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摘要:公路沥青混凝土路面施工产生离析有其严重的危害性,其发生原因是多方面的,但只要找出沥青混凝土产生离析的原因,采取相应的预防和处理措施,就可减少离析病害的产生。本文进一步分析了公路沥青混凝土路面施工产生离析的原因及对策,以供同仁参考借鉴。
关键词:公路;路面;沥青混凝土;施工;离析
1离析控制指标
1.1构造深度
沥青路表面构造深度主要取决于集料的形状、最大粒径和级配等。不同程度离析区域的路表面构造深度与非离析区域的构造深度比值应当是连续的。路面轻度离析区域与非离析区域的构造深度的平均比值为1.36,中度和严重离析区域的平均比值为1.76和2.59,其标准偏差分别为0.15,0.22和0.42。
1.2密度
路面离析区域常表现出密度相对较小,通常采用核子密度仪来测定离析区域的路面密度。如果离析区域的路面比非离析区域路面的密度低很多的话,则该区域路面应当采取相应的措施来进行处理。沈金安研究员提出针对非离析区域沥青面层,用核子密度仪检测路面的密度差应不超过0.075g/cm3(大体上相当于空隙率相差3%)。
1.3沥青含量
由于路面离析区域的粗细集料分离,混合料中的沥青含量就存在很大差别,粗集料集中的区域由于其较小的比表面积通常含有较低的沥青含量。通过抽提试验对不同程度的离析试样发现随着试样离析程度的增加,抽提的沥青用量在减少,离析区域的沥青含量较均匀区域的含量约低1%~2%。
1.4集料级配
通常,混合料设计级配粗集料含量越高,越容易发生离析现象。一般沥青混合料的离析程度与2.36mm,4.75mm和9.5mm这三个筛孔的通过率有相当大的关系。
1.5渗透性
由于沥青路面混合料出现离析的区域具有较高的空隙率,同时也具有较大的渗水系数,而且渗水系数随着离析程度的增加而急剧增大。
1.6热图像技术。应用热图像技术探测沥青混合料的离析是一门新技术,其机理是根据沥青混合料吸收或释放热的能力来判断。通过采用热图像来进行离析程度评价,发现具有较高空隙率的混合料的温度下降速度要比低空隙率的混合料快得多。
2公路沥青混凝土路面施工产生离析的原因
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。
3公路沥青混凝土路面施工产生离析的有效对策
3.1选择集料,正确保管
碱性石料与沥青的粘附性好,但耐磨性较差。因此,选用集料时,应根据路面结构的位置选择集料。当集料的磨光值、磨耗值和压碎值得到满足时,尽量选用碱性集料,提高集料与沥青自身的粘附能力。同一路段选用同一厂家、同一规格的破碎设备生产的同一规格的集料。集料存放在坚硬而干净的地坪上,采取隔离墙将规格不同的各种集料有效分隔开来。集料的堆放不受地表积水的影响,并有利于下雨时采用覆盖措施。
3.2选择沥青
沥青与集料之间的粘附性主要取决于沥青本身的粘度,粘度越大,粘附性越好;沥青中表面活性成分含量越高,沥青的酸值越大,其粘附性则越好。沥青与集料的粘附性强,混合料越不容易发生离析。
3.3添加抗剥离剂
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。外加剂包括石灰、以油脂为主要成分的胺类和酰胺类等阳离子表面活性剂以及环烷酸类高分子有机酸类。具体措施是在酸性集料中加入1%~2%的干燥磨细消石灰粉或生石灰粉,水泥作为填料的一部分,添加时间必须确保集料在裹覆消石灰以后才与沥青拌和,或将粗集料用石灰浆或石灰水涂覆,也可将生石灰粉与潮湿集料拌和。加入0.1%~1.0%的抗剥落剂改善酸性石料的性质。抗剥离剂的长期温度稳定性尤其重要。
3.4采用大直径、低转速螺旋布料器的摊铺机
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。
3.5严格控制加热温度和摊铺温度
严格控制混合料在搅拌机内的加热温度,避免温度过高引起沥青老化,降低沥青与集料之间的粘结力引起的离析,确保沥青混合料摊铺时的摊铺温度符合规定。如果碾压温度太低造成碾压不密实,混合料孔隙率太大,多孔的混合料在水分作用下,会加速离析现象发生。
避免雨季、寒冷和潮湿气候施工。对于温度较低或需要长距离运输时,采用对混合料上面加盖苫布保温措施,运料中途不得停留,确保施工工序连续和摊铺温度。向储料仓充注氮气等惰性气体阻止混合料加热过程中的老化也是一种防止温度离析的有效措施。此外,控制搅拌时间和过程也可以防止温度过高引起沥青老化而导致的混合料离析现象。
3.6控制摊铺宽度
摊铺宽度应与沥青混合料摊铺机的摊铺能力相适应,不宜摊铺过宽,以免混合料在螺旋拨料器作用下沿横向移动太长造成的粗细集料离析以及熨平板加长部分对混合料压实不一致现象,并减少混合料横向移动造成的温差离析。当采用双幅摊铺时,采用2台摊铺机同时摊铺和多台压路机同时碾压,避免在两幅之间造成温差离析或压实不匀。
3.7碾压阶段
保证沥青混合料压实充分是提高沥青路面质量的关键,为提高沥青路面碾压质量,碾压需按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。要严格控制初压、复压和终压的碾压温度,并在不会出现铺层推移的前提下尽可能早点碾压,通过配备足够的压实机械以保证在规定的温度前能够完成碾压工作。在碾压方法上,要先静压稳定成型、避免沥青混合料温度散失过快,接着用振动碾压或用轮胎压路机搓揉碾压成型,这样能有效的减少沥青混合料在碾压过程的温度离析。
4结束语
沥青路面施工中离析现象的发生就是一种比较常见的现象,离析现象严重影响着路面的施工质量,在施工时必须对产生的路面离析进行有效的控制,对产生离析的原因进行认真的分析,要严格执行沥青路面施工的规范要求,组织施工时根据施工现场的情况和同类道路的施工经验,有效的预防沥青混合料的离析产生,从而从初期防止路面遭受破坏,延长沥青道路的使用寿命,同时也会节省经济成本。
参考文献
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