【摘要】瀝青混凝土路面施工中經(jīng)常出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象,本文就其原因及危害進(jìn)行了分析,并從瀝青路面混合料的拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等施工工藝方面提出了具體的解決控制措施,從而保證了瀝青路面的質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】瀝青混凝土;離析;產(chǎn)生;控制
在現(xiàn)階段的公路施工中,瀝青混凝土的骨料多采用的是碎石,但在施工中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在瀝青混凝土路面的施工中不時(shí)會(huì)出現(xiàn)瀝青混合料離析現(xiàn)象。下面就二級(jí)公路改建工程施工中出現(xiàn)的情況,進(jìn)行了專門(mén)的分析。
該項(xiàng)目為國(guó)道二級(jí)公路,路基寬12m,路面寬為9m,瀝青混凝土的礦料級(jí)配采用AC一16Ⅱ,主骨料為級(jí)配碎石,厚6cm,在施工中發(fā)現(xiàn)瀝青混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象,于是對(duì)其進(jìn)行了專門(mén)的分析研究,并提出了具休解決辦法。
1 瀝青混凝土形成離析帶的原因
1.1 瀝青混合料從貯料筒向運(yùn)輸車(chē)?yán)镄堵鋾r(shí),混合料形成錐體后,大骨料滾落在椎體角,形成粗集料第1次集中。
1.2 運(yùn)輸車(chē)?yán)锏幕旌狭闲断驍備仚C(jī)時(shí),部分大骨料滾落在攤鋪仉拌廂壁附近,形成粗集料的第2次集中。
1.3 攤鋪機(jī)送料器在送混合料過(guò)程中,先將中間集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,攤鋪機(jī)收斗時(shí),形成粗集料的第3次集中。
1.4 螺旋布料器形成的離析。攤鋪機(jī)產(chǎn)生離析的主要環(huán)節(jié)在螺旋分混合料過(guò)程,在作業(yè)中功率消牦最大的環(huán)節(jié)也在螺旋分析過(guò)程(約為整機(jī)的50%~60%)。攤鋪機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中,主要考慮功率因素,使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直徑的1/2-2/3處。按照這種情況,輸料量加大時(shí),而螺旋只有位于物料內(nèi)部的部分才有輸料能力,因此為滿足作業(yè)要求,只能將轉(zhuǎn)速提高。這樣,高速旋轉(zhuǎn)且暴露在空中的螺旋布料器頂端就會(huì)向物料層上部的空間拋送物料。這是分料過(guò)程中形成離析的主要原因。
2 瀝青混凝土離析的危害
2.1 瀝青碎石粗集料一旦形成集中,在碾壓過(guò)程中,集料非常容易被壓碎,骨料表面積增大,改變?cè)O(shè)計(jì)的路面配合比,瀝青含量偏少,造成集料碾成型后松散,破壞路面結(jié)構(gòu),影響路面強(qiáng)度、行車(chē)安全和行車(chē)效果以及道路使用壽命。
2.2 粗集料集中,局部密實(shí)度差,孔隙率高,容易使路面滲水,影響路面質(zhì)量。
2.3 粗集料集中,影響路面平整度及路面外觀美感。
3 解決瀝青混合料形成離析方法
3.1 從運(yùn)輸車(chē)輛方面來(lái)解決
從拌和機(jī)貯料罐向運(yùn)料車(chē)上卸料時(shí),分3層放料,即每卸1斗混合料,汽車(chē)挪動(dòng)1個(gè)位置。等l層放完后,再逐次進(jìn)行第2、3層放料,從而減少粗集料的集中。
3.2 從攤鋪機(jī)本身操作方面來(lái)解決
在攤鋪機(jī)螺旋1/2處,邊端裝反向螺旋葉片,瀝青的選擇特別重要,尤其是對(duì)于交通量路面,要首選優(yōu)質(zhì)瀝青,瀝青表層更如此。
集料的選定,主要是判定粗集料、細(xì)集料酸堿性,對(duì)于有些礦石材料像玄武巖、石英巖、花崗巖等本身就帶酸性,由于瀝青含有瀝青酸而顯酸性,如果兩種酸性物質(zhì)結(jié)合在一起,則大大降低了相互之間的化學(xué)吸咐力,因此瀝青與集料容易剝離。在這種情況下應(yīng)采用石灰?guī)r、礦碴磨成礦粉或者直接加入一定的抗剝落劑,增強(qiáng)瀝青混合料的化學(xué)吸咐力。
此外,對(duì)粗集料的壓碎值應(yīng)有較高的要求,高等級(jí)路面一般不能高于28%,以保證路面具有一定的抗壓和抗滑能力。
3.3 瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)
瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)系瀝青混凝土路面成功與失敗的關(guān)鍵,從組成設(shè)計(jì)角度看,瀝青混合料的配比應(yīng)特別注意下列幾個(gè)方面的內(nèi)容。
3.3.1 骨料中最大粒徑的確定
