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沥青混凝土施工中混合料离析原因

发布时间:2020/2/24 11:30:29   阅读:

摘要:该文从原材料、运输、摊铺和碾压等方面进行了论述,对混合料离析的原因进行了分析,提出了如何避免沥青混合料离析的方法,解决了沥青混凝土路面施工中出现的离析现象。

关键词:沥青混凝土;混合料离析;解决措施

0引言

在路面铺筑过程中,搅拌均匀、质量稳定的沥青混合料产品出现了级配非均匀变化的现象称之为离析。由混合料的离析导致的路面水损坏通常都是局部的,轻微的,如粗细集料和沥青含量的不均匀就容易导致道路小坑不断,裂缝参差。沥青混合料粗集料集中的部分会导致空隙率提高,使原来的路面配合比发生改变,降低沥青含量,集料难以碾压成型,加速了道路水损坏进程,从而出现坑槽、裂缝等影响道路平整度及路面性能等问题。同样,当部分细集料集中出现集中问题,特别是0.075mm以下的颗粒增多时,又会过量地吸附沥青,导致空隙率降低,使混合料干涩,产生离析,从而诱发道路伴随泛油现象甚至是永久性的变形。因此在沥青混凝土路面的施工过程中应仔细控制混合料的稳定性,这一点已成为国内外道路工程施工的一致共识。

1沥青混合料发生离析的主要原因

影响沥青混合料发生离析的因素有很多,沥青混合料的原材料质量,沥青混合料在运输、摊铺、碾压等各个施工环节都有可能会导致混合料发生离析,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。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。下文就发生离析现象出现的主要原因进行论述,以便寻找其解决措施。

1.1原材料质量未达标

道路施工所使用的集料大多由外来的料场承包,由于沥青路面所需集料量大,因此往往由多个私人料场同时供应一个工程以满足其集料种类以及材料需求,但这些料场机械设备与技术水平的差异使得他们所呈现的集料质量参差不齐,同时也因为工程的集料质量缺少确切的标准,混合料集料的铺筑层厚度之间比例不满足公称最大粒径,沥青混合料级配也就达不到原始的设计要求,最终造成集料离析。此外,很多道路工程的沥青拌和场和采石场都是沿着路线临时搭建的移动式拌和场,因此物料场的生产和材料堆放场地之间缺少隔挡,现场各种材料随意堆放,杂乱无章,空气中尘土飞扬遍布整个料场,且临时搭建的移动式拌和场和材料场一般没有防水设备,而下雨对集料的影响往往不可忽略,干燥状态和潮湿状态的供料控制存在较大波动,从而使得沥青混合料很难保持原材料性质的稳定与均匀,直接影响实际级配与配合比设计所采用的级配。

1.2混合料运输不当

混合料的运输过程包括:装料、运输与卸料,操作不当会导致混合料在装车运输时出现级配离析。贮料仓下料口在出料过程中容易发生滚落,使其中的粗集料集中于车厢底部或侧面造成离析,这就要求在混合料装车时要尽量合理控制出料口使其均匀下落。沥青混合料在运输过程由于路况或者司机本人原因出现紧急制动、刹车等操作也会导致混合料出现级配离析。混合料在运输时还需做好集料的隔离工作,避免集料因与运输距离较远或卸料时间较长而与空气长期接触使得集料温度变化较快,同等压实功下,混合料在不同的温度下展现的压实效果有很大的区别,从而导致路面成型后出现不同的空隙率,影响道路摊铺而造成离析现象。自卸车在卸料时,车槽扬起过快就会使原本应整体下滑的混合料变成翻动滚落,再一次促进混合料的离析。此外车厢壁温度较低,特别是清早刚开始生产时会导致较大的混合料温差,特别是底层和顶层温度散失的差异,即便是在车厢壁外侧及车顶部覆盖棉被保温,也只是减少了一小部分混合料的离析(见表1)。

1.3摊铺过程中的离析

由于摊铺机本身的装置原理,混合物在施工过程中产生的不均匀或离析现象几乎是不可避免的。首先就是运料车上的混合料通过刮料板卸到螺旋输送器内,受运料车与摊铺机的碰撞影响,位于料器中间位置的混合料立即被运走,而料器两侧的混合料直至两侧的挡板立起后才能间接被运走,这就使得混合料进入摊铺机的先后时间产生差异,从而导致混合料发生离析现象。在摊铺沥青混合料的环节中,施工人员往往忽略摊铺机的振动幅度与前进速度是否一致,也不考虑沥青混合料摊铺机的型号性能,而是盲目追求一台摊铺机的整个工程[1]。

1.4碾压过程中的离析

振动压土机在压实混合料时很难实现完全一致的全过程条件,水量的减少也会影响压土机的吨位变化,其次是碾压过程中温度的差异,也会导致混合料的离析。碾压一般由路侧到路中,随着防治混合料的推移,振动压土机能在碾压的过程中随着不同宽度方向的击振力呈现出不同碾压效果。特别是小型双钢轮压土机在钢轮附近对有路缘石的边缘进行碾压时,往往集中了较多的粗集料,不易碾压,而弯道处由内侧向外侧推进,容易出现压实功的横向离析。

