沥青路面离析问题的若干思考

李立明

关键词：离析现象沥青摊铺平整度防治

0引言

高速公路路面早期损坏的一个重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的不均匀性的主要原因，是降低路面使用性能的顽症。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。当前国内对沥青混合料的离析问题还没有引起足够重视，在国外，为防止离析问题而采取的技术措施已明确在沥青路面施工技术规范中规定。沥青路面施工中的离析是影响路面质量的关键因素之一。离析现象的成因是复杂的，通常由摊铺机结构、供料方式、摊铺技术和沥青混合料质量等方面的原因形成。事实证明，如果对施工过程进行科学合理地控制，则可以有效减少离析现象的发生，从而大大提高沥青路面的质量。

1沥青碎石离析的危害

1.1沥青碎石粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，集料非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变了原设计的路面配合比，油料偏少，造成集料碾压成型后松散，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。

1.2粗集料集中，局部密实度差，孔隙率高，容易在路面形成积水，影响路面质量。

1.3粗集料集中，影响路面平整度及路面外观美感。

2造成沥青混凝土路面离析的原因分析

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。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空隙率的不均匀。

3沥青路面施工中离析的防治措施

离析通常分为骨料离析和温度离析。骨料离析是指沥青混合料中大粒径骨料分别聚集，处于较为明显的不均匀混合状态，一般由机械因素引起；温度离析是指沥青混合料中各部分温度出现明显差异。离析的危害性很大，可对路面质量造成多方面的影响。沥青混合料产生离析的主要原因及防止措施如下：

3.1拌和

3.1.1若沥青搅拌机中振动升筛局部发生破裂，会使混合料混有部分超过规格大料径骨料，因而应对其经常检查，必要时更换振动筛。

3.1.2拌和时间短或搅拌机中拌叶脱落也可能导致混合烊拌和不均匀或温度不均匀。因此，应经常检查搅拌机中的相关部件，并严格控制搅拌时间，注意观察混合料中是否有明显的大骨料与小骨料聚集的现象。如果发现，应及时查明原因，及时处理。

3.2卸料储料筒向运输车装料时，由于重力及高度的原因，大骨料滚落在两边及前后，形成骨料的第一次集中。为改变这种状况，应分别向运输车的前、中、后3处堆装，这样在向自卸车的卸料时大骨料和小骨料可以再次混合。

3.3运输运输过程中的颠簸，也可造成大粒径骨料的集中，同时，由于运输过程中料堆表面与空气接触，温度下降较快，而料堆中心温度下降较慢，因此形成温度离析。所以，在为搅拌场地选址时，要尽量使搅拌场地与摊铺现场距离不要太远。同时，应适当平整运输通道、降低行驶速度，使运输过程中，尽量减少颠簸；对料堆要采取保温措施（尤其是较长距离的运输），比如要苫盖篷布等。

3.4倾倒混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在料斗两侧，因此应将车箱大角度、快速升起，使混合料整体下滑，以避免大骨料向外侧滚动和堆积。

3.5摊铺机料斗的翻动应正确操作料斗翼析，绝对避免料斗内固定积料过多和翻动过快。

3.6螺旋布料器的分析摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分料过程，在作业中功率消耗最大的环节也在螺旋分析过程。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，当用于大宽度、大厚度摊铺时，由于输料量加大，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。通过在施工现场的观察，可以十分清楚地看到这一点。

基于以上分析，为避免沥青混合料产生离析，在摊铺中应采取如下措施：尽量采用具有大直径、低转速螺旋布料器（低速大扭矩马达）的摊铺机；降低螺旋布料器的高度，并使混合料的高度超过螺旋布料器（即满埋面料器）。这样可以提高螺旋布料器的输送率，降低转速，减少不同物料颗粒之间的惯性差异同时，因为布料器埋于混合料内，可以对物料实现二次搅拌，降低前期离析程度，位于混合料中的布料器向两侧沿整个断面挤出物料，而不是向上或向下倾推物料，这样可以减少不同宽度位置上的横向离析和物料上下滚动产生的纵向离析，螺旋面料器上部不暴露在空间，也不会由于上抛而产生面层离析。

在摊铺中，对表面层出现的离析现象应及时补救。如采用人工细筛的方法，筛出适量细筛的方法，筛出适量细沥青混合料洒在出现离析的表面层，并及时碾压，这样可以缓解离析的影响。