基于预防离析的黑色路面机械化施工技术探讨

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我国高速公路沥青路面很多在早期就出现各种损坏，这些损坏与沥青路面施工过程中铺筑材料的离析有很大关系。沥青混合料离析现象的成因是复杂的，它涉及到沥青路面施工中的各个环节。因此对沥青路面施工过程进行合理的控制，可以有效预防沥青混合料离析的发生，可以提高沥青路面的铺筑质量，获得良好的经济效益和社会效益。
　　从宏观上讲，热拌沥青混合料的离析大致有3种类型：
　　(1)骨料离析。热拌沥青混合料在生产、运输、摊铺、压实过程中的不当操作造成沥青混合料粗细集料分别聚集，出现明显不均匀状态。粗骨料较为集中的沥青路面的空隙率较大，导致沥青路面抗水损害能力及耐久性降低，从而产生裂缝、唧浆、坑洞及剥落等病害。细集料较为集中的沥青路面的空隙率较小，沥青含量相对较大，易产生车辙、泛油、波浪、痈包等病害。
　　(2)温度离析。热拌沥青混合料在运输、摊铺过程中，位于运料车及摊铺机不同位置的温度下降不一致，导致沥青混合料的温度差异，产生温度离析，使沥青路面碾压后的密实度不同，造成网裂、沉降等病害。
　　(3)集料一沥青离析。含油量较大的沥青及SMA混合料易产生这种离析。由于沥青混合料离析的危害很大，近年来各施工单位和科研院所针对沥青混合料产生离析的主要原因，着手研究改进施工工艺和质量监控，努力提高沥青路面的施工质量。
　　1沥青混合料生产
& @; j& o% I/ F& }: U# k　　1.1选料在高速公路沥青路面材料中，采用的不同规格碎石都是从市场上购买来的。为保证原材料供应，会有多个碎石场同时供料，各个碎石场没有统一的规范和统一的破碎与筛分设备，因此各个碎石场生产的同一规格碎石其实际尺寸也不一样。因此公路工程建设单位要和承包商一起根据实际需求确定采石场，使用相同的碎石机和筛分设备，减少原料的不均匀性，有条件的施工单位可在原料进场后对碎石进行重新筛分。
8 P' F0 G; U/ |9 y$ @6 A( q; f　　1.2堆放
　　(1)准备好表面坚固清洁的集料场；
) `  C6 y+ U# }: F8 B　　的清洁，同时集料场地要排水通畅；
　　(3)沥青混合料拌和站对于不同规格的集料要分别堆放，有可靠的隔离设施，避免集料混杂；
　　(4)堆料的方法有几种，最好采用一层一层的堆积，逐渐加高，这种分层堆积可以减少因骨料重力而引起的离析。运料卡车倾倒骨料时要一车接一车紧挨着料堆表面倾倒，若采用起重抓斗堆积骨料时应沿一个面、一斗紧挨一斗的放下，不可抛掷。
　　1.3铲运一切铲运工作对各种骨料都会在一定程度上造成剥落，并使不同尺寸的骨料离析，因此应当尽量减少铲运次数以减少剥落和离析。
( x; y0 v% {! O5 i- M　　1.4配比
　　(1)连续型的密度级配沥青混合料要比间断型级配的沥青混合料容易产生离析现象，所以在配比设计及拌和生产中要严格控制骨料的级配均一，使其级配误差控制在规定的范围内，并接近标准要求级配曲线范围的中值；
　　(2)控制好填料的粒度和含量，保证骨料被沥青完全覆盖，通常填料颗粒粒径应大于0.075mm，其含量接近设计下限为宜；
; {2 @* a$ P- y+ K5 V8 R% w2 C　　(3)控制沥青用量，使之在设计所要求的误差范围以内；
　　(4)矿粉可提高沥青混合料的稳定性、避免离析，但掺量不宜过大，矿粉与沥青之比以(1:1)~(1:2)为宜；
# c/ k7 s% e% i) k  d" k% ]　　(5)改变以前只做一次生产配比就不再改变的做法，而应每隔一段时间根据热拌仓和控制室中筛分出的结果重新调整骨料配比，这样可以大大减少沥青混合料的颗粒组成变异性。
8 R! v2 W! q( w: c0 f7 l/ J9 \　　1.5拌和生产
　　(1)冷料斗上口要隔开，避免向某冷料斗装料时进入别的料仓；
" M- a4 \% X9 D. a( p$ O　　(2)采用自动卸料斗，使冷骨料沿冷料斗的开口均匀喂料，从而消除导致离析的架桥现象；
0 \1 t* Z9 c& c$ w/ f+ T& J　　(3)热骨料提升装置要合理，避免大骨料从顶部滑落；
- ], ]6 h9 R  V　　(4)若沥青搅拌机中振动网筛局部破裂，会使沥青混合料有部分超规格大粒径骨料，因此应对其经常检查，必要时更换振动筛网；
: r7 W4 L& J+ p( u+ ~+ d　　(5)在热料仓中的上部加一挡板，使粉尘沿挡板滑到料仓中间，并与粗集料均匀拌和；
　　(6)拌和时间短可能导致沥青混合料拌和不均匀或温度不均匀，因此严格控制拌和时间，注意观察沥青混合料中是否有明显的大骨料与小骨料聚集的现象，如有应及时查明原因并及时处理；(7)采用防离析料斗。每个成品料仓顶部都有一个接料斗，它将沥青混合料集中后流入成品料仓，使成品料仓内的沥青混合料保持同一高度而不形成锥体料面，从而避免成品料离析。
