高速公路沥青路面离析的成因及控制

摘要：沥青路面在高速公路建设中已得到了广泛应用。然而沥青路面存在的主要问题表现为早期损坏，如裂缝、车辙、渗水等，大大增加了后期公路养护的成本。通过分析，沥青混凝土的离析是造成沥青路面早期破坏的一个重要原因。

关键词：高速公路 沥青路面离析原因技术措施

Abstract: asphalt pavement has been widely used in highway construction. The main problem existing in the asphalt pavement performance for the early damage, such as cracking, rutting, water seepage, greatly increased the later road maintenance cost. Through the analysis of asphalt concrete, the segregation is an important cause of early damage of asphalt pavement.

Keywords: technical measures of segregation of asphalt pavement of Expressway

中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号：

高速公路路面施工中，沥青混合料离析是影响沥青路面质量及路面使用寿命的重要因素之一，高速公路沥青路面的一些早期损坏， 都与沥青混合料的离析有关。如何加强施工控制，最大限度地降低沥青混合料离析，是摆在广大高速公路建设者与管理者面前的重要问题之一。

一、沥青混凝土形成离析的原因

1.1 沥青混合料从贮料筒向运输车里卸落时，混合料形成锥体后，大骨料滚落在椎体角，形成粗料第1次集中。

1.2 运输车里的混合料卸向摊铺机时，部分大骨料滚落在摊铺机拌厢壁附近，形成粗料的第2次集中。

1.3 摊铺机送料器在送混合料过程中，先将中间料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗料的第3次集中。

1.4 螺旋布料器形成的离析。摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分混合料过程，在作业中功率消牦最大的环节也在螺旋分料过程(约为整机的50%～60%)。摊铺机在设计过程中，主要考虑功率因素，使螺旋分料器中的物料表面位于螺旋直径的1/2-2/3处。按照这种情况，输料量加大时，而螺旋只有位于物料内部的部分才有输料能力，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中的螺旋布料器顶端就会向物料层上部的空间抛送物料。这是分料过程中形成离析的主要原因。

二、 沥青混凝土面层离析现象

①块状离析。这是最常见的一种离析现象，表现为局部块状的粗集料集中且细集料偏少。②条状离析。既纵向条带状的粗细不均匀现象。③“拖痕”离析。既鱼鳞离析。导致离析现象产生的因素有：原材料的质量和堆放、混合料的拌和过程、压实厚度和最大粒径、卡车装料与卸料、摊铺机操作、碾压工艺、温度差别。

三、沥青混凝土离析的危害

3.1 沥青混凝土碎石粗料一旦形成集中，在碾压过程中，非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变原设计的路面配合比，沥青含量偏少，造成集料碾成型后松散，破坏路面结构，影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。

3.2 粗料集中，局部密实度差，孔隙率高，容易使路面渗水，影响路面质量。

3.3 粗料集中，影响路面平整度及路面外观美感。

四、预防沥青混凝土离析措施和处理方法

1.原材料

原材料的稳定性是保证混合料级配的关键，当有不同规格原材料颗粒组成变异性大时级配经常变化，就达不到配合比设计要求，同时就导致了集料离析。

改善原材料颗粒组成变异性的措施有：①二次破碎时同时使用反击式碎石加工。②保证料源出自固定的石料场或者不同石料场所用的碎石机的型号，规格完全相同，所用的筛分机和筛分尺寸的型号和规格也完全一致。③从不同石料场购得的原材运到堆料场后，将名义上相同规格的碎石从大到小分别相混合重新进行筛分。废弃最大规格碎石的粗筛余料，将其细筛余料并入下一规格碎石中，混合进行筛分。废弃第二大规格碎石中的最大粒径的粗筛余料，将其细筛余料并人第三种规格的碎石中，混合后进行筛分，将其细筛余料并入第四种规格的碎石中，如第四种已是最小规格碎石，如为2.36mm以下的细集料，则可以仅进行拌和而混合，无需再筛分，否则还要进行筛分。④原材料的变异性大必然导致各个热料仓中热料颗粒组成的变异性也大，后者正是沥青马歇尔试验各个技术指标变异性大的直接原因。可以每天根据热料仓或拌和室中白料的筛分结果重做生产配合比，再进行生产。

另外，原材料进场后的堆放应满足：①堆料场地经过硬化处理，具有良好的排水系统，保证集料清洁。②不同规格集料应该分别堆放，有可靠的隔离措施，避免混杂。③各种细集料都要分别搭篷保护，防止雨淋。防止细集料遭雨淋而变潮湿，对保证沥青混凝土的颗粒组成符合生产配合比确定的级配曲线十分重要。④需要合适的堆料技术。1）采用许多小料堆使堆保持原位不动。2）采用水平分层或斜坡式分层堆料。

2.混合料的拌和过程

严格控制沥青混合料的矿料级配。规范要求在目标配合比设计阶段，就对4.75、2.36和0.075mm的通过率做出特别要求，即必须接近级配范围中值。4.75 mm和2.36mm这二档集料过少，将影响面层表面的均匀性，过多则难以压实。

