沥青混凝土温度离析的原因分析及采取措施

摘要:通过对沥青混凝土路面的施工过程中容易出现温度离析现象的几个环节的简单分析,提出预防和减少温度离析的几个措施。

Abstract: During the Asphalt concrete pavement construction process,several aspects of the phenomenon of temperature segregation easy to occur are analyzed, several measures of prevention and temperature segregation reduction are proposed.

关键词:沥青混合料;温度离析;不均匀性;措施

Key words: bituminous mixture;temperature segregation;non-uniformity;measures

中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0236-01

1温度离析产生的原因分析

从众多的施工情况来看,产生温度离析主要是以下几个环节:沥青混合料的拌和过程、沥青混合料的运输过程、沥青混合料的摊铺过程、沥青混合料的碾压过程。

1.1 沥青混合料的拌和过程。

沥青混合料的拌和非常重要,它直接影响混合料的成品料的质量。当沥青混合料在拌和时使用潮湿集料,其出场温度会不均匀,其变异系数比使用干燥集料的沥青混合料出场温度变异系数高。由于潮湿集料含水量不均匀,并且造成级配不稳定,尤其是细集料不均匀。因而在混合料的拌和过程中,容易出现温度不均匀,部分沥青会因为温度过高而变质,有的地方温度过低,沥青不能在砂石中渗透、包覆形成均匀的粘膜,起不到粘结作用或粘结得不好,摊铺成型后在遇到雨水和车辆荷载必然会出现沥青与砂石剥离。

拌和时间也影响混合料的质量,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,拌和时间长可能引起沥青变质,混合料就会废弃。

1.2 沥青混合料的运输过程。

造成运输过程卡车内拌和料的热量损失和温度差异的影响因素有以下几方面:(1)拌和料装入卡车时的温度;(2)环境温度;(3)卡车斗是否保温;(4)卡车斗大小及所运料的多少;(5)运距的长短;(6)运输速度;(7)到达现场等候的时间;(8)是否被覆盖;(9)交通堵塞(交通堵塞,造成运输过程中的时间拖长,温度必然会降低)。

运料和卸料过程是造成沥青混合料温度离析的主要原因。随着运输距离的加大,运输过程造成的热量损失也相应加大。混合料温度愈高,气温愈低,则热量损失愈大,造成的温度变越大。混合料中沥青和骨料都属于导热性能低的材料。高温混合料最先经刮板输送器传输到摊铺机的后部,由螺旋摊铺器摊铺到基层上,而低温混合料却被延时到最后才被摊铺。这一过程进一步加剧了沥青混合料温度的不均匀性,即温度的离析更加严重。由于这种现象出现在每车料的运输和卸料过程中,故离析也周期性地出现。

1.3 沥青混合料的摊铺过程。

由于沥青混合料在运输和卸料过程中热量流失的不均衡而产生明显的温度差异,混合料摊铺到路面时,局部区域的物料温度低于沥青混合料所需的摊铺温度。出现温度离析的可能性更大,摊铺后的路面质量更难得到保证。试验研究表明:在混合料温度为149℃的情况下进行压实,空气间隙率只有6.8%;当温度降低到93℃时,空气间隙率增加到9.3%。这些高空气间隙很容易让水渗透进入沥青混凝土,慢慢形成水破坏,如果冬天结冰,沥青混凝土更易破裂,这样就影响路面质量,缩短公路使用寿命。

1.4 沥青混合料的碾压过程。

碾压时,由于混合料的温度局部不均匀,低温混合料将不能被压实,从而导致熨平板起伏,造成摊铺表面的不平整;温度低的地方出结块物,结块物料可能会承受压路机的全部重量,出现碎裂,造成混合料不能碾压成型,压实度达不到规定要求。

所以温度离析对压实效果影响大,出现温度离析,路面密实度的不均匀,容易产生较高的空隙率和粗糙度,会带来一些路面早期破坏现象。

2温度离析采取的措施

针对上面的温度离析现象,为了提高沥青混合料的均匀性,保证路面施工的质量,建议采用下面措施预防和减少沥青混合料温度离析:

2.1 在沥青拌和楼环节应做到如下几点:

(1)控制原材料的质量,粗集料要覆盖,细集料要达棚,避免雨淋。做好场地硬化,不同集料要分隔,并做好排水工作,场内不能积水。(2)混合料拌和时严格按规范控制沥青温度、骨料温度及出料温度,并根据施工时的气温情况适当调整出料温度。

2.2 在运输过程中,尽量缩短混合料运输和等待的时间、采取用篷布覆盖、系牢等保温措施,降低温度离析。

2.3 沥青路面施工温度包括沥青混合料出场温度、到场温度、摊铺温度、碾压温度等具体参数。

沥青混合料所有温度参数中,起决定性控制作用的是出场温度,它的高低决定了后续到场温度、摊铺及碾压温度的高低。

2.4 沥青混合料碾压温度同出场温度相比较,温度降低在26～33℃之间,尽量减少碾压中的温度损失,在碾压过程中应做到配备足够数量的压实设备,压实设备数量可根据混合料的冷却速率,摊铺速度、宽度和压实速度,确定压路机的需要量。足够的压实设备可以提高碾压效率,让路面在尽量短的时间,正常的温度下达到最佳的压实度;在碾压过程中,应做到紧跟摊铺机碾压,尽量缩短碾压段落(宜小于30m)。

2.5 在沥青混合料摊铺之前,可采用二次拌和的方法。

将运输过程之中沥青混合料表层、车厢壁和中心部分存在温度差异的部分进行混合搅拌,这样就能够将沥青混合料装车过程产生的离析和温度差异基本消除,然后再送入摊铺机。

2.6 可采用沥青混合料转运车来联合摊铺。

该类设备具有独特的防离析设计,将沥青混合料再次搅拌,使其骨料均匀混合,消除沥青混合料存在的温度离析和集料的离析,最大限度的减少离析现象,减少摊铺机工作中的停顿,使摊铺机料斗的挡料板前供料一致,从而保证铺筑密度一致,摊铺面平整均匀,摊铺机连续工作,提高路面平整度。

3结语

综上所述,为了减少沥青路面施工过程中的温度离析现象,我们应该从各种不同的渠道,采取不同的措施减少甚至消除温度离析这种现象,提高路面的均匀性,消除路面的早期损坏现象,延长路面的使用寿命。

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