瀝青混合料離析成因與控制方法分析

王學(xué)儒

摘 要：在道路工程中，瀝青混合料的使用極為常見，且其質(zhì)量直接影響著工程總體質(zhì)量。因此，保證瀝青混合料的高質(zhì)量極為必要?；诖耍疚囊詾r青混凝土離析現(xiàn)象為論述對(duì)象，從級(jí)配離析、溫度離析以及碾壓離析三方面分析了離析成因與控制措施，以期為實(shí)際施工質(zhì)量控制提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料;離析成因;控制方法

一、級(jí)配離析

（一）瀝青混合料的級(jí)配離析原因

就瀝青混合料而言，導(dǎo)致其出現(xiàn)離析現(xiàn)象的關(guān)鍵原因在于級(jí)配曲線。一般來說，當(dāng)瀝青混合料的級(jí)配曲線偏離標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配中值線且過大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料離析現(xiàn)象加中?；诖耍枰谠O(shè)計(jì)級(jí)配的過程中選擇合適的集料最大公稱粒徑。在該情況下，如果瀝青混合料中的細(xì)集料（尤其是粒徑不足0.0075mm的細(xì)集料）過多，會(huì)強(qiáng)化瀝青混合料中對(duì)自由瀝青的吸附作用，降低瀝青混合料的流動(dòng)性，使其更為干涉，引發(fā)離析現(xiàn)象;如果瀝青混合料中粗集料過多，會(huì)提升瀝青混合料中的孔隙率，引發(fā)離析現(xiàn)象。

同時(shí)，粗集料在瀝青混合料中的分布不均，也會(huì)引發(fā)離析現(xiàn)象，而且粗集料中顆粒的粒徑越大，離析現(xiàn)象越顯著。另外，依托對(duì)瀝青混合料的礦料間隙率進(jìn)行分析能夠了解到，施工單位選擇的壓實(shí)工藝、粗集料與細(xì)集料的外觀等因素，也會(huì)導(dǎo)致離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（二）瀝青混合料級(jí)配離析的控制措施

為了避免瀝青混合料發(fā)生級(jí)配離析，需要在標(biāo)準(zhǔn)配比的支持下，強(qiáng)化礦料級(jí)配的控制，并結(jié)合級(jí)配曲線，明確會(huì)對(duì)鋪面均勻性產(chǎn)生影響的中粒徑顆粒（其粒徑為2.36mm與4.75mm），重點(diǎn)進(jìn)行控制，使礦料顆粒的通過率符合標(biāo)準(zhǔn)配比的設(shè)計(jì)要求，防止顆粒占比較大而出現(xiàn)壓實(shí)控制難度增大，或是由于含量過少而出現(xiàn)表現(xiàn)性降低的問題。同時(shí)，在生產(chǎn)瀝青混合料的過程中，要結(jié)合熱料倉與控制室篩分結(jié)果對(duì)生產(chǎn)配比展開優(yōu)化調(diào)整，提高混合料中集料顆?？刂频尼槍?duì)性、實(shí)時(shí)性，切實(shí)避免離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。

二、溫度離析

（一）瀝青混合料的溫度離析原因

1、運(yùn)輸因素

就瀝青混合料而言，其溫度離析現(xiàn)象難以通過肉眼觀察準(zhǔn)確判斷，必須要借助紅外攝像機(jī)。通常來說，在運(yùn)輸過程中，若是瀝青混合料的溫度與環(huán)境溫度相差120℃以上，結(jié)合運(yùn)輸中產(chǎn)生的高風(fēng)速，會(huì)造成瀝青混合料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后的存在溫度損失，特別是堆料表面、車廂接觸區(qū)域的混合料溫度降低數(shù)值更大。同時(shí)，這些表面混合料普遍會(huì)在最后送至螺旋布料器內(nèi)部，因此極易由于溫度的大幅下降而出現(xiàn)離析。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)那闆r下，瀝青混合料的表面溫度與內(nèi)部溫度差距可達(dá)到60℃以上，且降溫嚴(yán)重的區(qū)域難以滿足混合料壓實(shí)溫度，增加施工難度的同時(shí)也提升了瀝青混合料離析現(xiàn)象的產(chǎn)生概率。

