施工方案

浅析沥青路面施工过程中的离析问题与防治措施

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2018-11-2     浏览次数:    

沥青混合料的离析是造成目前高速公路沥青路面的一些早期损坏,如松散、网裂等问题的重要原因,因此沥青路面施工过程中的离析是保证工程质量的重要环节。事实证明,如果对路面施工过程进行科学合理的规划,有效减少离析现象的发生,可大大沥青路面的质量。

沥青混凝土路面以行车舒适、噪音小、易于维修、具有较好的韧性、抗压性及拉伸性能等优点越来越多地被各项目业主及设计单位所采纳,但在现场施工过程中由于原材料级配、混合料堆放、摊铺及碾压工艺等方面的问题,沥青混合料在实际施工中均会不同程度地出现混合料离析现象。沥青路面施工中的离析现象是指摊铺材料中的粗细集料颗粒由于体积、温度等原因,造成分布不均,粗料细料相对聚集的情况。离析现象是影响路面质量好坏的重要因素。离析严重的沥青路面空隙率大,透水性强,路面水稳定性差,且容易出面局部网裂的现象,在高负荷的车载压力下极容易导致路面过早损坏。研究表明,沥青路面严重离析能使公路的使用寿命减少50% 以上。近年来业内人士凭借亲身经验证明,如果在沥青路面施工过程中对现场进行科学、合理、严格地控制,可以有效减少离析问题的发生,从而大大提高沥青路面的质量,延长沥青路面的使用寿命。

一、离析现象的种类

以现有的摊铺设备和工艺来看,离析是一个始终都无法解决的难题。路面的离析是有沥青混合料的本质属性所决定的。沥青混合料是有粗细集料,沥青、填料组成,在高温状态下混合料作为一种散体性材料具有很强的可塑性。然而集料的颗粒大小不一,并且沥青和集料属于完全不用的两种材料,二者无法相容。因此在施工的过程中必然会出现粗料细料分布不均且空隙较大的问题。

1.集料离析。集料离析是指搅拌后的沥青混合料摊铺在路面上,由于外力作用粗料细料出现分别聚集的现象导致偏离了设计级配。沥青含量的不均匀度超过了设计中的上限。由于混合料中的骨料颗粒大小不同,其惯性运动也不尽相同,当混合料受外力作用时,大颗粒的骨料运用速率大于小颗粒骨料,因此产生了大小颗粒骨料的分离进而造成离析现象。

2温度离析。温度离析是指沥青混合料温度出现较大差异的现象。混合料现场温度差异较大,温度相对较低的区域混合料硬度大,难以碾压,空隙夹缝相对较大,容易积藏水、油杂陈等物质,不利于沥青公路的长久使用。

二、离析的原因

(1)集料离析的原因。

1.原材料质量方面的原因造成离析 在施工过程中一个工程的集料来自多个料场是常见的现象,同时破碎和筛分机械的不统一也会造成集料运来后规格和质量的差异,且实际级配与生产设计级配存在较大差距也是原料方面经常出现的问题,此外还需注意的是如果沥青材料的粘度不够, 也将促使离析现象的发生。

2.不均匀拌和过程造成离析 在现实施工中存在许多拌和厂生产和材料堆放场地不规则、现场条件差的问题,这就难以保证集料的质量。再拌合过程中如果采取强制搅拌式且沥青混合料拌和机在拌和过程中出现拌和时间短或者某些拌和机振动筛局部发生破裂以及搅拌叶片磨损严重、脱落的问题,会 造成沥青混合料拌和不均匀的问题,这就极易造成施工中不均匀的路面施工和压实,导致后期出现离析现象的可能性增加。

3.运输过程中造成的离析 材料在装车过程中的前后顺序会对集料产生重要的影响。一方面由于大粒径和多面体的集料滚动速度较快,在倾泻是自然会很容易地堆放在混合料堆的下部,而另一方面规格小的集料却被堆放在料堆的中间。最后运料车在运输过程中沥青混合料也会降温并产生进一步的离析问题。

4.摊铺过程中造成的离析 混合料从运料车卸到摊铺机料斗的过程中,不可避免地会产生集料的分离,结果造成中间的混合料进入摊铺机的速度快而两边的混合料则进入的速度慢,期间还会伴随着两侧混合料温度比中间混合料要降低很多的问题,同时摊铺机的螺旋拨料器在向两侧摊铺时也会产生自然的离析,且摊铺机摊铺宽度若越宽,混合料的离析就越严重,二者是正相关的关系,在实际施工中,施工单位会为了提高平整度而采取全幅摊铺的方法,这是造成混合料离析的重要原因。

