沥青混凝土温度离析的原因分析及采取措施
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温度离析现象的成因及处理(纯字)2006-9-27 14:28:10 点击数:152 评论共:0条收藏此页推荐阅读1 温度离析现象所谓沥青混凝土的温度离析是指原来经充分搅拌、温度均匀的沥青混合料,经过某一过程后,温度出现较大差异的现象。
沥青摊铺作业中,为保证路面的摊铺质量,要求沥青混凝土具有一定的温度。
沥青混凝土搅拌站按规定对物料进行级配、加热和搅拌,成品沥青混合料由自卸卡车运到摊铺现场。
应该说,搅拌站供给卡车的混合料是符合质量要求的,既不存在级配的离析,也没有温度的离析。
然而,在沥青路面的施工中,却普遍存在沥青混合料的温度离析,而且还相当严重。
发达国家对沥青混凝土的温度离析已作了大量的研究。
如美国的爱斯太克(Astec)公司使用高精度的红外线摄像机对摊铺作业进行拍摄,发现温度离析的程度比人们所估计的要大得多:143 ℃的沥青混合料装入自卸卡车,运距仅为16~24 km,抵达摊铺现场时,沥青混合料的温度差别竟达到44 ℃之多,摊铺面上有些区域的温度竟低到99 ℃。
1997年,澳大利亚一个建筑承包商从278 km远的地方运料,到达施工现场时,卡车车厢两边的料温只有80℃,车厢顶部的料温为96℃,而车厢中间的料温仍然有152℃。
我国在公路施工中,沥青混合料的运输工具大都为载重量不大于10 t的自卸卡车,载重量不及发达国家的一半。
司机为了方便省事,对斗中的物料基本上不做覆盖。
这一切均会加剧车内局部区域物料的冷却,造成严重的温度离析。
因此,尽管我国在这方面未有人作过专门研究,但可以肯定地说,我国在路面施工中沥青混合料的温度离析现象比发达国家要严重得多。
2 温度离析的原因自卸卡车的运输和卸料过程是造成沥青混合料温度离析的主要原因。
众所周知,修筑高速公路时,除了非常靠近沥青混凝土搅拌站的路段外,铺筑其它路段路面所需沥青混合料总有一定长度的运输距离,需要一定的运输时间。
即使在炎热的夏天,气温比沥青混合料的温度也低得多,势必会通过车厢壁进行热量的交换,且热交换的三种方式同时存在,造成混合料的热量损失,从而引起温度的下降。
论述沥青路面混凝土离析现象的成因及控制方法作者:李秀芬来源:《城市建设理论研究》2013年第30期【摘要】沥青混凝土路面施工中经常出现混合料离析现象,本文就其原因及危害进行了分析,并从沥青路面混合料的拌合、运输、摊铺、碾压等施工工艺方面提出了具体的解决控制措施,从而保证了沥青路面的质量。
【关键词】沥青混凝土;离析;产生;控制中图分类号:TU377 文献标识码:A沥青路面是由以沥青材料作为结合料粘结矿料而修筑的面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。
由于沥青路面使用沥青结合料,因而增强了矿料间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量的耐久性都得到提高。
与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、噪音低、耐磨性好、振动小、施工期短、养护维修方便、适宜于分期修建等优点。
因而获得越来越广泛的应用。
沥青混合料的路用性能1.高温抗车辙性能,也称为高温稳定性,即抵抗高温条件下流动荷载反复作用产生沥青混合料变形的能力;2.低温抗裂性能,即抵抗因降温产生低温收缩裂缝的能力;3.水稳定性,也称为抗水损害能力,即抵抗沥青混合料受水的侵蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力;4耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复荷载作用下的破坏能力;5.抗老化性能,即抵抗因受气候影响沥青混合料逐渐丧失粘韧性等各种良好性能的能力;在现阶段的公路施工中,沥青混凝土的骨料多采用的是碎石,但在施工中经常发现在沥青混凝土路面的施工中不时会出现沥青混合料离析现象。
下面就二级公路改建工程施工中出现的情况,进行了专门的分析。
