沥青混合料离析的原因及防治措施

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0引言

由于沥青混凝土路面具有平整度高、易于养护维修、行驶噪音较小等特点，在我国高速公路建设中得到广泛运用，然而我国高速公路沥青路面往往在通车3~5年后会出现泛油、推移、车辙、松散等各种路面病害。现有研究普遍认为沥青混合料在施工中发生的离析是沥青路面早期病害频发的主要原因之一：材料离析导致沥青混合料产生不均匀分布，部分区域由于细集料较多、沥青含量大而易产生车辙、泛油与拥包等病害，粗集料较多区域则由于空隙率较大、沥青含量较少而易产生水损害；温度离析与碾压离析使得沥青路面压实度与空隙率产生变异，易产生各种早期损害。因此，为研究沥青混凝土路面离析防治施工技术，本文总结了沥青混合料施工过程中离析的产生原因与类别，提出相应防治措施，对某高速公路沥青路面施工过程进行控制，并对其离析控制效果进行检测分析，对减少沥青路面早期病害、延长道路使用寿命具有积极意义。

1沥青混合料离析分类

离析一般指质量稳定、拌和均匀的沥青混合料在施工中级配、体积特征参数产生不均匀变化的现象，大致分为材料离析与温度离析：材料离析一般表现为粗细集料含量、沥青含量、空隙率与设计值产生偏差；温度离析则是由于混合料不同区域存在的温度差异，使得混合料在相同压实功作用下形成不同的空隙率与压实度。根据沥青混合料离析成因的不同，可细分为以下五类。

（1）级配离析

热拌沥青混合料在运输与摊铺过程中，由于沥青黏度较低，使得表面裹覆了沥青的集料颗粒流动阻抗较小，仍具有散体材料的堆积特点。因此，生产运输过程中不当的操作将导致沥青混合料发生离析，沥青混合料的粗集料与细集料分离，沥青含量与空隙率发生变异，通常表现为条带状离析与团块状离析。

（2）温度离析

沥青混合料在拌和、运输、摊铺过程中产生的温度不均匀分布称为温度离析。沥青混合料的黏结特性与成型温度密切相关，温度过高则混合料在压实过程中易产生纵向裂缝、拥包等；温度过低则沥青无法完全裹覆集料，拌和与压实较为困难。因此温度离析会影响路面压实度与空隙率，从而影响路面耐久性能与强度。

（3）摊铺离析

摊铺机的螺旋布料器在分料过程中，由于螺旋吊架处与链条箱阻碍混合料的推进而形成离析，一般分布在摊铺机中央与熨平板1/4位置，呈带状分布。同时螺旋布料器端板与端部之间粗集料的滚落产生端部离析，一般出现在路面边缘和摊铺机并行摊铺时的接缝处。

（4）碾压离析

碾压离析是指由于混合料压实过程中对不同部位作用了不同的压实功，使得碾压后的混合料空隙率与压实度发生变化。

（5）随机离析

在沥青混合料装车、运输、料斗向摊铺机卸料过程中，均会随机产生混合料局部离析，同时螺旋布料器给料过程中也会随机产生竖向离析。

2工程实践

某新建高速公路设计路面结构层为上面层AC—13+中面层Superpave—20+下面层ATB—25，为减少路面早期病害、降低养护维修成本，采取了一系列防治措施对该高速公路沥青路面施工过程中产生的离析进行控制。

2.1离析防治措施

（1）集料离析防治措施

在目标配合比确定后，每隔一定时间，根据热料仓中各档集料的筛分结果调整生产配合比，降低生产过程中混合料组成粒径变异性。拌和楼的冷料仓需设置足够高的隔板，以避免相邻料仓之间发生混料现象，同时冷料仓底部应采取矩形开口，设置振动器以辅助破拱。正式施工前应进行试拌，检测拌和机振动筛与搅拌叶片是否出现磨损，沥青与集料的加热温度是否合理等，对发现的问题及时进行相应的处理。拌和完成后，装料至运输车时，运输车辆应前后移动不少于3次，按照品字形装料，减少装料过程中产生的离析。

（2）温度离析防治措施

无论施工季节与运距长短，混合料运输过程中，混合料表面应加盖隔热织物，减少运输过程中混合料的温度损失。碾压时先静压稳定成型，避免混合料温度损失过快，然后使用胶轮压路机搓揉碾压成型，同时应严格控制压路机洒水量，减少混合料热料损失，确保沥青混合料在规定温度范围内碾压成型。

（3）摊铺离析防治措施

为减少混合料运输、摊铺过程中产生的离析，可在施工中增加混合料转运车：先将运料车内混合料卸入转运车接料斗内，通过转运车对沥青混合料进行二次搅拌，然后将搅拌均匀的沥青混合料输送至摊铺机进行摊铺。若未采用转运车进行施工，在运料车卸料至受料斗时，应大批量卸入，防止混合料零星滚入料斗内，卸料时间间隔应尽可能缩短，趁受料斗内混合料较多时进行卸料。摊铺过程中，应防止受料斗侧壁粗骨料滚入刮料板输送器，同时应及时收起与释放受料斗侧壁，防止受料斗内出现凹谷，使粗集料集中。应确保螺旋分料器连续稳定转动，避免造成分料器中间缺料与外侧缺料。螺旋分料器高度应与材料粒径、路面摊铺厚度相协调，当摊铺层厚大于15cm时，设置在高位；层厚在4~15cm时，设置在中位；层厚小于8cm时，设置在低位。摊铺机应尽量保证连续摊铺，使摊铺能力与拌和产量相协调。

2.2离析检测

（1）压实度检测

分别在路面各结构层施工完成后，选取2个代表性测点（共6个测点）芯样的实际密度进行测试，并根据试验室标准密度计算压实度。在一系列离析防治措施控制下，路面各结构层压实度均满足规范要求。该高速公路路面各结构层压实效果较好，表明施工过程中未产生显著的温度离析，路面各结构层沥青混合料均充分碾压密实。

（2）级配检测

对该高速公路路面各结构层6个测点处芯样进行抽提筛分，检测其混合料级配。路面各结构层施工过程中未产生严重级配离析。该高速公路路面各结构层测点级配与设计级配值之间存在轻微偏差，其中下面层与上面层的级配仍处于设计级配范围之内，而中面层各筛孔通过率与生产级配之差均小于10%，表明各结构层施工过程中均产生了轻度离析。

3结语

本文总结了沥青混合料施工过程中离析的产生原因与类别，提出相应防治措施，对某高速公路沥青路面施工过程进行控制，并对其离析控制效果进行检测分析。结果表明：采取离析防治措施后，沥青混凝土路面施工中产生的温度离析与级配离析显著减少，路面各结构层压实度能满足规范要求，对减少沥青路面早期损害具有积极意义。