部公路科學(xué)研究所.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程.北京:人民交通出版社,2011.

[4]沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防.北京:人民交通出版社,2001.