沥青砼路面的离析成因及预防措施综述
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【摘要】：沥青砼路面具有平稳、 富有弹性、 噪音小、寿命长的特点，因此沥青混合料一直作为公路面层的首选材料。离析现象是造成路面过早损坏主要的原因，如何预防、控制沥青路面施工中的离析现象, 已经成亟待解决的问题，具有极大的经济和社会效益。
【关键词】：沥青砼路面、离析、产生原因、控制
中图分类号：TQ522.65 文献标识码：A
近年来，随着我国公路建设的发展,沥青砼路面因具有诸多优点而越来越多地被应用到高等级公路建设中。但是沥青砼路面也存在一些质量通病,如果处治不当,会造成沥青砼路面出现早期病害,对新建公路的正常使用造成严重威胁。离析问题是不可忽视的重要因素, 认真分析沥青砼路面离析的成因及危害,提出相应的防治措施,对预防沥青砼路面出现早期病害发挥了重要作用。
1、沥青砼路面离析的危害：
（1）粗集料过多的离析部位,往往缺少大部分细集料,沥青含量低,空隙率大,渗水进入后,在长期行车荷载和高速轮压产生的强大冲击力作用下,对滞水层面产生水损坏。如果水渗入到路面表面层或在下层交界面上滞留,长期行车荷载和高速轮压使滞留水产生强大冲刷力,导致沥青膜开始从面层底部剥落,并逐渐向上扩展。随着下部大量沥青膜剥落,沥青砼失去强度，路面形成网裂和形变。时间一长就会形成坑洞,破坏面向四周扩散,造成路面大面积破损。如果水渗入到半刚性基层顶面滞留时,在大量行车荷载作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表面的细料,形成灰浆,灰浆又被行车荷载压唧,通过裂缝和空隙挤到路表面形成唧浆,基层遭到破坏,使路面形成网裂、形变和裂缝。一旦灰浆唧出,形成的网裂、形变、裂缝使水更容易渗入,如此恶性循环,导致路面严重破坏。
（2）离析部位集料粗细分离,或油石分离,沥青砼局部组成结构发生变化,混合料内部强度和粘结力降低,在行车荷载作用下极易发生形变和松散,从而破坏路面。粗集料相对集中部位的混合料,粗集料与粗集料相接触,缺少细集料充填,只有少部分触点沥青膜在集料间粘结。随着时间的增长,沥青老化,沥青膜剥落,会使沥青与集料粘结力减弱,渗入水也会破坏粘结力。当有足够大的行车摩擦力作用时,会破坏这部分粘结力很弱的集料颗粒而使路面产生松散。细集料相对集中部位的混合料,沥青含量往往过高,包裹集料的沥青膜过厚,粘结力降低。在长期重车压挤作用下,局部形变推移,甚至使路面拥包,加速车辙的形成。
（3）沥青含量过高的离析部位,混合料中自由沥青多,在大量行车特别是重载车辆作用下,进一步压实集料,使自由沥青向上移动,产生泛油现象。高温季节雨水渗入后,如沥青与集料粘结力不足,沥青很快从集料表面剥落并上移,产生严重的泛油现象。沥青含量过高的部位和严重泛油部位,空隙率低,构造深度和摩擦系数达不到规范要求,路面抗滑性能得不到保证,对安全行车不利。
2、沥青砼路面形成离析的原因：
沥青混合料从贮料筒向运输车里卸落时，混合料形成锥体后，大骨料滚落在椎体角，形成粗集料第 1 次集中。
运输车里的混合料卸向摊铺机时，部分大骨料滚落在摊铺仉拌厢壁附近，形成粗集料的第 2 次集中。
摊铺机送料器在送混合料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第 3 次集中。
螺旋布料器形成的离析。摊铺机产生离析的主要环节在螺旋分混合料过程，在作业中功率消牦最大的环节也在螺旋分析过程(约为整机的 50%～60%)。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，输料量加大时，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。
3、离析的预防措施：
针对以上原因分析，通过调查研究、查阅资料等提出以下控制措施：
（1）沥青混合料运转机：对于温度离析而言，为了消除这种温度差异破坏就需要在摊铺之前进行重新拌合以得到均匀的温度。在沥青混合料运转机的储料斗底部有一个间距不等的螺旋输送器，当叶片距离变宽或节距改变时就会允许新料进入叶片内。由于在料斗的两侧节距改变了，所以料斗内不同区域的拌合料就会被重新拌合，消除了在运输过程中产生的骨料离析和温度离析。
（2）原材料控制。混合料离析同原材料稳定性密切相关，如果所用材料变异性大，导致混合料级配经常变化，就达不到配合比设计要求。 首先要控制原材料的料源，要保证材料：①出至固定的料场；②经过反击式破碎加工；③同目标配合比取样料源一致。 原材料进厂后的堆放必须满足：①堆放在硬化的、具有良好排水系统的地坪上；②各品种、规格材料应隔开，避免混杂；③细集料应覆盖，潮湿的细料将影响拌合机的产量和混合料的质量。
(3)摊铺工艺的优化：连续、稳定的摊铺速度是保证沥青面层平整均匀的关键，同时也是减少面层离析现象的一个有效措施。摊铺机的工作状态直接影响到摊铺面的外观效果，因此，将摊铺机调整至最佳状态是避免和减少摊铺面离析的关键。 ①调试好摊铺机的料位；②保证送料均衡；③螺旋布料器里的料量，至少要高于布料器的中心位置，一般要④螺旋布料器里的料面高度应在同一平面上，与摊铺面横坡保持一致料量一般要达到螺旋布料器 2/3 高度。
（4）摊铺机械改进：离析是摊铺过程中很难解决的问题，通过对摊铺机械的改进，可有效地控制离析现象。采取的措施有：①采用螺旋叶片全埋输料方式；②螺旋前面导料板的离地间隙应可调整；③螺旋高度应多级调整；④合理设计反向叶片、料槽宽度、螺旋支撑，改善输料阻滞现象，以避免出现带状离析；⑤合理设计刮板宽度和料斗形状，减少料斗收合时的集料量；⑥增大摊铺机料斗，减少收斗造成粗骨料集中产生的局部片状离析。由于现行规范提倡双机并幅摊铺，纵向接缝离析始终存在且不易消除。并机摊铺存在的主要问题是：两机接缝处存在高度方向上的物料离析问题，当摊铺含有大粒料的沥青下面层时尤为严重。产生这一现象的主要原因是：摊铺机存在原理上的固有缺陷。摊铺机螺旋布料器螺旋外端的螺旋槽与前料挡板处有一卸荷口，该卸荷口释放因物料布满螺旋槽外端时产生的工作阻力。物料在卸荷口处存在着自由滚落的现象，粗骨料因比重等因素落于摊铺层下方，形成两机接缝处的纵向离析带和高度方向上的离析。而这一离析带往往处于道路中部的行车道上，是产生道路早期病害的原因之一。通过在螺旋外端的卸荷口处，增加上下高度可调的前导板，既防止粗骨料向下滚落，又起到防止螺旋卡死而卸荷的作用，同时也避免了因螺旋卸料不畅顶起熨平板影响平整度的现象。
结束语：沥青混合料离析导致沥青砼面层的力学性能变坏,出现不良结构,从而降低沥青路面的使用寿命。目前的施工工艺,材料的级配离析和温度离析都还不能杜绝。所以采取各种措施控制和减少混合料的离析是保证沥青路面平整度和质量的关键。
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