2解决沥青混合料发生离析的几点措施研究

2.1严格把控所需集料的质量

建筑单位应深入调查集料市场,选择信用良好、质量可靠料场供应商,并在集料入场时对其进行全面的检查,检查内容包括集料的规格和级配标准,仔细清理覆盖层,使用质地清洁且干净的集料,对石料的生产加工环节坚持实时检测,适当缩小集料的最大粒径,依据材料的筛选、分离情况适时调整矿料级配及沥青材料混合比[2]。针对施工堆料场地的临时性和不规则性导致的材料混杂、材料被污染等直接影响配合比的弊端,拌和场应加棚盖用来防雨,在拌和过程中要对集料进行取样抽测,对混合料的矿料级配进行分别检测,严格控制将超粒径料排除出去,避免材料产生变化,引起集料不均匀,影响沥青混凝土在铺筑过程中的应用。

2.2合理布置和设置混合料拌和场

装料时应适当把控送料口的开度,利用分层装料多次改变货车位置以平衡装料减少混合料的离析。在靠近摊铺的施工现场建立拌和场有利于提高混合料的运输效率,同时还应考虑集料运输路线的开阔度与平坦度,以减少集料在路途中的颠簸。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。对于运输距离确实遥远的集料则需减少运输途中的休息停留时间,在裸露的混合料上面加盖苫布做好保温工作,减少运输过程中出现较大的温差,并尽量降低行驶速度,产生混合料的离析。在工作人员应提前做好卸料的准备工作,使用雾化器将柴油水均匀蘸满整个车身,以确保混合料能在卸料过程中实现整体的缓慢下落,避免因卸料过程中混合料的堆积和翻滚而产生离析问题[3]。

2.3确保摊铺工作能够均匀且连续的进行

在摊铺过程中应确保摊铺机处于最佳工作状态,且摊铺机在工作过程中严禁中途停顿或开合,也不能任意改变其工作频率,在条件允许的情况下,运料车还能将混合料装入转运车,经二次拌和后继续慢速、均匀、连续的向摊铺机供料,并及时的将其压实。严格管理摊铺机的铺筑宽度,当路面铺筑宽度较大时,宜采用两台摊铺机共同作业,并调节摊铺混合料至无明显的离析痕迹为止。人工摊铺时应使用刮板将边摊铺边整理光滑,在此过程中保证刮板轻重力度以及次数相一致,以避免混合料发生离析。建议在施工中使用移动式输送机,输送机安装在自卸车与摊铺机之间,自卸车将合料倒入摊铺机料斗内,这样可以有效避免骨料离析和温度离析。欧美国家已在摊铺中使用了移动式输送机,它对减少离析现象有显著的作用。

2.4合理安排压土机的长度和类型

起振和停振的时间决定了振动压土机的标准碾压长度,5倍的起振和停振时间之和乘以压土机行走速度是当前广泛认可的标准碾压长度,标准碾压长度概念的引入能有效减少由压土机共振引起的不均匀碾压现象。在道路施工过程中,压土机应与摊铺机每次回程错开1m的距离,以确保施工道路能得到及时的压实,直至压紧密24h后才能允许进入,而大吨位、速度慢的压土机进行碾压有利于提高铺筑道路的压实度和平整度。碾压过程中,施工人员还应根据沥青混凝土中混合料的组成不同以及铺筑路段结构的不同选择相匹配的碾压技术。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。

3结语

通过以上的防治措施,对整个沥青混凝土路面生产施工中各环节要素进行严格控制,基本上解决了沥青混凝土路面施工中出现的离析现象,减少了离析对路面远期使用所产生的不良影响,为工程后期的施工提供了较好的解决方案。综上所述,沥青路面的铺筑过程受多方面的影响,避免沥青混凝土中混合料的离析工作主要从原材料的选择、混合料的运输以及现场施工过程中的道路摊铺和碾压等过程为主要出发点,其关键还在于要引起施工过程中工作人员的高度重视。如强化集料生产的管理,运输中注意保温与控制行驶速度,尽量采用多台摊铺机共同作业,满足摊铺机的摊铺要求,同时合理选择碾压方式等。这就要求我们总结学习国内外先进的技术经验,不断优化施工设计与施工过程,避免出现混合料离析等问题。

参考文献:

[1]中华人民共和国行业标准.JTGD50-2006,公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[2]王子彬.沥青混凝土路面离析检测技术[D].郑州:郑州大学,2006.

[3]范绍军.沥青混合料离析的施工控制及改进措施[D].西安:长安大学,2015.

作者:王磊 单位:太原市政建设集团有限公司辰宇公司

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