沥青混合料离析处理方法

沥青混合料离析处理方法

沥青路面以其行车舒适而在高速公路中得到广泛应用，在我国已经建成的高速公路中，沥青路面占85%以上。然而新修的沥青路面往往在通车后短期内便出现坑槽或局部松散，其主要原因是施工过程中出现混合料离析，引起损坏。所谓离析，就是沥青混合料在运动过程中，因粗细集料动力特性的差异而出现分离的现象。离析混合料级配不同于目标配合比的设计级配，一部分地方粗集料多，另一部分地方细集料多。在细集料多的地方会出现车辙、泛油等病害；在粗集料多的地方，空隙率大，透水系数高，雨水很容易渗透到混合料中，车辆行驶时产生动水压力，不断冲刷沥青混合料，使沥青膜剥离，引起混合料松散。

沥青混合料离析已引起了国内外公路工作者的高度重视，采取了一系列的措施，如梯队摊铺、改进摊铺机性能、减少混合料装料和卸料过程中的离析等，这些措施有一定的效果，但是往往在施工工艺不满足要求，或者因施工控制不严，工序波动大而不同程度地出现离析，几乎可以说离析总是难以避免。在施工过程中采取什么措施预防离析，对已出现的离析如何处理仍是一个值得探讨的问题，本文就粗集料集中的离析进行探讨。

沥青混合料离析主要有两种形式：一种是结构层上部为粗集料，下部为细集料，一般沿摊铺方向呈带状，属表层离析；另一种离析是结构层全部为粗集料，这种离析呈块状，属贯穿离析。

（1）级配和油石比的变化

重点研究了AC-20I型混合料，其配合比设计油石比为4.5%，级配基本接近AC-20I的中值。施工时分别在粗集料集中部位和细集料集中部位取样，用燃烧法检验油石比，并对烧过后的集料进行筛分，检验级配。检验结果见表1。

表1 AC-20I型混合料离析和非离析油石比（%）

由表1可见，粗集料集中部位（1号）油石比比非离析部位低0.29%，比设计油石比低0.31%。细集料集中部位（2号）油石比比非离析部位高0.25%，比设计油石比高0.23%，可以看出由于离析混合料级配发生变化，粗集料多的比表面积小，裹油少；细集料多的比表面积大，裹油多。

（2）路面透水系数的变化

在级配和油石比对比的同时，笔者专门对AC-20I型沥青路面的透水系数进行过大量的对比试验，发现判断路面离析是否严重，检测透水系数是一个有效的办法。对于上下均为粗集料的贯穿离析，透水系数一般都在100ml/min以上，试筒中无气泡上冒，下垫圈中基本无余水，有的透水很快，甚至在1min内无法记数。对于上粗下细的表层离析，水往往从距透水仪边20——50cm的地方流出，试筒中无气泡上冒，透水系数均在30ml/min以上。在非离析部位，透水系数一般在30ml/min以下，有的基本不透水，试验时可以看见试筒中有气泡上冒。路面离析部位与非离析部位透水系数检测结果见表2。

（3）对空隙率的影响

在温度和击实次数相同的条件下，分别从工地现场取来离析混合料和非离析混合料进行马歇尔击实试验，粗集料集中的离析混合料空隙率为5.2%，吸水率达到1.5%，非离析混合料空隙率为3.9%，前者比后者高1.3%。。从离析混合料试件外观上看，表面粗糙，空隙大，吸水率大于0.5%。而非离析的AC-20I型混合料试件表面相对密实、光滑，吸水率不到0.3%左右。值得说明的是，采用表干法测定空隙率特别大的混合料试件时，远不能说明其实的吸水率，因为将试件从水中拿出时，大量连桶空隙中的水已流淌干净。因此，由于粗集料没有空隙，用原有的最大相对理论密度进行计算的空隙率往往比实际空隙率小，且计算的压实度偏高。

从完工的沥青路面来看，粗集料集中的离析部位表面较粗糙，空隙较大，雨雾初晴后观察特别明显，未离析部位很快变干，而离析部位有水迹，有的甚至空隙中有明显的积水。

（4）对路面平整度的影响

从已经碾压好的路面外观上看，离析路段均匀性差。在离析与非离析的结合部用3m直尺检测可以发现间隙值明显高于正常路面，用平整度仪检测离析路段和非离析路段，可以发现前者平整度标准差大于后者。平整度差的原因主要有2个方面：一是离析混合料与非离析混合料材料不同，松铺系数不同，而松铺厚度相同；二是粗集料集中的离析部位散热快，保温性差，在相同的压实条件下难以压实。因此对离析部位宜采取紧跟摊铺机碾压，并及时用胶轮压路机碾压，利用其搓揉作用尽可能使混合料处于最好的嵌挤状态。

混合料在运动过程中因粗细集料分离而引起离析，混合料拌和、运输、摊铺过程中均有可能产生离析，离析与混合料类型也有关系。分述如下：

（1）混合料结构类型

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。对于集料最大粒径大于19mm、反“S”形级配及其它类型间断级配混合料，施工时应高度重视离析的产生。

（2）混合料拌和

混合料离析与粗集料表面沥青膜厚度及温度有关。。沥青膜越薄，粗集料间粘性越差，越易离析，导致粗集料沥青膜厚度薄的原因有3种：一是油石比低；二是混合料中细集料多，由于细集料比表面积大，拌和时比粗集料更容易吸附沥青；三是粗集料孔隙率高，因为空隙中有水分，加热时水分挥发，部分沥青进入孔隙中，导致有效沥青减少。

同样，拌和温度也影响混合料粘性，温度越高，沥青粘性越差，越易离析。混合料拌和过程中，要有足够的温度，能使混合料拌和均匀，但是并非温度越高越好。

（3）混合料装卸

混合料装运方式不正确，也会导致离析。混合料卸入车厢时，粗集料滚落在车厢外侧下方，细集料在内侧上方，这样在车厢靠近墙板处粗集料多，而车厢中央细集料多。

因此每一斗混合料卸完后应前后移动车位，尽量减少离析程度。另外车厢中线应与拌和机出料口中线接近，否则车厢装料多的一侧细集料多，而装料少的一侧粗集料多。

如果混合料拌和后要存入储罐中，那么卸料口应垂直向下，不应有水平方向的角度，否则混合料将会有水平方向的速度，而使一侧粗集料多，另一侧细集料多。同样，储罐卸料口也应垂直向下。

卡车卸料时，最好使混合料滑入摊铺机料斗，尽管将料斗装满，减少集料滚动。为减少离析，欧美已研制出沥青混合料百度车，卡车将沥青混合料卸入百度车拌和一次，再送入摊铺机料斗，这样可以减少混合料拌和、装卸和运输过程中引起的离析，这也是值得借鉴的有效方法之一。