而通过0.075mm的主要是矿粉，矿粉过多则使沥青混合料中有效沥青含量减少，表现为混合料外观发暗、无光泽，压实后表面不均匀，细料过多，而且影响沥青混合料的其他技术指标。

3.压实厚度与混合料的最大粒径

有关资料表明，沥青混合料的最大公称尺寸与面层压实厚度的比值应等于或大于1:3，由于水泥稳定碎石基层厚度较大，在碾压时难免出现拥包超标现象，在摊铺前的测量准备工作中，就应特别注意做好放样工作，可在允许范围内调整横坡或纵坡保证摊铺厚度，减少离析现象。

4.卡车装料和卸料

正确的装料方法为：分三个不同位置在卡车中装料，第一次装料靠近车厢的前部，第二次装料靠近后部车厢的门，第三次的料装在中间，这样可以减少卡车中的离析现象。

5.摊铺工艺的优化组合

一般认为，采用单机宽幅摊铺作业方式，其离析现象稍偏严重，但是现在采用的是当今世界上最先进的德国原装进口ABG525型摊铺机进行混合料的全幅摊铺，从一定程度上减少了离析现象的产生。

在摊铺机内发生离析时，建议考虑下列原因和措施：

(1)连续、稳定的摊铺速度是保证沥青面层平整均匀的关键，同时也是减少面层离析现象的一个有效措施。

(2)要调试好摊铺机的料位，对于最大料径较大的沥青混合料，摊铺机料位应适当提高，这一位置的确定需要反复比较。

(3)为保证送料均衡，摊铺机料门开度,链板送料器的速度和螺旋布料器的速度一定要协调。

(4)螺旋布料器里的料量，最起码要高于布料器的中心位置，一般要达到布料器的2/3高度，也有专家提出更高的高度要求，即布料器在正常工作时，以若隐若现为宜，这个要求根据现场铺面效果，结合实际予以确定.。

(5)螺旋布料器里的料面高度应在同一平面上，并与摊铺横坡保持一致，使熨平板的挡料板前混合料均匀分布，尽可能地避免离析现象的产生。

(6)尽可能减少将侧板翻起的次数，仅在需要将受料斗中的混合料弄平时，才将其翻起。

(7)受料斗尽可能装满料，受料斗的后门尽可能宽地打开，以保证分料室中料饱满。如分料室中混合料不足，细料将直接落在地面上，而粗集料将分布在两侧。

(8)分料器连续运转。调整分料器的速度，使出料连续缓慢。如分料器运转不连续，混合料会在摊铺机内发生显著离析。如果分料器转得太快，中间将会缺料，通常会产生一粗料带。

(9)如有可能，调整摊铺机分料室的伸长度，使摊铺机从受料斗的两侧推出相同数量的混合料。

6.温度离析

资料表明：周期性离析问题与沥青混凝土拌和厂将混合料运送到铺筑现场过程中沥青混合料的温度差别有关。在铺筑之前，热拌沥青混合料的温度差别导致施工铺筑层产生潜在的破坏。

通过现场用红外线测温仪检测，基本上每一辆运料车都有不同程度的温度差别。卸料时，料车顶面温度低的料落在摊铺机受料斗的底部，此后可能有两种不同的情况。一种情况是沿料斗车两侧温度低的混合料被挤向摊铺机受料斗的两侧。当料车卸完料以及受料斗中料堆接近消失时，两侧冷料向内侧落下并覆盖在条板输送带上混合料上面。如驾驶员把两边侧板翻起，则侧板里的温度较低和粗料较多的混合料都落在条板输送带上混合料上面。在下一辆料车尚未到达摊铺机之前，受料斗中的剩余料被输送到后面的分料室并被整平。整平板不可能使较多冷混合料与高温混合料一样固结，在摊铺层上就会出现开式的离析小面积（温度差别和集料破坏）。第二种情况是，当下一辆料车到达摊铺机前并向受料斗卸料时，冷混合料被输送到后面的分料室并被整平，整平板不可能使较冷混合料与高温混合料一样固结，在摊铺层上也会出现开式的离析小面积（温度差别破坏）。由于每一车料都可能产生这种离析破坏，周期性的破坏现象也变得明显了。

许多因素影响运料车内混合料热量损失的总量以及卡车内混合料温度差的量。这些因素如下：

①混合料装入运料车的温度。②气候的温度。③车厢是否隔温。 ④运距。

⑤混合料是否覆盖。

针对以上因素，结合施工实际，我们可以采取以下措施尽量减少温度离析现象。其措施有：

①混合料必须备有篷布覆盖，篷布要将混合料覆盖完整，务必扣紧。②车厢内要有隔温措施。③减少在摊铺机前的等待时间。④运料车的速度和气温。

结束语；

随着我国国民经济的快速发展，高速公路的交通量迅速增大，修建更加耐久，承受更大荷载的高速公路变得更加必要。因此，我们应该在施工过程中重视对沥青混合料离析的有效控制。并根据实际情况精心组织施工，预防沥青混凝土路面施工过程当中离析现象的产生,从而防止沥青路面早期破坏并延长其使用寿命,取得较好的经济效益。