[2017年整理]减少沥青混凝土路面施工中的离析现象

[2017年整理]减少沥青混凝土路面施工中的离析现象

减少沥青混凝土路面施工中的离析现象

张健章立黄春华

（江西省公路机械工程局南昌 330044）

摘要：沥青混凝土路面施工中的离析现象是当前高速公路路面施工中普遍遇到的问题，加强施工

过程中沥青路面混凝土施工离析现象的控制成为提高沥青混凝土路面使用性能的关键。

关键词：道路工程;沥青混凝土路面施工；离析

0 前言

2005年1月1日，交通部开始正式施行《公路

沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）。结合多年

的沥青路面施工经验，以及对新规范的理解，本文

将从热拌沥青混合料（HMA）矿料级配角度，分析如

何减少沥青路面施工中的离析现象，从而提高沥青

路面的使用性能及使用寿命，最大程度上减少沥青

路面的早期破坏。

沥青路面早期破坏究其根本原因在于两种，水

破坏和高温稳定性能差。而二者在结构设计过程中

又存在着一定的矛盾，一方面要考虑足够密实，以

达到防水目的，而直接弊端则是混合料的高温稳定

性能很难达到重载及交通渠化的行车要求。

新规范根据近10年我国高速公路发展的经验

总结，重新规范了热拌沥青混凝土（HMA）的一系列

技术标准，使得沥青混凝土路面施工过程中预防早

期破坏的措施和方法更具针对性和选择性。

新规范将热拌沥青混合料（HMA）详细区分为三

大类及若干小类：

表1 热拌沥青混合料区分

密级配开级配半开级配

连续级配间断

级配

间断级配

沥青碎石

（AM）

沥青混凝土（AC）

沥青

稳定

碎石

(ATB)

沥青玛蹄

脂碎石

（SMA）

排水式沥

青磨耗层

（OGFC）

排水式

沥青碎

石基层

(ATPB)

各种类型的混合料设计在不同的结构层中发挥着不同的功能，确保沥青路面的使用性能，这是旧规范所没有考虑的，因此，施工过程中，可以在沥青混凝土组成设计级配范围的选定中,充分满足设计要求而保证沥青路面的使用性能。

从设计角度出发，高速公路沥青路面的面层结构类型还是以AC结构为主，特别是中下面层。而且设计厚度有增加的趋势。再对照新旧规范关于矿料级配范围的规定，发现有粗型级配发展的趋势。这就直接导致施工过程中的沥青混凝土配合比设计过程中粗集料的用量增加，现场施工过程中产生离析的可能性增大，如何减少施工中的离析现象成为提高沥青路面使用性能的关键因素。

1 理论分析与施工控制

在沥青混凝土施工过程中，产生离析现象是不可避免的。在施工过程控制中如何最大程度减少离析，主要应该从以下几方面控制。

1.1 科学、合理的配合比设计

由于新规范在配合比设计中较多的引入美国SUPERPAVE混合料设计体系，因此首先要改变原有矿料级配曲线尽量靠近中值的观念。选择满足各项技术指标的级配曲线才是关键所在。新规中关于矿料间隙率VMA和设计VV的规定较原规范更为详细，这也是配合比设计的原则：在满足VMA的前提下，达到预期设计的空隙率（VV），同时满足沥青饱和度（VAF）要求的矿料级配和沥青用量才是最佳的配合比设计。该原则从沥青路面的路用性能的角度可以理解为：在满足高温稳定性能（有足够的VMA）的前提下，达到充分的防水性能（满足设计VV要求，一般AC结构设定为4%），同时满足长期使用的效果（满足VFA，可使沥青用量增大，以达到抗疲劳损害的长期路用性能）。

在实际的配合比设计过程中，会出现VMA与VV 发生矛盾的情况，也就是满足了设计的VV，会出现VMA偏小的情况；满足了VMA，而实际的VV又大于设计的VV。因此，级配曲线的选定应该是在不断的

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调整过程中确定的，而且一经确定的级配曲线是不允许有很大波动范围的。这就给施工过程带来一定的困难。

