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广西捷通路桥勘察设计有限责任公司 广西南宁 530000
摘要: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。本文通过对沥青混合料拌合、运输、摊铺和碾压过程的研究,分析了沥青混合料离析产生的原因,对其预防措施和评价方法进行了探讨。
关健词:沥青路面;预防;措施
近年来,我国公路建设迅速发展的同时,一些路段高速公路沥青路面出现了早期损坏现象,不仅造成经济损失,而且影响交通行业的社会形象和可持续发展。为认真贯彻落实科学发展观和建设资源节约型社会的要求,按照“增强质量意识,完善综合设计,严格施工控制,加强养护管理”的原则。
1、沥青路面离析类型
沥青混合料离析包括级配离析和温度离析:
1.1 级配离析是指热拌沥青混合料各组成部分在路面上分布不均匀从而偏离了设计级配,沥青含量的不均匀则与设计的最佳沥青用量不一致。
1.2温度离析是指沥青混合料温度出现较大差异的现象。混合料现场温度差异较大,温度相对较低的区域混合料比较硬,难以压实,空隙率大,可能导致水损坏等病害的发生。
2、沥青路面离析成因
2.1 级配离析
沥青混合料结构类型是沥青混合料的内因,混合料级配中的最大粒径越大,离析的可能越大;集料级配曲线愈接近最大密度线离析的可能性越小;间断级l配比连续级配更容易离析。对于集料大于19mm的反"s"型级配及其它类型间断级配混合料,施工时应高度重视混合料离析的产生。同样混合料在运输果过程中,尤基是在装卸过程中也会导致离析,因为混合料由料仓卸入车辆时,粗集料滚落在车厢外侧下方,细集料则在内侧上方。摊铺过程也是最容易引起离析的过程,究其原因有:
1)摊铺时摊铺机不收料斗使斗内存有离析的混合料;
2)布料器转速与摊铺机速度不均匀,使细料下沉,粗料被运至两边;
3)摊铺宽度过宽使两边的料产生离析。
2.2 温度离析
沥青混合料在运输、摊铺时会发生不同程度的温度离析。装人运输车后,与车底和车厢接触的部分温度要降低,沥青混合料表层部分的温度也要降低,而温度高的沥青}昆合料在装入摊铺机料斗、输料器送料至熨平板前和蜻漩输料器将沥青混合料送到熨平板两端的过程中滚动较陕。沥青混合料的温度越低,包裹在集料周围的沥青的粘结力越大,所以温度低的沥青混合料在装入摊铺机料斗、输料器送料至熨平板前和螺旋输料器将沥青混合料送到熨平板两端的过程中滚动较匣。正是由于存在的这种温度的差异,沥青混合料从拌和楼装车产生阿离析,在卸料和摊铺的过程之中,不仅没有被减弱,而且进一步加大了离析的现象,其结果是造成低温混合料压实后空隙率过大,透水性增强,承载能力下降,抗压抗折强度降低极易形蒯两部松散、坑洞,造威到路早期损坏点,严重的缩短了路面的使用寿命。
3、预防产生离析现象的措施
3. 1 严格控制矿料级配和材料选择
首先在材料设计上应尽量选择与压实层厚度相匹配的混合料类型,适当的减少集料的最大粒径。要严格控制沥青混合料的矿料级配,在生产过程中尽量使级配在规定的级配范围内并接近中值,特别是4. 75mm,2. 36mm 和0. 075mm 档的通过率更要接近中值,因为这几档集料对混合料的均匀性影响很大,4.75mm 和2. 36mm 的集料过少,将影响表面均匀性,易出现离析,过多则难以压实。其次尽量选用表面干燥洁净的碱性集料,以提高集料与沥青自身的粘附能力,减少离析。选择与集料有良好粘附性能和高温稳定性好的沥青。必要时,可加入外加剂,提高集料与沥青的粘附性能,同时改变集料的表面性质。
