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高速公路沥青路面存在离析问题初探
2007/04/12 00:00
来源：《建筑科学》
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摘 要：本文探索了目前高速公路沥青路面离析的问题，主要从设计、施工两个方面重点阐述高速公路沥青路面离析形成原因和预防措施，对进一步改进高速公路沥青路面施工质量探明方向。 关键词：沥青路面 离析 问题 初探 中图分类号:U414 文献标识码: A 文章编号:1673-0534(2007)01(a)-0071-01 1 前言 高速公路路面早期破坏的一个主要原因是路面的不均匀性，而沥青混合料的离析问题是造成路面不均匀性的主要原因，是降低路面性能的顽症，混合料发生离析时，粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀、配合比级配与原设计不符，导致路面产生一些破坏，缩短路面使用寿命。几十年来一直受到道路承包商、工程管理者和研究人员的广泛关注。 2 沥青混凝土路面离析分类 沥青混合料离析从宏观上可大致分为三种类型：级配离析、温度离析和集料- 沥青离析。(1)级配离析出现时，沥青路面上一些区域粗料集中，另一些区域细料集中，使得混合料变得不均匀，级配及沥青用量与设计不一致，导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。一些区域细料集中、孔隙率小，可能会出现泛油、车辙；另一些区域粗料集中、孔隙率太大，可能会导致路面水损坏。（2）温度离析是指沥青混合料在储存、运输及摊铺中受天气、施工机械影响，由于热量损失而出现温度差异的状况。(3)集料—沥青离析 含油量较大的混合料易发生这种离析，类似于沥青混合料的析漏，ＳＭＡ混合料易产生这种离析。 3 造成沥青混凝土路面离析原因分析 3.1 沥青混合料本身的原因 配合比设计若采用间断级配、大粒径较粗级配均易产生集料的离析；沥青用量偏大也易产生离析；而为防止路面产生车辙，SMA结构、“superpave”路面、大粒径沥青混凝土被越来越多应用于工程中，故应采取有效措施避免混合料离析，提高路面质量。 3.2 混合料拌和过程、运输、摊铺过程中的离析 拌和温度过高，连续式拌和均易产生离析。当拌和料被放入运输车时，将有一部分骨料流向车厢的侧面，造成粗细集料集中现象。同时热量损失在运输车厢周边立刻出现，在改性沥青路面中，由于要求温度高，这样的现象就越明显。 在热拌混合料运输中，尤其是运距越长，越会造成车厢底、侧及顶面温度降低；卸料时料在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料堆接近消失时，两侧冷料向内落下，被输送带送到后面的分料室，并被整平，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离析小面积，由于每一车料都可能产生这种由于温度差异而造成的离析破坏，周期性的破坏现象也就更加明显，摊铺后路面材料和温度的离析将直接造成压实后路面材料空隙率的不均匀。 4 如何防止沥青混合料中的离析 在美国大部分州公路运输部的高速公路施工规范中有如下规定，在国家级、州级及洲际公路的热拌沥青混和料施工中，要使用转运机。当工程的摊铺量少于1000t、宽度小于3 . 3 m 的加宽段时，可免于使用转运机。除此之外，热拌沥青混合料需要经由转运机二次搅拌之后再进入摊铺机。监理工程师通过立刻测量摊铺机摊铺的面层的温度，来评估转运机的工作效果。至少每45s，要对自卸卡车上的沥青混合料进行温度测试，包括装车和卸车时混合料的温度量测。由于沥青转运设备具有二次搅拌作用，是混合料集料分布和温度分布更加均匀，有效地避免了材料和温度的离析。 从温度检测表可以看出热拌沥青混合料在使用转运机前，不同部位温度相差10℃之多，使用转运机后，沥青混合料经过转运机二次搅拌，混合料的温度已无明显的差异，从摊铺机分料室不同部位来看，温度差异不明显，这样摊铺出来的沥青混凝土温度均匀，不出现冷料点，使沥青路面均匀，空隙率一致，粗细集料集中现象也得到解决，从而提高了沥青路面的整体工程质量，防止了沥青路面的早期破损，延长了沥青路面的使用性能。随着国民经济的快速发展，公路上的交通量也迅速增大，车辆运输向大型化发展，修建寿命长，更加耐久，承受更大荷载的公路变得更加必要，修建寿命长久的沥青砼路面的关键在于沥青混合料的均匀性，为了提高沥青混合料的均匀性，加强路面材料和温度离析方面的研究，并建议在沥青路面施工技术规范中增加施工是混合料温差控制指标；重视施工生产过程中全程控制，并采用转运机等先进设备，通过对热拌沥青混合料在摊铺之前进行重新拌和，有效控制离析的产生。 5 采取预防措施 5.1 沥青混合料配合比 通过研究认为, 配合比采用连续级配，适当减小空隙率，控制好沥青用量，并建议在沥青路面施工技术规范中增加施工混合料温差控制指标，减少路面离析问题； 5.2 拌和 国际上通用间歇式和连续式两类沥青拌和设备,经我国的实验和使用实践证明,采用间歇式拌和机更符合我国国情。这是因为我国目前使用的材料品种较杂,变异性能大,再加上拌和厂大都是露天料场,材料含水量受天气影响较大, 所以主张采用间歇式拌和机，从源头控制出场混合料离析。 5.3 施工 摊铺机必须缓慢,均匀,连续不间断地摊铺,不得随意变换速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料离析是摊铺的核心，首先要做到摊铺时的两个不要:不要停下摊铺机;不要碰撞摊铺机。 科学地安排压路机，均衡地跟在摊铺机后面及时碾压.碾压时保持直线方向,均衡慢速,折返时关闭振动,渐渐地改变方向,折返点错开不得在同一个端面上，减少离析现象的发生。 5.4 采用转运机 近年来在美国等发达国家,一种称为转运机的装置已经越来越多地出现在沥青路面施工中,我国有的省也已经开始使用。它介于运料车与摊铺机之间,运料车将混合料在转运车上,转运车一边对混合料进行二次拌和,一边给摊铺机供料.由于运料车的混合料不直接在摊铺机上,可有效地改善混合料的温度不均的问题。 |
| 原作者： 何金学 |
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