目前高速公路瀝青路面的一些早期損壞,如松散、網(wǎng)裂、坑洞、局部嚴(yán)重轍槽、局部泛油等,都與瀝青混合料的離析密切相關(guān),瀝青混合料的離析是造成路面不均勻的主要原因。是降低路面使用性能的頑癥。本文結(jié)合內(nèi)蒙古赤峰―大阪高速公路瀝青面層施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),探討了瀝青路面施工過(guò)程混合料離析的機(jī)理,分析了施工工藝流程中的薄弱環(huán)節(jié),提出了相應(yīng)的混合料離析的控制技術(shù)。
1、瀝青混合料離析的種類及后果
1.1瀝青混合料的級(jí)配離析
瀝青混合料的級(jí)配離析指瀝青混凝土路面出現(xiàn)粗料、細(xì)料分別集中的現(xiàn)象,混合料變得不均勻。如瀝青偏少,則集料碾壓成型后路面松散,路面結(jié)構(gòu)不均勻,呈現(xiàn)出較差的結(jié)構(gòu)和紋理特性,路面強(qiáng)度大大下降;路面細(xì)料集中區(qū)域孔隙率小,可能會(huì)出現(xiàn)泛油現(xiàn)象和嚴(yán)重的車轍;粗料集中區(qū)域則孔隙率太大,可能出現(xiàn)滲水而導(dǎo)致路面的水損壞。
1.2瀝青混合料的溫度離析
溫度離析是指瀝青混合料在儲(chǔ)存、運(yùn)輸及攤鋪中受天氣、施工機(jī)械影響,因熱量損失而出現(xiàn)溫度差異的狀況?;旌狭系臏囟入x析,會(huì)導(dǎo)致路面壓實(shí)度不均勻,溫度較低區(qū)域路面的空隙率較大,紋理深度也較大,這些區(qū)域的路面易出現(xiàn)早期損壞。溫度離析造成的后果與級(jí)配離析一樣嚴(yán)重,都會(huì)導(dǎo)致瀝青路面的早期損壞,大大縮短瀝青路面的使用壽命。研究表明,嚴(yán)重離析的路面使用壽命可能會(huì)減少50%以上。
2、瀝青混合料離析的控制技術(shù)
2.1原材料性質(zhì)的穩(wěn)定性
首先要控制原材料的料源,保證料源出自固定的料場(chǎng),骨料應(yīng)經(jīng)過(guò)反擊式破碎機(jī)加工,而且要同目標(biāo)配合比取樣料源一致。赤―大高速公路項(xiàng)目的做法是:首先選定合格的固定料場(chǎng),考察其加工方式和產(chǎn)量,確定料源之后再取樣作配合比試驗(yàn);其次是控制原材料進(jìn)場(chǎng)后的堆放,必須堆放在硬化的、具有良好排水系統(tǒng)的地坪上,規(guī)格不同的材料應(yīng)用墻體隔開(kāi),以免混料;另外,細(xì)集料應(yīng)采取覆蓋措施,潮濕的細(xì)料將影響拌和機(jī)產(chǎn)量和混合料質(zhì)量;最后要控制原材料的取用,尤其是粗集料的取用應(yīng)保證粗細(xì)均勻,生產(chǎn)過(guò)程中不允許裝載機(jī)貼地裝料、上料。
2.2生產(chǎn)配合比的合理制定
資料表明,瀝青混凝土面層壓實(shí)厚度與瀝青混合料最大公稱尺寸之比值應(yīng)≥3:1,而赤―大高速公路下面層的層厚(6cm)小于這一規(guī)定(7.5cm),表現(xiàn)在施工過(guò)程中較易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。為了解決離析問(wèn)題,保證面層的壓實(shí)厚度顯得非常重要。
