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高速公路瀝青路面存在離析問題初探

放大字體  縮小字體 發布日期:2007-04-04  來源:《建筑科學》  作者:何金學
核心提示:高速公路瀝青路面存在離析問題初探

摘 要:本文探索了目前高速公路瀝青路面離析的問題,主要從設計、施工兩個方面重點闡述高速公路瀝青路面離析形成原因和預防措施,對進一步改進高速公路瀝青路面施工質量探明方向。

關鍵詞:瀝青路面  離析  問題  初探

中圖分類號:U414 文獻標識碼: A 文章編號:1673-0534(2007)01(a)-0071-01

1 前言

  高速公路路面早期破壞的一個主要原因是路面的不均勻性,而瀝青混合料的離析問題是造成路面不均勻性的主要原因,是降低路面性能的頑癥,混合料發生離析時,粗集料和細集料分別集中于鋪筑層的某些位置,使瀝青混凝土不均勻、配合比級配與原設計不符,導致路面產生一些破壞,縮短路面使用壽命。幾十年來一直受到道路承包商、工程管理者和研究人員的廣泛關注。

2 瀝青混凝土路面離析分類

  瀝青混合料離析從宏觀上可大致分為三種類型:級配離析、溫度離析和集料- 瀝青離析。(1)級配離析出現時,瀝青路面上一些區域粗料集中,另一些區域細料集中,使得混合料變得不均勻,級配及瀝青用量與設計不一致,導致路面呈現出較差的結構和紋理特性。一些區域細料集中、孔隙率小,可能會出現泛油、車轍;另一些區域粗料集中、孔隙率太大,可能會導致路面水損壞。(2)溫度離析是指瀝青混合料在儲存、運輸及攤鋪中受天氣、施工機械影響,由于熱量損失而出現溫度差異的狀況。(3)集料—瀝青離析 含油量較大的混合料易發生這種離析,類似于瀝青混合料的析漏,SMA混合料易產生這種離析。

3 造成瀝青混凝土路面離析原因分析

3.1 瀝青混合料本身的原因

  配合比設計若采用間斷級配、大粒徑較粗級配均易產生集料的離析;瀝青用量偏大也易產生離析;而為防止路面產生車轍,SMA結構、“superpave”路面、大粒徑瀝青混凝土被越來越多應用于工程中,故應采取有效措施避免混合料離析,提高路面質量。

3.2 混合料拌和過程、運輸、攤鋪過程中的離析

  拌和溫度過高,連續式拌和均易產生離析。當拌和料被放入運輸車時,將有一部分骨料流向車廂的側面,造成粗細集料集中現象。同時熱量損失在運輸車廂周邊立刻出現,在改性瀝青路面中,由于要求溫度高,這樣的現象就越明顯。

  在熱拌混合料運輸中,尤其是運距越長,越會造成車廂底、側及頂面溫度降低;卸料時料在頂面溫度低的料落在攤鋪機受料斗的兩側,當料車卸完料以及受料斗中料堆接近消失時,兩側冷料向內落下,被輸送帶送到后面的分料室,并被整平,整平板不可能使較冷的混合料與高溫混合料一樣固結。在攤鋪層上就會出現離析小面積,由于每一車料都可能產生這種由于溫度差異而造成的離析破壞,周期性的破壞現象也就更加明顯,攤鋪后路面材料和溫度的離析將直接造成壓實后路面材料空隙率的不均勻。

4 如何防止瀝青混合料中的離析

  在美國大部分州公路運輸部的高速公路施工規范中有如下規定,在國家級、州級及洲際公路的熱拌瀝青混和料施工中,要使用轉運機。當工程的攤鋪量少于1000t、寬度小于3 . 3 m 的加寬段時,可免于使用轉運機。除此之外,熱拌瀝青混合料需要經由轉運機二次攪拌之后再進入攤鋪機。監理工程師通過立刻測量攤鋪機攤鋪的面層的溫度,來評估轉運機的工作效果。至少每45s,要對自卸卡車上的瀝青混合料進行溫度測試,包括裝車和卸車時混合料的溫度量測。由于瀝青轉運設備具有二次攪拌作用,是混合料集料分布和溫度分布更加均勻,有效地避免了材料和溫度的離析。

  從溫度檢測表可以看出熱拌瀝青混合料在使用轉運機前,不同部位溫度相差10℃之多,使用轉運機后,瀝青混合料經過轉運機二次攪拌,混合料的溫度已無明顯的差異,從攤鋪機分料室不同部位來看,溫度差異不明顯,這樣攤鋪出來的瀝青混凝土溫度均勻,不出現冷料點,使瀝青路面均勻,空隙率一致,粗細集料集中現象也得到解決,從而提高了瀝青路面的整體工程質量,防止了瀝青路面的早期破損,延長了瀝青路面的使用性能。隨著國民經濟的快速發展,公路上的交通量也迅速增大,車輛運輸向大型化發展,修建壽命長,更加耐久,承受更大荷載的公路變得更加必要,修建壽命長久的瀝青砼路面的關鍵在于瀝青混合料的均勻性,為了提高瀝青混合料的均勻性,加強路面材料和溫度離析方面的研究,并建議在瀝青路面施工技術規范中增加施工是混合料溫差控制指標;重視施工生產過程中全程控制,并采用轉運機等先進設備,通過對熱拌瀝青混合料在攤鋪之前進行重新拌和,有效控制離析的產生。

5 采取預防措施

5.1 瀝青混合料配合比

  通過研究認為, 配合比采用連續級配,適當減小空隙率,控制好瀝青用量,并建議在瀝青路面施工技術規范中增加施工混合料溫差控制指標,減少路面離析問題;

5.2 拌和

  國際上通用間歇式和連續式兩類瀝青拌和設備,經我國的實驗和使用實踐證明,采用間歇式拌和機更符合我國國情。這是因為我國目前使用的材料品種較雜,變異性能大,再加上拌和廠大都是露天料場,材料含水量受天氣影響較大, 所以主張采用間歇式拌和機,從源頭控制出場混合料離析。

5.3 施工

  攤鋪機必須緩慢,均勻,連續不間斷地攤鋪,不得隨意變換速度或中途停頓,以提高平整度,減少混合料離析是攤鋪的核心,首先要做到攤鋪時的兩個不要:不要停下攤鋪機;不要碰撞攤鋪機。

  科學地安排壓路機,均衡地跟在攤鋪機后面及時碾壓.碾壓時保持直線方向,均衡慢速,折返時關閉振動,漸漸地改變方向,折返點錯開不得在同一個端面上,減少離析現象的發生。

5.4 采用轉運機

  近年來在美國等發達國家,一種稱為轉運機的裝置已經越來越多地出現在瀝青路面施工中,我國有的省也已經開始使用。它介于運料車與攤鋪機之間,運料車將混合料在轉運車上,轉運車一邊對混合料進行二次拌和,一邊給攤鋪機供料.由于運料車的混合料不直接在攤鋪機上,可有效地改善混合料的溫度不均的問題。

 
 
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