2、攤鋪因素

在開展瀝青混合料的攤鋪施工時(shí)，施工單位通過攤鋪機(jī)料斗、輸料器等機(jī)械設(shè)備，將瀝青混合料轉(zhuǎn)移到熨平板中。在該過程中，瀝青混合料全程呈滾動(dòng)狀態(tài)。不同溫度的瀝青混合料，表現(xiàn)出不同的滾動(dòng)狀態(tài)。就高溫瀝青混合料而言，其瀝青和集料間的粘結(jié)力偏低，滾動(dòng)速度較大;就低溫瀝青混合料而言，其瀝青和集料間的粘結(jié)力偏高，滾動(dòng)速度較小。綜上所述，一旦環(huán)境存在溫差，會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料表現(xiàn)出不同滾動(dòng)速度，與運(yùn)輸期間出現(xiàn)的溫度離析現(xiàn)象相互作用，加深離析程度，使得低溫瀝青混合料的壓實(shí)度偏低。此時(shí)，瀝青混合料的透水性由于空隙率的增大而增強(qiáng)，承載力降低、使用壽命縮短，不利于施工質(zhì)量的保證及后續(xù)使用。

（二）瀝青混合料溫度離析的控制措施

為了避免由于溫度因素而導(dǎo)致的瀝青混合料離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，相關(guān)人員需要重點(diǎn)完成以下幾項(xiàng)工作：進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)瀝青混合料拌合樓溫度自控系統(tǒng)的控制，保證混合料出廠溫度的合理;落實(shí)瀝青混合料運(yùn)輸過程中的溫度保護(hù)，可以使用篷布等保溫材料覆蓋在其表面，降低溫度損失;在混合料攤鋪前落實(shí)二次拌和，盡可能消瀝青混合料的內(nèi)外溫度差;在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸中，應(yīng)當(dāng)在運(yùn)輸途中進(jìn)行二次拌和，以此達(dá)到降低混合料運(yùn)輸中溫度離析現(xiàn)象產(chǎn)生概率的效果。

在淮安市某公路工程中，施工單位在運(yùn)輸車輛的車廂外部覆蓋層保溫結(jié)構(gòu)，由兩層篷布和一層無紡?fù)凉げ冀M成;在堆料頂部覆蓋兩層保溫結(jié)構(gòu)，由一層棉被和一層蓬布組成，措施降低運(yùn)輸中混合料的溫度損失，實(shí)現(xiàn)完全包裹運(yùn)料車車廂。結(jié)果表明，在長(zhǎng)距離運(yùn)輸中，依托這樣的保溫措施，降低堆料、車廂部位瀝青混合料和內(nèi)部瀝青混合料的溫差，測(cè)量結(jié)果顯示，溫差僅為4℃，保溫效果顯著。同時(shí)，瀝青混合料并未在施工中表現(xiàn)出明顯的溫度離析現(xiàn)象。

三、碾壓離析

（一）瀝青混合料的碾壓離析成因分析

1、攤鋪機(jī)預(yù)壓離析

第一，基于橫向的預(yù)處理以及混凝土壓實(shí)波動(dòng)情況分析。借助瀝青混合料進(jìn)行碾壓之后，便開始了基礎(chǔ)材料攤鋪工作。在實(shí)際的攤鋪環(huán)節(jié)中，如果存在施工不合理的情況下，比如，出現(xiàn)具體材料攤鋪的寬度無限度增加，攤鋪的一端與道路中心點(diǎn)的距離比較遠(yuǎn)的情況，最后會(huì)導(dǎo)致材料攤鋪中的剛度、混合料表面張力隨之降低，嚴(yán)重的情況下，會(huì)出現(xiàn)混合料的離析。