　　2沥青混合料运输
, D+ u  h% J9 x" i5 x/ Y* |% {- z　　2.1装料由储料仓向运输车卸料时，由于有一段落差，沥青混合料在车厢内会堆积成锥体，使粗细骨料分离一锥体下部粗料偏多，上部细料偏多。所以卸料时，除减少卸料高度外，还要让运输车前后移动，减少锥体的形成，使沥青混合料保持均匀一致。
　　2.2运输运输过程中的颠簸也会造成大粒径骨料的集中。同时，由于运输过程中料堆表面与空气接触，温度下降较快，而料堆内部温度下降较慢，因而形成温度离析。所以在搅拌厂选址时，要尽量使其与摊铺现场距离不要太远。同时，应适当平整运输道路，降低行驶速度，尽量减少运料车颠簸，同时对车厢采取保温措施。
$ {' \4 m" R) O0 f) H# c  m　　2.3倾倒沥青混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在接料斗的两侧。因此应将运料车的车厢大角度快速提升，使沥青混合料整体滑落，以避免大骨料向接料斗两侧滚动和堆积。建议在施工中使用移动式转运车，转运车安置在自卸车和摊铺机之间，这样可以有效地避免沥青混合料的骨料离析和温度离析。
　　3沥青混合料摊铺
' P/ [+ s/ ]( H* k; ~. N　　3.1操作摊铺作业时正确操作沥青摊铺机，对减少沥青混合料的离析很重要。
2 G9 q  M: o7 `+ P, w! W+ m　　(1)正确操作接料斗两翼边斗升起，避免接料斗内固定集料过多和翻动过快，减少边斗的翻起次数以减少沥青混合料的移动频率；
　　(2)控制布料器处于中挡或高挡位置；
　　(3)控制送料仓开口度；
　　(4)沥青摊铺机将要摊铺完一车料时，应适当控制摊铺机速度，关闭送料器，等下一车倒入后再进行均匀送料和布料；
7 R; T# J0 ^8 l5 R  X' R$ U　　(5)在摊铺过程中保持沥青摊铺机布料器不停转动，摊铺槽两端保持沥青混合料不少于分料器高度的三分之二。
　　3.2布料器沥青摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分料过程。摊铺时沥青混合料通过螺旋分料器由中心向两边送料，而中心部分靠沥青混合料自重下落，这样中心部分容易产生离析，即常见的带状离析。当用于大宽度、大厚度摊铺时，由于输送量加大，而螺旋叶片只有位于物料内部的部分才有输送能力。因此，为满足作业要求只能将转速提高，这样高速旋转且暴露在空气中螺旋布料器顶段就会向物料层上部的空间抛送物料，这是分料过程形成离析的主要原因。解决的措施有：
. e% `! [. P- {& f& q6 N6 v+ C- B　　(1)在分料器螺旋叶片二分之一处的边端装反向螺旋叶片，使两端的沥青混合料二次拌和；
　　(2)尽量采用大直径、低转速的螺旋布料器；
4 }% A- K& J! }　　(3)降低螺旋布料器的工作高度，并使沥青混合料的高度超过螺旋布料器。
　　3.3摊铺宽度据有关资料，摊铺宽度为10.5m的沥青路面铺层取样表明，骨料离析相当严重：两侧大骨料占64％，而中间仅为35％，均超出规定的级配范围。因此在摊铺宽度较大时，应采用多幅摊铺方式，每幅宽度最好不超过6~7m。
4 |" M7 F% y. s3 a+ G$ M  _　　3.4摊铺厚度当集料的最大粒径与厚度的比值较大时，摊铺时就会出现离析。由于大颗粒骨料的限制，使沥青混合料不能平整摊铺，而产生拖痕，即在颗粒骨料后面形成空缺。前者可控制集料颗粒的大小，后者需要在摊铺前不仅要控制路基的高度，而且也要控制路基的平整度、压实度在施工规范要求的范围内。
　　3.5补救对摊铺中表面层出现的离析应及时补救，如采用人工细筛方法，筛出适量细沥青混合料洒在出现离析的表面层并及时碾压，这样可以缓解离析的影响。
8 }9 h) u' h$ y, F; [1 y3 @, H　　4沥青混合料压实
7 G0 J: o6 A$ z$ d　　压实是沥青路面施工的最后一道工序，其目的是提高其强度、稳定性以及抗疲劳特性，压实度应控制在98％以上。沥青路面的压实应按初压、复压、终压(包括成型)3个阶段进行，并严格按照《公路沥青路面施工技术规范》的要求进行。压路机不得在未碾压成型、未冷却的路段上转向、调头或停车，振动压路机在已成型的路面上行驶时应关闭振动。只要我们严格执行沥青路面施工的各项标准，并根据实际情况和借鉴国内外先进经验就能很好的预防沥青混合料离析的产生，从而防止沥青路面早期破坏并延长其使用寿命，取得良好的经济效益。
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