3. 2 加强沥青混合料拌合工艺管理
沥青混合料达到均匀的两个基本要素是拌和温度和拌和时间,经试拌后,在生产过程中不应随意动;同时还要随时观察拌锅内出的混合料的外观,均匀一致,无花白料,粗细集料分布均匀,无粗细料分离现象。如有分离应及时调整拌和温度和适当延长拌和时间。拌和均匀性不好的沥青混合料,铺筑路面将出现块状离析。
3. 3 防止沥青混合料在运输中发生离析
从拌锅内卸料装上运料车过程中,运料车应前后移动不少于3 次,要分几次装混合料,避免一次装料,因为混合料在车箱内形成一个大锥体,会促使粗细料分离。这种离析的混合料,摊铺后面层将出现块状离析。运输时,不论气温高低均应用棉被覆盖,防止混合料表面温度降低,结壳,造成温度离析。
3. 4 改进施工工艺和强化质量检查
沥青混合料的摊铺过程是影响沥青路面质量的关键因素,因此,要严格控制摊铺工艺,避免离析现象的发生。主要有:
1)避免运输车起斗太快,保证连续均匀供沥青混合料;
2)调节料位传感器,使螺旋输料器的转速尽可能均匀;
3)正确操作受料斗翼板,严禁受料斗内固定积料过多和翻动过速;
4)摊铺速度确定后,应尽可能保持稳定和连续;
5)尽量采用多台摊铺机梯队作业的方式;
6)摊铺机的前拱拱度应调节得比后拱略大为宜,人工接长调宽的熨平板,其熨平板的前后拱之差为3- 4mm,液压伸缩调宽的熨平板,差值以2mm 为宜;
7)合理地选择摊铺机振动系统的振动力和频率;
8)摊铺机螺旋分料器的高度应根据摊铺层厚度的变化而变化;
9)摊铺过程中,对表面产生的粗离析,应及时人工补适量的细料予以补救。
4、沥青路在离析的检测、评定方法
4. 1 视觉观察法
视觉观察法即根据路面的表观状况和调查者的经验进行离析检测的方法。这是一种主观的判别方法,它没有明确的离析程度评定标准,所以有一定的局限性,只适用于大粒径及较粗的沥青混合料,对于小粒径和细级配的沥青混合料并不适用。
4. 2 铺砂法
路面离析区域与非离析区域表面纹理深度会有明显的变化,可以通过铺砂法测路面构造深度,检测评定路面离析的程度。采用离析处路面的构造深度与非离析处路面构造深度的比值来评定离析的程度,即采用非离析处路面的构造深度TD 作为参照物,与离析处的构造深度之比(TD 离析处?TD 非离析处)作为评价指标。
4. 3 钻芯取样法
通过钻芯取样,分析芯样的材料组成及芯样密度,以评定离析的程度。取芯法费时费力,同时上面层施工一般不允许过多取芯,所以仅在发现路面明显离析,才采用此法进行调查。由于路面离析处级配、沥青用量、芯样密度都可能发生变化,因此三指标均可作为离析的评定指标。
4. 4 核子密度仪法
核子密度仪可以检测路面的密度,根据检测路段路面密度的变化范围,确定该路段离析程度的等级。核子密度仪是路面无损检测的重要手段,采用核子密度仪检测具有快速、简便,且对路面无损坏的优点。但由于路面离析处粗料集中的地方,级配偏粗、沥青用量也偏少,该点的密度值未必小,因此核子密度测定仪有可能检测不出这种离析。
5、结语
沥青路面的局部破坏已成为我国沥青路面早期损坏的主要现象,而其主要原因在于沥青混合料在施工过程中产生的离析导致铺筑层的力学性能变坏,出现不良结构而形成不均匀的路面,降低路面的使用寿命。通过对现有文献资料的研究寻求一种行之有效的评价指标来表征沥青路面的离析程度,进而在施工过程中来指导施工,保证沥青面层的施工均匀性,提高路面的使用质量,减少甚至基本消除沥青路面的多种初期和早期破坏现象以及保证路面的设计使用寿命。
参考文献:
[1] 沙庆林.《高速公路沥青路面早期破坏现象及预防(第一版)[M]》.北京:人民交通出版社,2001.3.