因此，严格按照配合比设计进行施工，是所有过程控制的前提条件。

1.2 拌和站控制

沥青混凝土配合比设计仅仅是停留在试验室阶段，如何将试验室确定的最佳配合比能够大规模的生产加工出来，完全取决于拌和站的生产加工控制。

随着高速公路的飞速发展，沥青混凝土拌和设备的智能化程度越来越高，计量、拌和系统越来越精确，这就为生产加工出合格的沥青混合料提供了基本保障。

拌和站在施工过程中应该从三个方面加大控制，以减少离析的发生。

1.2.1认真完成生产配合比设计生产配合比是试验室和拌和站共

同配合完成的最为重要的一项工作，生产配合比是大规模生产沥青混合料的根本依据。原则上依然确立配合比设计设定的各热料仓比例不得随意改变。但不能仅仅停留在“各热料仓筛分结果的合成级配”以及“计算出各热料仓比例满足目标配合比设计级配曲线”这个层面上。还应该着手于“各档集料在不同热料仓的分仓比例”；“不同集料、不同分仓的集料不同的筛分曲线”等更细致的工作。只有这样才能更为有效地面对施工过程中出现的“集料级配发生变化”、“如何确定冷料仓进料比例”等更深层次的问题。

1.2.2标定冷料仓沥青混合料

规范中规定的各项技术指标大多都是体积指标。如VMA、VV、VFA等，而拌和设备各热料仓称重计量过程是一个质量比例的掺配。如何能确保热料仓各质量比例的掺配达到设计要求的体积指标？冷料仓的标定是关键的环节。冷料仓在送料比例的控制是通过冷料仓料斗的仓门开关大小以及相对应的冷料仓的皮带转速控制的，标定冷料仓是采用不同的皮带转速和仓门开启程度称量不同的冷料重量，除去集料的含水量，绘制出的不同的冷料仓，不同规格集料的集料质量和皮带转速的直角坐标曲线。只有这样才能控制不同的冷料仓进料的质量比例与目标配

比确定的质量比例相一致。

1.2.3 加大加工过程中的自检力度，注意细小环节在生产加工过程中，试验室的自检结果是衡量产品合格与否的唯一标准，但就试验本身而言（沥青混凝土级配检测的方法主要是抽提试验）存在许多可能产生偏差的细节。这就要求试验人员提高试验技术水平同时增加试验设备的投入。只有精确的试验数据才是日常生产调整的依据。以当前试验设备的先进程度，抽提试验的精度在沥青含量的测定方面可以达到±0.1%以内，同时沥青拌和设备，特别是进口沥青拌和设备都具备沥青计量“二次补偿”功能，使得混合料的沥青含量更为精确。因此抽提试验可以在测定沥青含量基本无误的前提下，判定拌和过程中是否产生了混合料级配不均匀的情况，同时可以根据多次的抽提筛分结果对热料仓或冷料仓进行小幅度的调整，以达到各项体积指标的要求。

在拌和站还存在着可能产生离析的一个环节，那就是在成品仓往运输车辆装料过程中产生离析。成品仓出料口距车厢底板有一定的高度，这就使得成品沥青混合料有一个装厢起堆的过程。而起堆则必然导致离析（大料分散在料堆底部，细料集中在顶部）。减少起堆的次数是减少离析的一种方法。比如沥青混合料装车要分三次装满，可以按照前、后、中的顺序减少一次起堆。

1.3 原材料控制

由于本文着重点在于减少级配离析，则不展开讨论由于胶结材料（特别是改性沥青）不均匀、不稳定产生的温度离析，而着重于集料生产过程中如何控制原材料的质量。

近期高速公路的修建过程中，沥青路面采用的各种粗、细集料大多都是由施工单位自行采购或加工生产。在原材料加工生产过程中，为确保沥青混合料使用性能达到配合比设计要求，在原材料加工

方面应注意以下几点：

1.3.1严格控制料源提及控制料源，一般会考虑到购进片石的洁净程度、石料的强度性能以及原材料与沥青的粘附性能，这当然是最基本的材质要求。在满足材质基本要求的同时，还应该关注加工后集料的另外一个关键指标：针片状（扁平颗粒）含量。针片状颗粒的多少直接会影响到配合比设计过程中各项体积指标的精确度，特

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