该项目为国道二级公路,路基宽12m,路面宽为9m,沥青混凝土的矿料级配采用AC一16Ⅱ,主骨料为级配碎石,厚6cm,在施工中发现沥青混合料出现离析现象,于是对其进行了专门的分析研究,并提出了具休解决办法。
1 沥青混凝土形成离析带的原因1.1 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。
沥青混合料离析的问题早已引起国内外公路工程技术人员的高度重视,离析现象严重地影响了路面的强度、耐久性、平整度及表面质量,缩短了道路使用寿命,造成了巨大的经济损失。
事实证明,如果对施工过程进行科学合理的控制,则可以有效减少离析现象的发生,从而大大提高沥青路面的质量。
一、离析产生的原因1.沥青混合料的结构类型混合料类型是离析的内因,一般来说,混合料中集料最大粒径越大,离析的可能性越大;集料级配曲线接近最大密度线的混合料,离析的可能性小,与最大密度线成反S形交叉的级配最容易离析,间断级配比连续级配更容易离析。
2.原材料的加工、采购、堆放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,因此对占混合料质量90%以上的矿料质量应引起高度重视。
3.沥青混合料的拌合方式(1)冷料仓的堵塞和粗细料分层由于冷料仓的结构采用漏斗型设计,往往造成瓶颈堵塞和粗细料分层,集料排放时致使同一时间的集料不均匀。
(2)混合料离析与细集料表面沥青膜厚度及拌合温度有关。
沥青膜越薄,粗集料间粘性越差,越易离析。
拌合温度也影响混合料粘性,温度越高,沥青粘性越差,越易离析。
(3)拌合速度、卸料高度以及拌缸拌轴转速等也是造成混合料离析的因素之一,转速越快,集料离析越严重。
但在同一时间内转速越低,和易性就越差。
另外,拌缸卸料到斗车的高度也会影响到集料的离析。
4.沥青混合料的摊铺设备及摊铺方式(1)汽车卸料。
摊铺过程中,在车厢两侧较为集中的粗集料卸入摊铺机料斗后,位于料斗两侧,摊铺机的收料斗使得这部分混合料因在最后摊铺,形成一块粗集料离析带。
(2)摊铺宽度。
摊铺机摊铺宽度越大,螺旋布料器运送混合料距离越长,不可避免地会造成粗细集料的离析。
(3)摊铺机收斗。
摊铺机受料斗两侧板上的混合料,一般来说在摊铺每一车料时,基本上停止不动而且粗粒料多、温度下降较快,存在着离析现象,如这部分粗的温度低的料最后在收斗时集中起来摊铺,必然会产生粗糙而离析的路面。
沥青混凝土路面施工中离析现象的控制摘要:沥青混凝土路面离析有着严重的危害性,其发生原因是多方面的,文章分析了沥青混凝土路面离析的形成原因,并提出了相应的技术和处理措施。
关键词:沥青混凝土路面;离析;原因;处理对策一、沥青混合料离析的特征1、端部离析, 在路面上形成规则的翼状离析。
2、带状离析, 通常出现在摊铺机的中央,也有位于边缘或其它部位。
3、接缝离析, 当沥青混合料的铺筑采用2 台摊铺机时, 路中央的纵向热接缝是沥青面层质量最薄弱的环节, 易在接缝处产生离析。
4、块状离析, 块状离析一般呈等距离分布。
5、随机性离析, 由于原材料的变异造成的。
6、温度离析, 沥青混合料在储存、运输及摊铺过程中的热量损失不同, 使得摊铺后的路面出现温度不均匀的状况。
二、沥青混凝土路面施工中离析的原因1、级配离析沥青混合料在生产、运输、摊铺过程中的不当操作造成混合料粗细集料分布不均,产生离析。
沥青混合料结构类型是产生级配离析的内因,混合料级配中的最大粒径越大,离析的可能就越大:集料级配曲线愈接近最大密度线离析的可能性越小:间断级配比连续级配更容易离析。
而混合料在运输过程中,尤其是在装卸过程中也会导致离析,因为混合料由料仓卸入车辆时,粗集料易滚落在车厢外侧下方,细集料则易在内侧上方。
摊铺过程也是最容易引起离析的过程。
2、末端离析末端离析是现场最常见的离析现象,主要是由于摊铺机收斗引起的,在路面上形成规则的、间隔一致的翼状离析。
离析处摊铺机中央区域细料多,比较密实;摊铺机两侧粗料集中,细集料、沥青含量少,空隙率较大,表面纹理很深。
特别是采用一台摊铺机施工的中、下面层,供料车的末端离析现象比较普遍。
如果上面层粒径小(ACl3、ACl6 等)、且采用两台摊铺机施工,则供料车末端离析现象不明显。
3、接缝离析接缝离析在中、上面层两台摊铺机梯形摊铺施工中较为常见,由于采用两台摊铺机施工,路中央的纵向热接缝往往是最薄弱的环节。