摘要: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。本文通过对沥青混合料拌合、运输、摊铺和碾压过程的研究,分析了沥青混合料离析产生的原因,对其预防措施和评价方法进行了探讨。
关健词:沥青路面;预防;措施
近年来,我国公路建设迅速发展的同时,一些路段高速公路沥青路面出现了早期损坏现象,不仅造成经济损失,而且影响交通行业的社会形象和可持续发展。为认真贯彻落实科学发展观和建设资源节约型社会的要求,按照“增强质量意识,完善综合设计,严格施工控制,加强养护管理”的原则。
1、沥青路面离析类型
沥青混合料离析包括级配离析和温度离析:
1.1 级配离析是指热拌沥青混合料各组成部分在路面上分布不均匀从而偏离了设计级配,沥青含量的不均匀则与设计的最佳沥青用量不一致。
1.2温度离析是指沥青混合料温度出现较大差异的现象。混合料现场温度差异较大,温度相对较低的区域混合料比较硬,难以压实,空隙率大,可能导致水损坏等病害的发生。
2、沥青路面离析成因
2.1 级配离析
沥青混合料结构类型是沥青混合料的内因,混合料级配中的最大粒径越大,离析的可能越大;集料级配曲线愈接近最大密度线离析的可能性越小;间断级l配比连续级配更容易离析。对于集料大于19mm的反"s"型级配及其它类型间断级配混合料,施工时应高度重视混合料离析的产生。同样混合料在运输果过程中,尤基是在装卸过程中也会导致离析,因为混合料由料仓卸入车辆时,粗集料滚落在车厢外侧下方,细集料则在内侧上方。摊铺过程也是最容易引起离析的过程,究其原因有:
1)摊铺时摊铺机不收料斗使斗内存有离析的混合料;
2)布料器转速与摊铺机速度不均匀,使细料下沉,粗料被运至两边;
3)摊铺宽度过宽使两边的料产生离析。
2.2 温度离析
沥青混合料在运输、摊铺时会发生不同程度的温度离析。装人运输车后,与车底和车厢接触的部分温度要降低,沥青混合料表层部分的温度也要降低,而温度高的沥青}昆合料在装入摊铺机料斗、输料器送料至熨平板前和蜻漩输料器将沥青混合料送到熨平板两端的过程中滚动较陕。沥青混合料的温度越低,包裹在集料周围的沥青的粘结力越大,所以温度低的沥青混合料在装入摊铺机料斗、输料器送料至熨平板前和螺旋输料器将沥青混合料送到熨平板两端的过程中滚动较匣。正是由于存在的这种温度的差异,沥青混合料从拌和楼装车产生阿离析,在卸料和摊铺的过程之中,不仅没有被减弱,而且进一步加大了离析的现象,其结果是造成低温混合料压实后空隙率过大,透水性增强,承载能力下降,抗压抗折强度降低极易形蒯两部松散、坑洞,造威到路早期损坏点,严重的缩短了路面的使用寿命。
3、预防产生离析现象的措施
3. 1 严格控制矿料级配和材料选择
首先在材料设计上应尽量选择与压实层厚度相匹配的混合料类型,适当的减少集料的最大粒径。要严格控制沥青混合料的矿料级配,在生产过程中尽量使级配在规定的级配范围内并接近中值,特别是4. 75mm,2. 36mm 和0. 075mm 档的通过率更要接近中值,因为这几档集料对混合料的均匀性影响很大,4.75mm 和2. 36mm 的集料过少,将影响表面均匀性,易出现离析,过多则难以压实。其次尽量选用表面干燥洁净的碱性集料,以提高集料与沥青自身的粘附能力,减少离析。选择与集料有良好粘附性能和高温稳定性好的沥青。必要时,可加入外加剂,提高集料与沥青的粘附性能,同时改变集料的表面性质。
3. 2 加强沥青混合料拌合工艺管理