級(jí)配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強(qiáng)度和抗車(chē)轍能力有密切關(guān)系。國(guó)內(nèi)有關(guān)科研資料表明,當(dāng)瀝青混合料厚(h)與最大粒徑(D)的比值大于2時(shí),抗疲勞強(qiáng)度顯著提高,但抗車(chē)轍能力明顯下降,而h/D小于2時(shí)抗車(chē)轍能力增強(qiáng),而抗疲勞強(qiáng)度減弱,應(yīng)該說(shuō)這是一個(gè)矛盾指標(biāo),一般情況下取h/D接近2最理想,即骨料最大粒徑取接近厚度的1/2,相對(duì)而言,上面層瀝青混合料粒徑略為偏粗一點(diǎn)。
3.3.2 中面層設(shè)計(jì)
中面目應(yīng)采用密級(jí)配,這一層是承上啟下的結(jié)構(gòu)層,一是要有良好的抗水滲透能力,防止雨水滲到基層破壞路面。二是要有良好的抗疲勞能力,因此h/D應(yīng)略。小2為好,建議采用密級(jí)配瀝青混合料。
3.3.3 下面層瀝青混合料
下面層是荷載承載層和應(yīng)力擴(kuò)散層的結(jié)合部,因此其強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性比較重要。建議h/D應(yīng)略大于或等于2,同時(shí)采用半開(kāi)級(jí)配較為理想,由于中面層是一個(gè)完整的抗水層,雨水不會(huì)下滲,因此,不會(huì)有雨水下滲到下面層、路面基層,另一方面,半開(kāi)級(jí)配可提高路面的熱穩(wěn)定性(由于瀝青為黑色,夏天太陽(yáng)暴曬吸熱,其內(nèi)部溫度可達(dá)50-60℃),同時(shí)半開(kāi)級(jí)配有較多瀝青及細(xì)粒填充,故該層具備一定的耐久性。
3.4 瀝青油石比的選擇
瀝青油石比由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)確定,通常是由瀝青混合料密實(shí)度、穩(wěn)定度、孔隙率等指標(biāo)初步確定,再與規(guī)范規(guī)定的上下值要求進(jìn)行比較取值。
3.4.1 油石比要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件綜合考慮
在寒冷地區(qū)冬天較冷,夏天時(shí)間較短,則油石比略為偏大較好,提高瀝青混合料低溫抗裂性和抗老化能力;相反在熱帶地區(qū),夏天較長(zhǎng)氣溫高,冬季時(shí)間偏暖,則相應(yīng)油石比取低限,提高路面熱穩(wěn)定性和抗車(chē)轍能力。
3.4.2 油石比的確定應(yīng)引進(jìn)動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)
傳統(tǒng)的馬歇爾試驗(yàn)雖然能確定最佳級(jí)配,但由于目前國(guó)內(nèi)交通量發(fā)生了顯著變化,大噸位的車(chē)輛越來(lái)越多,過(guò)去的設(shè)計(jì)理論,黃河標(biāo)準(zhǔn)軸載及常規(guī)的試驗(yàn)手段已滿足不了現(xiàn)在交通量增大、車(chē)載增重的需要,這就是為什么有的高等級(jí)路按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、施工單位按規(guī)范施工,而路面照樣出現(xiàn)問(wèn)題的一個(gè)重要原因,因此建議在車(chē)流量集中、車(chē)載較大的高等級(jí)路面,瀝青混合料除了要進(jìn)行常規(guī)的馬歇爾試驗(yàn)外,還需進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn),這樣才能客觀全面地反映實(shí)際。由動(dòng)穩(wěn)定度鑒定級(jí)配和油石比是否合理,這也是國(guó)內(nèi)許多專家學(xué)者,通過(guò)對(duì)比總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn)。
3.5 瀝青混合料的施工
路面施工在寒冷地區(qū)應(yīng)選在5~10月份,這期間氣溫較高,白天日照時(shí)間長(zhǎng),比較適合瀝青混凝寸:路面施工,因此,施工工期盡可能安排在這一周期,如果在5月初之前或者10月底之后,必須采取一定的措施,提高拌和出廠溫度,減少運(yùn)輸時(shí)間,確保攤鋪與碾壓溫度和路面成型質(zhì)量。瀝青攤鋪機(jī)的選用,對(duì)于路面較寬的路段,為了縱向接縫美觀,建議采用2臺(tái)或多臺(tái)同種型號(hào)攤鋪機(jī)前后錯(cuò)開(kāi)10m左右行走比較理想,不主張寬12m以上的攤鋪機(jī)一次攤鋪,這是因?yàn)閿備仚C(jī)越寬,通過(guò)中央分料器的距離就越長(zhǎng),混合料產(chǎn)生離析的可能性大。
4 結(jié)束語(yǔ)
瀝青混凝土離析現(xiàn)象對(duì)路面質(zhì)量的影響和危害是較大的,只要從設(shè)計(jì)施工管理等方面嚴(yán)格要求,相信能夠?qū)㈦x析的危害降低到最小。