接缝处摊铺的混合料过多或过少,都会产生离析现象,甚至会形成“桥”的效应,影响接缝两侧的压实。
混凝土路面施工产生离析的原因与控制对策浅析离析现象是指摊铺材料中的粗细集料颗粒分离明显,从而造成新铺沥青混合料路面层粗料集中,周围没有足够的细集料。
其对路面质量好坏的影响很大,离析严重的沥青路面空隙率大,透水性增强,路面水稳定性变差,且逐渐出现局部网裂现象,在快速行车载荷作用下极易导致路面过早损坏。
1、离析的原因1.1集料变异性大集料没有专业化生产料场,不同的料场之间岩石性质不同,加工机械不同导致加工的集料规格不同,从而导致集料来源杂、变异性大、质量不稳定。
不同性质石料、不同规格集料相互掺和使用,级配变化太大,往往不能达到配合比的设计要求,生产的沥青混合料容易造成离析。
石料自身与沥青的粘附性是影响混合料离析的重要因素。
1.2 集料保管不当采石场及拌和厂的生产场地和材料堆放场地不合规定,不同材料之间没有分隔墙,不能完全互相分开,或材料存放在不平整坚硬的地面上,装载机铲料时很容易将地面的粘土等杂物带入料仓。
移动式拌和厂的材料场没有设防雨棚,下雨对集料的含水量影响很大。
尤其是砂子、石屑等细集料,不同部位的含水量也不一样,干燥状态和潮湿状态时的流动情况差异很大,拌和机的供料控制会有很大的波动,直接影响沥青混合料的配合比。
1.3 温差离析由于集料烘干筒的加热温度、加热时间、天气状况等不可能恒定,拌和的混合料温度有波动。
同时混合料在运输过程中必然会降温,但降温的程度是不一样的,尤其是混合料在不盖苫布时,表面降温快,内部降温慢,造成温度离析。
降温的程度与天气、环境条件(风、温度)、混合料类型、车辆装载混合料厚度有密切的关系。
当温度差在10~16℃范围内时,将会发生轻度的离析;当温度差在17~21℃范围内时,将会发生中度的离析;温度差超过21℃时,将会发生重度的离析。
1.4 装料、卸料操作不规范混合料运输车停在拌和机下面,没有随着装入混合料的增加而逐步挪动,特别是对于大型搅拌机和大型运输车,造成混合料在运输车内像小山一样堆积,装料时粗集料向下滚得快,下料时也滚得快,造成摊铺时混合料离析。
沥青路面施工离析现象的成因及解决方法摘要:应在科学认识离析问题和严重性和危害性,进而认真分析离析产生的原因后,制定科学和合理的措施来解决和避免沥青路面离析问题的产生,严把公路工程的质量。
本文探讨了沥青路面施工离析现象的成因及解决方法。
关键词:沥青路面;施工;离析;成因;解决方法沥青混凝土路面施工中的离析是降低路面质量并造成路面过早损坏的主要因素之一。
当沥青混合料发生离析时,粗细集料和沥青会出现局部集中,使得路面空隙率发生变化。
细集料集中、沥青含量高的地方高温稳定性差, 易出现车辙、推移、泛油等病害;粗集料集中、空隙率较大的部位会渗水,不能及时排除时有压力水冲刷路面基层顶部造成唧浆,并有可能演变为松散、沉陷等病害。
混合料离析是造成公路路面早期损坏的重要原因之一。
一、沥青混凝土离析定义沥青路面离析是指路面某一区域内沥青混合料主要性质的不均匀,包括沥青含量、级配组成、添加剂含量、温度以及路面的空隙率等,从而加速了沥青路面的损害。
高速公路沥青路面的一些早期损坏,如由水损害造成的网裂、形变和坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、横向裂缝多以及新铺沥青路面的构造深度不均等等,都与沥青混合料的离析相关。
所谓沥青混合料离析,是指沥青混合料在制备、贮存、运输及摊铺等施工过程中一定程度或局部失去材料的均匀性和一致性,即产生差异。
离析概念包涵以下含义,即级配离析、温度离析和SMA 材料的油石比差异离析。
离析程度是指沥青混合料在级配、温度和材料油石比配等方面发生综合差异的大小。
二、离析种类沥青混合料离析的广义概念应该是沥青混合料性能的不均匀性变化,通常主要指级配离析、温度离析和碾压离析。
1、级配离析是指热拌沥青混合料各组成部分在路面上分布不均匀从而偏离了设计级配,沥青含量的不均匀则与设计的最佳沥青用量不一致,从而使配合比设计变成了一种摆设,等于沥青路面的设计失去了控制。