沥青混合料达到均匀的两个基本要素是拌和温度和拌和时间,经试拌后,在生产过程中不应随意动;同时还要随时观察拌锅内出的混合料的外观,均匀一致,无花白料,粗细集料分布均匀,无粗细料分离现象。如有分离应及时调整拌和温度和适当延长拌和时间。拌和均匀性不好的沥青混合料,铺筑路面将出现块状离析。
3. 3 防止沥青混合料在运输中发生离析
从拌锅内卸料装上运料车过程中,运料车应前后移动不少于3 次,要分几次装混合料,避免一次装料,因为混合料在车箱内形成一个大锥体,会促使粗细料分离。这种离析的混合料,摊铺后面层将出现块状离析。运输时,不论气温高低均应用棉被覆盖,防止混合料表面温度降低,结壳,造成温度离析。
3. 4 改进施工工艺和强化质量检查
沥青混合料的摊铺过程是影响沥青路面质量的关键因素,因此,要严格控制摊铺工艺,避免离析现象的发生。主要有:
1)避免运输车起斗太快,保证连续均匀供沥青混合料;
2)调节料位传感器,使螺旋输料器的转速尽可能均匀;
3)正确操作受料斗翼板,严禁受料斗内固定积料过多和翻动过速;
4)摊铺速度确定后,应尽可能保持稳定和连续;
5)尽量采用多台摊铺机梯队作业的方式;
6)摊铺机的前拱拱度应调节得比后拱略大为宜,人工接长调宽的熨平板,其熨平板的前后拱之差为3- 4mm,液压伸缩调宽的熨平板,差值以2mm 为宜;
7)合理地选择摊铺机振动系统的振动力和频率;
8)摊铺机螺旋分料器的高度应根据摊铺层厚度的变化而变化;
9)摊铺过程中,对表面产生的粗离析,应及时人工补适量的细料予以补救。
4、沥青路在离析的检测、评定方法
4. 1 视觉观察法
视觉观察法即根据路面的表观状况和调查者的经验进行离析检测的方法。这是一种主观的判别方法,它没有明确的离析程度评定标准,所以有一定的局限性,只适用于大粒径及较粗的沥青混合料,对于小粒径和细级配的沥青混合料并不适用。
4. 2 铺砂法
路面离析区域与非离析区域表面纹理深度会有明显的变化,可以通过铺砂法测路面构造深度,检测评定路面离析的程度。采用离析处路面的构造深度与非离析处路面构造深度的比值来评定离析的程度,即采用非离析处路面的构造深度TD 作为参照物,与离析处的构造深度之比(TD 离析处?TD 非离析处)作为评价指标。
4. 3 钻芯取样法
通过钻芯取样,分析芯样的材料组成及芯样密度,以评定离析的程度。取芯法费时费力,同时上面层施工一般不允许过多取芯,所以仅在发现路面明显离析,才采用此法进行调查。由于路面离析处级配、沥青用量、芯样密度都可能发生变化,因此三指标均可作为离析的评定指标。
4. 4 核子密度仪法
核子密度仪可以检测路面的密度,根据检测路段路面密度的变化范围,确定该路段离析程度的等级。核子密度仪是路面无损检测的重要手段,采用核子密度仪检测具有快速、简便,且对路面无损坏的优点。但由于路面离析处粗料集中的地方,级配偏粗、沥青用量也偏少,该点的密度值未必小,因此核子密度测定仪有可能检测不出这种离析。
5、结语
沥青路面的局部破坏已成为我国沥青路面早期损坏的主要现象,而其主要原因在于沥青混合料在施工过程中产生的离析导致铺筑层的力学性能变坏,出现不良结构而形成不均匀的路面,降低路面的使用寿命。通过对现有文献资料的研究寻求一种行之有效的评价指标来表征沥青路面的离析程度,进而在施工过程中来指导施工,保证沥青面层的施工均匀性,提高路面的使用质量,减少甚至基本消除沥青路面的多种初期和早期破坏现象以及保证路面的设计使用寿命。
参考文献:
[1] 沙庆林.《高速公路沥青路面早期破坏现象及预防(第一版)[M]》.北京:人民交通出版社,2001.3.