5.混合料压实不够均匀造成离析 压实环节是保证沥青公路路面质量的重要环节,压路机在对混合料进行压实的期间,弱路中间和两侧的差异较大, 则每个路段的压实速度、遍数和温度不尽相同,这就造成了施工的沥青路面出现了级配离析的问题,且存在压实度不均匀的问题。另一方面,混合料离析又直接造成了压实度无法达到原先要求的问题。若出现了离析的情况,仅依靠提高压实度来减小空隙率而不从根本上解决离析问题,极端情况下会造成将集料压裂的的后果,造成损失严重,公路质量也难以保证。

(2)温度离析的原因

1.温度离析主要发生在运料车运输和卸料的过程中,而在搅拌和生产时骨料加热温度的不均匀也会造成离析现象的发生。笔者认为在成个作业过程中混合料的温度有两次变化会造成温度离析。

2.自卸卡车在运料途中,沥青混合料会通过车厢壁与空气进行热交换,靠近车厢壁及顶层的混合料温度下降的会快一些。而混合料的导热性能差,热量从很合了堆的中心向四周传导的速度较慢,因此在卡车抵达摊铺现场时,车厢内壁处材料的温度仪大大低于厢内中部材料的温度。同样一批材料,第一次出现温度差别。

3.卸料过程中,由于车厢中部的材料温度高、黏性低,因而在倾倒过程中首先被卸到摊铺的料斗中;靠近车厢内壁的物料往往随着惯性与阻力的相互作用落在料斗的两侧和颈部。高温材料最先摊铺到路面基层,低温材料不仅是最后摊铺的,并且摊铺作业的时长要求使得高温骨料和低温骨料的摊铺具有时差。这进一步加剧了领情混合料温度的不均匀度。 值得注意的是,在实际的道路施工中集料离析与温度离析往往是同时发生的,不可分割来看。由此可见沥青混合料本身特质所决定的离析现象对公路摊铺工作带来了很大的困扰于阻力,并且这种材料的弊端直接影响到了公路的寿命,必须引起设计者、施工者的高度重视。 三、防治措施

4.防止集料不均匀离析 在施工过程中严格控制集料的质量,在广泛调查的基础上,选择那些信誉度高,质量把关严的供货商,对于不符合级配和规格要求的集料决不能进场,在石料的生产过程中,坚持跟踪检测,随时根据材料的筛分情况及时调整生产配合比及矿料级配。由于在施工过程中,堆料场地不规则,材料不能完全被分开,各种材料可能混杂在一起,铲料时容易将杂质带入料仓,在加之料场通常设在露天,雨天时会造成集料不同部位含水量差异较大,使拌和机的控料产生一定难度,直接影响配合比,在拌和过程中,要进行取样抽提、筛分检测混合料的 矿料级配、油石比,以防止材料发生变化,造成集料不均匀;控制沥青用量,使之偏高于设计用量。

5.防止运输离析 合理布置和设置混合料拌和厂,尽量把拌和厂建在靠近摊铺的施工现场,这样可以缩短运输距离,同时在运输的过程中尽量选择和修筑比较平坦的运输道路,降低行驶速度,减少颠簸,如果运输距离确实比较远,要做好保温工作这样可以消除运输中的离析和温度差,在施工过程中摊铺机前应有运料车在等候卸料,即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊铺速度有所富裕。装料时防止装料的离析,控制适宜的送料仓口开度,从拌和机向运料车上装料时,分三层或五层装料,应多次挪动汽车位置,平衡装料,以减少混合料离析。

6.防止摊铺离析 运料汽车在接料前,应用喷雾器将柴油水均匀喷洒在车底及车帮,以保证汽车在卸料过程中混合料能整体下滑,预防离析。当沥青运输到摊铺现场时,在卸料的过程中,要注意防止卸料离析,卸料时,控制好车箱角度与速度,使混合料缓慢整体下滑,防止大骨料向外侧滚落和堆积造成离析。在沥青混合料的摊铺施工中,摊铺机要调整到最佳工作状态,摊铺机必须均匀、连续不间断地进行,不得随意变换速度或中途停顿,在摊铺过程中应保持摊铺机螺旋布料器上的混合料壅料高度一致,料面应始终保持高出螺旋布料器2/3以上。摊铺机接料斗在摊铺过程中严禁开合,确保摊铺混合料的均匀性以减少在摊铺过程中混合料的离析,在每辆料车卸料之间,不要完全用完受料斗中的混合料,留少量部分混合料在受料斗中,尽可能减少将两侧板翻起的次数,仅在需要受料斗中的混合料弄平时,才将受料斗的两块侧板翻起。在有条件时,运料车可将混合料卸入转运车经二次拌和后向摊铺机连续均匀地供料。可有效地改善混合料的离析和温度不匀的问题。 当路面铺筑宽度较大时,可采用两台摊铺机联合作业,这样可防止一台摊铺机铺筑的混合料宽度过大而导致的混合料离析,当熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。用人工摊铺时,边摊铺边用刮板整平,刮平时应轻重一致,控制次数,严防集料离析。在摊铺后,要及时进行压实,也应严格控制压实度、平整度。以避免由于压实度、平整度达不到而产生的离析。


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