2、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比较硬,难以压实,空隙率大,可能导致一系列水损坏发生,降低路面服务能力,缩短路面的使用寿命。
沥青路面离析原因与防治分析摘要:文章介绍了沥青路面离析类型及产生的原因,提出了一些防治措施。
关键词:沥青路面;离析;原因;防治Abstract: This paper describes the segregation of the types and causes of asphalt pavement, made a number of preventive measures.Key words: asphalt pavement; segregation; reasons; prevention沥青混凝土离析是沥青路面早期损坏的一个重要原因。
沥青混凝土发生离析后引起沥青混凝土级配不均匀,压实后引起局部路面空隙过大或过小。
空隙率过大的地方,不但导致沥青老化速度加快,而且在水存在的条件下,沥青路面中已产生离析的沥青混合料受汽车动荷载作用时会加速破坏,进一步发展成为坑槽等破坏现象,而空隙率过小的地方,又容易发生泛油等病害,这些情况不仅影响路面美观,严重时甚至影响路面的使用功能。
1离析三种类型1.1级配离析热拌沥青混合料在生产、运输、摊铺过程中的不当操作造成混合料粗细集料分布不均,产生离析。
粗骨料较为集中的地方沥青路面的空隙率较大、沥青含量低,导致沥青路面产生水损害及耐久性降低,从而产生疲劳裂缝、坑洞以及剥落等其它病害;细集料较为集中的区域沥青路面的空隙率小、沥青含量大,容易产生车辙、泛油等病害。
1.2温度离析热拌沥青混合料在运输、摊铺的过程中,由于不同位置的混合料温度下降不一致,导致混合料的温度差异,产生温度离析。
运料车表面的混合料、运料车车箱的两侧以及摊铺机两翼的混合料易产生温度离析。
1.3集料—沥青离析含油量较大的混合料易发生这种离析,类似于沥青混合料的析漏,SMA混合料易产生这种离析。
2 离析成因及防治2.1级配离析沥青混合料结构类型是沥青混合料的内因,混合料级配中的最大粒径越大,离析的可能越大;集料级配曲线愈接近最大密度线离析的可能性越小;间断级l配比连续级配更容易离析。
沥青混凝土温度离析的原因分析及采取措施作者:靳丽莲
来源:《价值工程》2010年第06期
摘要:通过对沥青混凝土路面的施工过程中容易出现温度离析现象的几个环节的简单分析,提出预防和减少温度离析的几个措施。
Abstract: During the Asphalt concrete pavement construction process,several aspects of the phenomenon of temperature segregation easy to occur are analyzed, several measures of prevention and temperature segregation reduction are proposed.
关键词:沥青混合料;温度离析;不均匀性;措施
Key words: bituminous mixture;temperature segregation;non-uniformity;measures 中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0236-01
1温度离析产生的原因分析
从众多的施工情况来看,产生温度离析主要是以下几个环节:沥青混合料的拌和过程、沥青混合料的运输过程、沥青混合料的摊铺过程、沥青混合料的碾压过程。
1.1 沥青混合料的拌和过程。
沥青混合料的拌和非常重要,它直接影响混合料的成品料的质量。
当沥青混合料在拌和时使用潮湿集料,其出场温度会不均匀,其变异系数比使用干燥集料的沥青混合料出场温度变异系数高。
由于潮湿集料含水量不均匀,并且造成级配不稳定,尤其是细集料不均匀。
因而在混合料的拌和过程中,容易出现温度不均匀,部分沥青会因为温度过高而变质,有的地方温度过低,沥青不能在砂石中渗透、包覆形成均匀的粘膜,起不到粘结作用或粘结得不好,摊铺成型后在遇到雨水和车辆荷载必然会出现沥青与砂石剥离。
拌和时间也影响混合料的质量,拌和时间短可能导致沥青混合料拌和不均匀或温度不均匀,拌和时间长可能引起沥青变质,混合料就会废弃。
