沥青混合料离析控制措施探讨

摘要：沥青混凝土面层的各种离析现象是造成沥青路面出现初期和早期损坏的主要原因之一,它与沥青混合料的施工过程密切相关。在沥青路面建设过程中,通过采取多种有效的技术措施，有助于减少甚至消除沥青混合料的离析现象。本文通过对沥青原材料控制、混合料拌合、运输、摊铺过程的研究, 分析了沥青混合料离析产生的原因, 对其预防措施进行了探讨。

中图分类号：TU57+1 文献标识码：A 文章编号：

引言：

沥青混合料是沥青和具有一定级配的矿料按一定比例拌和而成的混合料的总称。在沥青混合料拌制、运输、现场转运、摊铺与碾压过程中,由于生产及施工工艺的特定性和局限性,某些工序会出现沥青混合料离析。离析现象是沥青路面施工过程中经常出现的问题, 严重的离析会导致沥青混合料的各种力学性能和使用性能的下降, 严重影响路面的施工质量, 并造成路面的破坏, 缩短路面的寿命。本文结合湖南某高速公路沥青路面施工经验，对沥青混合料离析的类型和产生原因及防治措施进行了探讨。

1 离析的种类特征及影响

1.1离析的种类及特征

1.1.1纵向离析

纵向离析是一种常见的离析形式，通常出现在摊铺机中央、螺旋布料器支撑处和端部。在摊铺机中央区域细集料较多，比较密实，表面纹理较浅。而在摊铺机两侧特别是螺旋布料器支撑处粗集料较集中，细集料、沥青含量较少，空隙率较大，表面纹理深。产生纵向离析的主要原因是摊铺机本身或者操作问题，如螺旋布料器不连续、烫平板安装不当、摊铺机卡机等。

1.1.2 横向离析

横向离析现象的产生与摊铺机本身关系不大，它主要是由作业方法引起的。在摊铺机起步时，螺旋布料器处于初始供料状态，操作人员如果操作不当，螺旋布料器旋转速度过快，粗集料会分布到布料器两侧，从而形成横向离析带。

在摊铺的一个工作循环中，从搅拌器向卡车卸料时形成锥状堆料，第一次造成了大卡车料斗中的混合料离析，当卡车向摊铺机料斗中卸料时，又一次形成锥状堆料，形成再次离析。一个工作循环完成后，卸料卡车离去，摊铺机将料斗收起，这时，留在最后的大粒径材料全部被送到螺旋分料器，形成了横向离析带。

1.1.3竖向离析

竖向离析是指在横断面上，下部大粒料多而上部大粒料少的上下离析现象。竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落，这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的工况下，由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙向下滚落，结果造成大粒料沉落于摊铺下层。

1.1.4不规则离析

由于沥青混合料的原材料级配波动、筛孔堵塞或破坏、设备故障、拌和机称量系统误差等引起混合料级配的波动，加之横向离析的作用，引起不规则性的离析。

1.2离析对沥青路面的影响

离析会使新铺沥青路面透水性能增强、水稳定性变差，当雨水下渗后在行车轮胎作用下产生“泵吸”现象水分逐渐深入沥青与及集料的界面上，使得沥青膜渐渐从集料表面剥离，导致集料之间的粘结力丧失，从而发生沥青混合料松散和掉粒，继而形成沥青路面的剥落、坑槽等损坏现象.严重缩短了沥青路面的使用寿命。

2施工中混合料离析的控制措施

2.1原材料质量控制

很多研究资料表明，控制好路面施工的每一个环节，才能保证沥青路面具有良好的路用性能和耐久性，从而降低使用过程中的养护费用。同时，只有选择高品质的原材料才能真正保证沥青路面的质量。

2.1.1原材料生产加工

集料规格的一致性对防止和降低混合料出现离析有很重要的作用，具备稳定的料源、合理的破碎工艺、固定的筛分方法，才能加工出外观形态良好、级配稳定一致的集料。

因此，要在施工前对多家石场进行考察调研，最终确定产量稳定、破碎工艺先进(反击破碎方式)、石材质地优良、级配良好的料场供应集料、在签订购料合同时，对通过率不满足要求的，不予使用。

2.1.2原材料运输、堆放

供原材料堆放的场地应进行硬化，防止原材料被污染，并有较好的排水措施，保证材料堆场不积水，对细集料应设遮雨棚。料堆之间砌筑坚固的隔墙，防止原材料串料、避免人为增大集料变异性。

图 1用单一的传送带堆料

图2汽车与推土机协同堆成料堆

从图1 、2可以看出，用单一的传送带堆料，大集料滚落到料堆外侧，集料产生离析。本项目结合实际情况，采用汽车与装载机协同堆料的方式进行堆料，从集料堆场取样筛分的数据显示，此方法基本上没有造成离析。