第二，縱向預(yù)壓實(shí)變化。在實(shí)際的攤鋪過程中，受到諸多外在因素的影響，導(dǎo)致路面攤鋪縱向壓實(shí)情況發(fā)生改變，例如，路面行駛的車輛阻力、路面攤鋪材料實(shí)際供應(yīng)壓力問題等。所以當(dāng)攤鋪速度大幅度變化時(shí)，振搗器擊實(shí)次數(shù)、初壓效果也會(huì)發(fā)生變化（一般為攤鋪速度增大、振搗器擊實(shí)次數(shù)降低、初壓效果下降）。此時(shí)，必然會(huì)引發(fā)混合料的離析。

2、壓路機(jī)碾壓離析

系統(tǒng)橫向壓實(shí)離析情況。壓路機(jī)的鋼輪重量較大，直接接觸攤鋪路面，借助壓路機(jī)對(duì)瀝青混合材料層進(jìn)行攤鋪環(huán)節(jié)中，鋼輪的壓力會(huì)直接傳遞給路面下承層，如果下承層硬度比較大，就會(huì)在力的作用下產(chǎn)生一個(gè)向上反彈的力，即為反作用力。此外，鋼輪作業(yè)的過程中，其輪子的邊緣反作用力會(huì)直接作用于表面層上，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)作用于鋪層的反作用力。在以上變化下，壓路機(jī)碾壓鋼輪寬度的作用范圍就會(huì)發(fā)生較大的變化。

第二，縱向壓實(shí)離析。振動(dòng)頻率由0上升至設(shè)定頻率值，并降低至0。在這一過程中，壓路機(jī)對(duì)瀝青混合料的壓實(shí)功處于變化狀態(tài)，最終導(dǎo)致瀝青混合料產(chǎn)生縱向離析。

（二）瀝青混合料碾壓離析的控制措施

1、攤鋪機(jī)預(yù)壓離析控制

在攤鋪機(jī)實(shí)際運(yùn)行的階段，受到熨平板工作裝置的剛度的影響（其隨著攤鋪寬度的增加而降低），極易導(dǎo)致瀝青混合料沿著攤鋪方向發(fā)生壓實(shí)離析。為了避免這一問題的發(fā)生，相關(guān)人員需要控制攤鋪寬度。一般情況下，應(yīng)當(dāng)將攤鋪寬度穩(wěn)定在7m以下。與此同時(shí)，為了降低攤鋪速度變化對(duì)離析現(xiàn)象的影響，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)落實(shí)攤鋪機(jī)運(yùn)行速度的控制。通常來說，將攤鋪機(jī)運(yùn)行速度穩(wěn)定在4m/min以上即可。

2、碾壓過程離析控制

為了避免碾壓過程中出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)控制碾壓工藝以及壓實(shí)功的變化。在實(shí)際的碾壓環(huán)節(jié)中，也要嚴(yán)格的控制材料離析問題，當(dāng)離析控制較差的情況下，碾壓作業(yè)需要返工，不僅影響混合料的凝結(jié)，也浪費(fèi)了較大的財(cái)力。因?yàn)樾枰⒁庖韵率马?xiàng)：首先，保障鋪層壓實(shí)度的均一性，也就是說需要通過輪胎壓力機(jī)與靜作用壓路機(jī)合作完成終壓操作。其次，消除碾壓帶來的不利影響。一般情況下，同一種型號(hào)的壓路機(jī)在進(jìn)行振動(dòng)碾壓的時(shí)候，同一區(qū)域會(huì)產(chǎn)生疊加碾壓不利效果。

四、結(jié)語

綜上所述，在道路工程中，瀝青混合料極易發(fā)生離析，導(dǎo)致施工效果下降。通過嚴(yán)格控制礦料級(jí)配、保溫與二次拌和、穩(wěn)定攤鋪機(jī)運(yùn)行速度、使用不同輪寬的壓路機(jī)等操作，有效避免了瀝青混合料離析現(xiàn)象的形成，更好的保護(hù)了道路工程的施工質(zhì)量。

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