1.2 沥青混合料的运输过程。
造成运输过程卡车内拌和料的热量损失和温度差异的影响因素有以下几方面:(1)拌和料装入卡车时的温度;(2)环境温度;(3)卡车斗是否保温;(4)卡车斗大小及所运料的多少;(5)运距的长
短;(6)运输速度;(7)到达现场等候的时间;(8)是否被覆盖;(9)交通堵塞(交通堵塞,造成运输过程中的时间拖长,温度必然会降低)。
运料和卸料过程是造成沥青混合料温度离析的主要原因。
随着运输距离的加大,运输过程造成的热量损失也相应加大。
混合料温度愈高,气温愈低,则热量损失愈大,造成的温度变越大。
混合料中沥青和骨料都属于导热性能低的材料。
高温混合料最先经刮板输送器传输到摊铺机的后部,由螺旋摊铺器摊铺到基层上,而低温混合料却被延时到最后才被摊铺。
这一过程进一步加剧了沥青混合料温度的不均匀性,即温度的离析更加严重。
由于这种现象出现在每车料的运输和卸料过程中,故离析也周期性地出现。
1.3 沥青混合料的摊铺过程。
由于沥青混合料在运输和卸料过程中热量流失的不均衡而产生明显的温度差异,混合料摊铺到路面时,局部区域的物料温度低于沥青混合料所需的摊铺温度。
出现温度离析的可能性更大,摊铺后的路面质量更难得到保证。
试验研究表明:在混合料温度为149℃的情况下进行压实,空气间隙率只有6.8%;当温度降低到93℃时,空气间隙率增加到9.3%。
这些高空气间隙很容易让水渗透进入沥青混凝土,慢慢形成水破坏,如果冬天结冰,沥青混凝土更易破裂,这样就影响路面质量,缩短公路使用寿命。
1.4 沥青混合料的碾压过程。
碾压时,由于混合料的温度局部不均匀,低温混合料将不能被压实,从而导致熨平板起伏,造成摊铺表面的不平整;温度低的地方出结块物,结块物料可能会承受压路机的全部重量,出现碎裂,造成混合料不能碾压成型,压实度达不到规定要求。
所以温度离析对压实效果影响大,出现温度离析,路面密实度的不均匀,容易产生较高的空隙率和粗糙度,会带来一些路面早期破坏现象。
2温度离析采取的措施
针对上面的温度离析现象,为了提高沥青混合料的均匀性,保证路面施工的质量,建议采用下面措施预防和减少沥青混合料温度离析:
2.1 在沥青拌和楼环节应做到如下几点:
(1)控制原材料的质量,粗集料要覆盖,细集料要达棚,避免雨淋。
做好场地硬化,不同集料要分隔,并做好排水工作,场内不能积水。
(2)混合料拌和时严格按规范控制沥青温度、骨料温度及出料温度,并根据施工时的气温情况适当调整出料温度。
2.2 在运输过程中,尽量缩短混合料运输和等待的时间、采取用篷布覆盖、系牢等保温措施,降低温度离析。
2.3 沥青路面施工温度包括沥青混合料出场温度、到场温度、摊铺温度、碾压温度等具体参数。
沥青混合料所有温度参数中,起决定性控制作用的是出场温度,它的高低决定了后续到场温度、摊铺及碾压温度的高低。
2.4 沥青混合料碾压温度同出场温度相比较,温度降低在26~33℃之间,尽量减少碾压中的温度损失,在碾压过程中应做到配备足够数量的压实设备,压实设备数量可根据混合料的冷却速率,摊铺速度、宽度和压实速度,确定压路机的需要量。
足够的压实设备可以提高碾压效率,让路面在尽量短的时间,正常的温度下达到最佳的压实度;在碾压过程中,应做到紧跟摊铺机碾压,尽量缩短碾压段落(宜小于30m)。
2.5 在沥青混合料摊铺之前,可采用二次拌和的方法。
将运输过程之中沥青混合料表层、车厢壁和中心部分存在温度差异的部分进行混合搅拌,这样就能够将沥青混合料装车过程产生的离析和温度差异基本消除,然后再送入摊铺机。
2.6 可采用沥青混合料转运车来联合摊铺。
该类设备具有独特的防离析设计,将沥青混合料再次搅拌,使其骨料均匀混合,消除沥青混合料存在的温度离析和集料的离析,最大限度的减少离析现象,减少摊铺机工作中的停顿,使摊铺机料斗的挡料板前供料一致,从而保证铺筑密度一致,摊铺面平整均匀,摊铺机连续工作,提高路面平整度。
3结语
综上所述,为了减少沥青路面施工过程中的温度离析现象,我们应该从各种不同的渠道,采取不同的措施减少甚至消除温度离析这种现象,提高路面的均匀性,消除路面的早期损坏现象,延长路面的使用寿命。
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