2.2沥青混合料的生产过程控制

2.2.1冷料供应、热料筛分系统

在热拌沥青混合料生产与管理过程中导致成品料不均匀的因素包括：冷料供给系统中产生的不均匀性；热料筛分过程中产生的混仓和离析；集料、粉料、沥青计量控制系统误差产生不均匀性；混合料搅拌不均匀产生不均匀性；成品混合料运输装卸过程中产生离析。

对冷料仓隔板进行加高，并且一个规格冷料只装一个冷料仓，对于规格料用量大且有富余冷料仓的使用两个冷料仓。在冷料仓上方搭建棚盖防止冷料仓受雨淋。

在生产过程中由于筛分量大，热料振动筛易坏，从而导致超粒径的大集料增加所以要保证筛分系统稳定，防止筛分系统超负荷运行，在施工中需定期对筛网进行检查更换，避免筛孔损坏、堵塞等现象影响热料仓集料的级配。若原材料的组成变异性大，通过二次筛分不能明显改善颗粒级配组成为使生产的沥青混合料的级配变异性变小，每天生产前对每个热料仓进行取样筛分，并根据筛分结果重新计算调整生产配合比，然后开始正式生产。

2.2.2称量、搅拌过程

间歇式沥青混合料搅拌设备对原材料计量的准确性主要是由配料秤来保证，也就是说配料称计量精度直接影响沥青混合料的级配精度和沥青含量准确性。一般来说，在满足生产前提下，尽量避免打开称量斗阀门，并且采用先轻后重的称量顺序投料，以此提高称量精度。

在混合料搅拌过程中每隔1 h打印一次生产记录，每天施工完后对生产记录进行复核，根据生产记录及时检查调整级配。拌和时间越长混合料拌和越均匀，但是拌和时间过长会使沥青老化，从而影响混合料的质量，一般拌和时间在40~50s之间.

2.2.3沥青混合料的装料

在装料过程中，为减少混合料的离析，应尽量缩短出料口至车厢间的距离，且运输车应停在不同的位置受料，如果一次装完，会使较大的碎石滚落到车厢的周围，卡车开始和最后卸下的都是粗料，两侧的粗料则卸在摊铺机的两块侧板上。正确的装料方法是分3个不同的位置往卡车装料，先装前端再装后端最后装卡车中部(图3、4)。

图3 不正确的装料方式

图4正确的装料方式

2.3沥青混合料的摊铺过程控制

摊铺机的工作状态直接影响到沥青路面的均匀性，因此将摊铺机调整到最佳状态是避免和减少摊铺过程中离析的关键。摊铺机自身性能和各种参数对摊铺质量影响很大，在摊铺作业前检查摊铺机各种装置安装是否正确，将熨平板宽度、拱度、工作仰角、螺旋布料器的长度和位置、振动器的振动频率和振幅等参数调整到工作状态。

螺旋布料器可将刮板运输器送给机尾的混合料均匀分布到熨平板前的全部长度范围内，本工程采用摊铺机的螺旋布料器是中置式驱动，其结构简单，易于维修，但是对混合料有影响，在混合料流动过程中容易产生离析。

根据实际情况对螺旋布料器进行调整，如果螺旋布料器太高，供料太慢，两端供料不足；太低则阻力太大，也会造成供料不足。相关研究证明，螺旋布料器叶片底部与下卧层的理想距离为最大粒径的5倍为宜。对支撑处叶片进行反向安装，在布料过程中将支撑处内侧螺旋输送来的混合料反向挤压，并进行二次搅拌，可较好地解决混合料离析。由于正常安装的螺旋布料器叶片在支撑处不连贯，沥青混合料传输到此就暂时停止，只有靠后面的混合料推挤至支撑处外侧，使混合料产生了离析；在螺旋布料器左右两端反向安装支撑处螺旋布料器叶片(图5)。

图5反向螺旋叶片安装

摊铺过程中摊铺机应在每车料卸完后立即收受料斗，此时受料斗中充满混合料，虽然粗料含量相对较多，但经过螺旋布料器搅拌后可以拌和均匀.减少离析。

3沥青路面离析的处理措施

在摊铺后尚未碾压时，对于局部出现的不规则离析，采用换料处理。对于大面积粗骨料离析，用人工撒布混合料，使较细的混合料嵌入大骨料孔隙中。

对于已经碾压成型的沥青路面，在进行渗水试验时，如发现渗水系数过大须进行处理。对于下面层，在离析处喷洒粘层油时，加大用量并撒布适量石屑进行碾压，碾压完成后清除多余松散石屑；对于中、上面层，对离析处取芯样进行空隙率计算，如大于规范要求则进行切割(铣刨)处理，然后重新铺筑新拌沥青混合料碾压。

4结 语

施工过程中的离析是沥青路面早期损坏的主要原因之一，本文借鉴相关研究资料，结合湖南某高速公路沥青路面施工实际情况，采取了相应的措施，针对沥青混合料离析现象进行事前、事中控制，从已经施工完成的沥青路面情况分析，效果非常显著。

参考文献:

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