沥青路面非均匀性影响因素及防治措施

【摘要】1.1 原材料质量波动造成的离析 衡量沥青混合料生产质量的主要指标为级配与油石比，级配即混合料内各粒径矿料保持规定的比例关系。保持集料规格、特性的一致性是集料质量管理最主要...

摘 要：本文从原材料、生产配合比、拌和、运输、摊铺等几个环节详细分析了沥青混合料非均匀性产生的原因及所采取的有效防治措施。

关键词：沥青路面；非均匀性；防治措施

中图分类号：U416 文献标识码：A

沥青路面的非均匀性是指经过摊铺压实后的沥青面层在一定区域范围内材料组成与设计不符，并具有不同的性质，诸如沥青混合料的级配组成、沥青含量、空隙率、构造深度等存在不可接受的差异，从而使已铺筑沥青路面表现出不同的路用性能，局部区域甚至过早出现破坏。为了能够减少由非均匀性导致的路面病害，本文分析了产生非均匀性的原因，并提出了控制措施。

1 路面非均匀性的影响因素

1.1 原材料质量波动造成的离析

衡量沥青混合料生产质量的主要指标为级配与油石比，级配即混合料内各粒径矿料保持规定的比例关系。保持集料规格、特性的一致性是集料质量管理最主要的目标，集料规格不一致会影响混合料级配波动，导致沥青含量的波动并偏离其最佳值，并造成沥青搅拌设备生产的不稳定，从而影响成品料的生产质量。

在我国公路建设中多家料场向一个标段供料的现象十分常见，由于不同料源采用的碎石机原理和结构形式不一样，生产时会产生材料规格的变化。进场材料如果堆放不正确也会产生离析，对于用输送带堆料方式，大粒径会滚动到料堆外侧，细集料则会留在中间使粗细料发生离析。

1.2 沥青混合料运输中的集料离析和温度离析

（1）运输中产生集料离析

沥青混合料从贮料罐向运输车里卸料时，由于高度落差，大骨料滚落在车厢附近，形成粗细集料第一次离析；在运输过程中，如果遇到车辆颠簸、急刹车等情况，会造成混合料粗骨料滚向车厢两侧，形成粗细集料第二次离析；混合料从运输车卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机料斗1/2附近，形成粗细集料的第三次离析。

（2）运输中产生温度离析

在运输混合料过程中若加盖苫布，对减轻温度离析有较大帮助。在热混合料运输中，运距越长，车厢底、侧及顶面拌和料的温度降低就越多；卸料时，顶面温度低的料落在摊铺机受料斗的两侧，当料车卸完料以及受料斗中的料堆基本消失时，两侧冷料向内落下，被输送带送到后面的分料室并被整平，而整平板不可能使较冷的混合料与高温混合料一样固结，在摊铺层上就会出现小面积的离析。

1.3 摊铺机预压实离析

（1）摊铺机横向预压实变化

在沥青混合料摊铺机的工作装置上，一般装备有两个振动装置：振动器和振捣梁，用于对混合料进行初步的预压实。在摊铺宽度范围内，离摊铺机中心越远熨平板的支撑刚度越弱，振动施加于沥青混合料上的总作用力越小，这种压实作用力的差异将造成沿着熨平板方向混合料的预压实度的不同，这就引起压实度离析。

（2）摊铺机纵向预压实变化

目前生产的普通摊铺机，其振动或振捣频率并未实现与摊铺速度的联动控制，一旦熨平板的振动频率或振捣器的频率调定后，其频率均保持恒定而与摊铺速度快慢无关，除非操作人员重新进行调整。因而，当摊铺速度明显改变时，将造成铺层初始密实度在行走方向发生变异，摊铺速度越快，振动器经过个点的击实次数越少，获得的初始预压密度越小。

1.4 压路机产生的碾压离析

振动压路机在碾压过程中不可避免地会造成碾压离析。例如：由于沿钢轮宽度方向作用力不同，接近轮缘，材料的推移将使压实功发生变化；碾压过程中重叠宽度不均匀影响压实功的均匀性；钢轮碾压过程中对邻近钢轮的材料产生推移产生密实度的变化；铺层边沿处无侧限产生压实功的变化；振动压路机起振动或停振的过渡过程造成的压实功变异。

2 沥青路面非均匀性防止措施

沥青路面非均匀性控制技术主要是从热拌沥青路面的储运和摊铺过程上进行控制，主要有两种控制措施，即采用红外热像仪实时监测混合料温度分布情况；混合料转运车对沥青混合料的粗细集料不均匀和温度不均匀进行控制。

2.1 红外热成像技术

热成像技术的最新应用就是红外热像仪。对于热沥青混合料，孔隙率越大热量散失越快，一般来说这一区域温度较低，红外热成像技术即是基于这一假设来判断沥青混合料的离析。如果在运料卡车保温措施不当，导致卡车表面和边沿的混合料温度过低，在红外热像仪上也将可以直观的观察到。热成像技术主要用于热拌沥青路面的施工过程质量控制，在铺筑过程中，监测沥青混合料以及刚铺筑的沥青路面表面的温度变异情况，及时进行施工方案和技术的调整，改善沥青路面的非均匀性。

热成像技术虽然可以快速、无损直观的检测热拌沥青路面的非均匀性，但是仅在路表面和接近路表面处有效，温度和级配离析都会显示“冷”域，不能识别离析的类型，这就需要进一步试验更准确的定义离析的类型。

2.2 沥青混合料转运车

为了防止自卸卡车在运输过程中使沥青混合料发生的温度差异和级配离析，自卸车将沥青混合料卸入沥青混合料转运车前置输送机的接料斗中，然后由其螺旋输送机从两边向中间集料，再由链板输送机转运至搅拌仓内，进入搅拌仓的沥青混合料由多节距防离析螺旋搅拌器对其进行二次搅拌，然后再由其内的链板输送机传输给后置链板输送机，由后置链板输送机在不接触沥青混合料摊铺机的情况下，直接转运至摊铺机受料斗中。

沥青混合料转运车搅拌仓内的螺旋搅拌器对沥青混合料的二次搅拌有助于改善沥青混合料在装卸和运输过程中产生的集料离析和部分消除了长途运输中沥青混合料的温度差异，保证了路面压实度和结构强度的均匀性，提高了沥青路面的施工质量。另外，沥青混合料转运车的使用，消除了运料卡车与摊铺机之间可能发生的碰撞，从而进一步保证了沥青路面的施工平整度和均匀性。

近年来这种方法逐渐引入我国的沥青路面铺筑，彭余华等对LZH-25C沥青混合料转运车在杭（州）千（岛湖）高速公路的使用效果进行了相关研究。结果表明，使用转运车后的沥青路面温度分比较均匀，没有出现大的温度差异。使用转运车的路面级配离析的面积明显小于未使用转运车路段。在密度、渗水系数、构造深度的检测中，同样使用转运车的路段更加均匀，变异明显小于未使用转运车的路段。

结语

大量实践表明，引起混合料非均匀性的原因很多，为了铺筑良好的沥青路面，需要施工中各个环节的共同配合，再利用红外热成像技术或转运车等设备，就能最大限度地减少沥青混合料的非均匀性，提高沥青路面的施工质量。

参考文献

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[3]彭余华，王超凡.LZH-25C沥青混合料转运车的应用研究[J].筑路机械与施工机械化， 2006，（2）：18-20.