在制定生產(chǎn)配合比時(shí),必須使級(jí)配在規(guī)定的范圍內(nèi),并接近所要求級(jí)配范圍的中值。確定實(shí)際油石比時(shí)應(yīng)注意,如果瀝青用量過(guò)小,會(huì)造成骨料問(wèn)黏附性降低,骨料易滾動(dòng),可能加重瀝青混合料的級(jí)配離析程度。另外如果4.75mm和2.36mm這2檔集料過(guò)少,將影響面層表面的均勻性,而過(guò)多則難以壓實(shí)。集料中通過(guò)0.075mm篩的主要是礦粉,礦粉過(guò)多會(huì)使瀝青混合料中有效瀝青含量減少,表現(xiàn)為混合料外觀發(fā)暗、無(wú)光澤,壓實(shí)后表面不均、細(xì)料過(guò)多,而且影響瀝青混合料的其他技術(shù)指標(biāo)。在解決赤―大高速17標(biāo)段出現(xiàn)的離析問(wèn)題時(shí),采用了控制拌合樓的引風(fēng)并定期清洗布袋的措施,收到了很好的效果。
2.3拌合過(guò)程中混合料的均勻性
赤―大高速公路項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)表明,瀝青混合料拌合過(guò)程中冷料倉(cāng)進(jìn)料比例應(yīng)與熱料倉(cāng)的比例保持一致,達(dá)到供料平衡,避免出現(xiàn)溢料、待料和混料。要定期檢查拌和站振動(dòng)篩,防止由于局部破裂而使混合料混入部分超粒徑的骨料,以避免加重離析。另外要控制拌合時(shí)問(wèn),防止出現(xiàn)“花料”。
2.4運(yùn)輸過(guò)程中混合料溫度離析的控制
在熱混合料運(yùn)輸過(guò)程中,混合料出現(xiàn)溫度離析的主要原因有:運(yùn)距長(zhǎng)、道路不平整、車速高、氣溫低、風(fēng)速大,以及車廂底、側(cè)及頂面溫度降低過(guò)快等。由于內(nèi)蒙古風(fēng)大氣溫低,所以赤―大高速公路項(xiàng)目采用運(yùn)輸車輛頂部和車廂周圍加蓋棉被的辦法,很大程度上解決了這一問(wèn)題。
瀝青混合料溫度的離析還可以由瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備來(lái)解決。由于瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備具有二次攪拌作用,可以使混合料粒徑分布和溫度分布更加均勻,有效地避免瀝青混合料的級(jí)配離析和溫度離析,攤鋪的瀝青混合料溫度均勻,不易出現(xiàn)冷料點(diǎn),瀝青路面結(jié)構(gòu)均勻,空隙率一致,從而提高了瀝青路面的工質(zhì)量。
2.5攤鋪過(guò)程中混合料離析的控制
有關(guān)資料顯示,攤鋪寬度為10.5m的攤鋪機(jī)攤鋪路面后,取樣試驗(yàn)表明骨料離析相當(dāng)嚴(yán)重,路面左右兩側(cè)大骨料占65%,而路面中間大骨料僅為35%,均超出規(guī)定的級(jí)配范圍。一般來(lái)說(shuō),攤鋪寬度越大,混合料的級(jí)配離析越嚴(yán)重。因此,在攤鋪寬度較大時(shí),應(yīng)采用多幅攤鋪的方式,每幅寬度最好不超過(guò)6~7m。在赤―大高速公路項(xiàng)目中,由于路面的單幅寬度為11.5m,所以采用兩幅不等寬搭接的攤鋪方式,使用2臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪,實(shí)踐證明這一措施有效地解決了攤鋪機(jī)攤鋪過(guò)程中混合料的級(jí)配離析問(wèn)題。
赤―大高速項(xiàng)目采取了一些有效的措施,控制攤鋪過(guò)程中混合料級(jí)配的離析。例如,使用2臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪時(shí),保證其工作參數(shù)一致;螺旋輸料器在機(jī)身中部?jī)蓚?cè)的反向葉片的數(shù)量和葉片傾斜角度要合適;合理確定螺旋
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