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【摘 要】 通过分析道路工程中沥青混凝土离析的原因和离析对道路的破坏机理,提出了相应的解决对策及处理措施,以提高沥青路面质量。
【关键词】 沥青路面;离析;原因;对策
一、离析造成的危害及破坏机理
沥青路面施工过程中如出现离析现象,路面的所有初期病害如车辙、推移、泛油、裂缝等都会发生,其发生的机理为:沥青面层一些区域粗集料较为集中,而另一些区域细集料比较集中,使混合料变得不均匀,级配组成及沥青用量与设计值不一,致使路面出现较差的结构和纹理特性。通常粗集料较为集中的部位往往空隙率过大、沥青含量偏少,沥青与集料脱落,如有水渗入,在行车和动水压力重复作用下,就会导致沥青剥落使路面产生严重的水损坏现象,进而形成坑槽;细集料较为集中的路面部位则往往沥青含量偏多,空隙率较小,将导致路面的永久变形,出现推移、泛油等多种路面病害,为路面的使用寿命埋下可怕的祸源。
二、离析的表现形式
目前,我国普遍采用连续密级配的沥青混凝土结构,在面层施工过程中,离析现象主要表现为:
(一)端部离析:它在路面上形成规则的翼状离析,是最常见的离析形式。
(二)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。上、中、下面层均可能出现这种情况。
(三)接缝离析:发生在两台摊铺机之间,由于混合料的多少或温度差异引起压实不均,形成离析。
(四)块状离析:一般呈等距离分布,由于摊铺机的不连续出料或不停的收斗,形成规律的离析。
(五)随机性离析:由于原材料的变化、筛孔的堵塞、拌合楼中的混合料波动过大、碾压不及时等都可能造成随机性离析。表现为路面局部会出现许多大粒径料或小粒径料集中分布。
三、造成离析的原因
(一)原材料
一方面路面碎石来自不同的料场,各个碎石场生产的同一规格碎石其实际尺寸不一,碎石制造工艺也不同,集料的不均匀性致使沥青混合料级配不合理,产生离析。另一方面,当原材料从采石场运送到拌合场堆放时,由于堆料高度原因,大骨料滚落在料堆的底部,形成原材料粗集料的第一次集中离析,这种离析现象会使拌和机在冷料上料时不易控制不同料仓的上料比例。
(二)混合料拌合不均匀
混合料拌和过程中,由于混料仓、冷料仓进料比例不准,导致骨料未能按设计级配进行拌和;或沥青搅拌机中振动筛局部发生破裂,会使混合料混有部分超过规格大粒径骨料进入拌缸导致混合料拌和不均匀或温度不均匀。
(三)装料及运料过程中的影响
沥青混合料从储存罐到摊铺机布料器,会发生三次运输,运输过程中,使骨料滚落集中,形成骨料离析。
(四)摊铺过程中的影响
摊铺过程中离析主要有运料车转换过程中的离析、中线离析、边缘及接缝离析。
1、运料车转换过程中的离析主要由于摊铺机收斗引起的,在路面上形成规则的、间隔一致的块状离析,其离析区域粗骨料比较集中。
2、中线离析主要由于摊铺时混合料由摊铺机料斗卸到螺旋布料器时,粗集料滚到布料器的变速箱前面,且集中在摊铺机的中间而造成中线离析。
3、边缘及接缝离析同时出现在摊铺宽度的边缘,其原因是由于摊铺机的螺旋布料器旋转时发生抛扬,在离心力的作用下,造成大粒径粒料容易被送往两边,滚到边缘而形成离析。
四、施工过程中预防离析的解决对策
(一)原材料
1、选料:施工单位使用相同的碎石机和筛分设备,减少原材料的不均匀性,有条件的可在原材料进场后对碎石进行重新筛分。
2、集料堆放:拌和站对于不同规格的集料要分别堆放,有可靠的隔离设施,避免集料的混杂。
(二)混合料拌和过程的控制
冷料斗给料系统:在冷料斗给料过程中要防止不同规格的冷料混料,以保证热料仓级配为设计级配。
热料仓的控制:热料仓中细料料斗易出现离析,应加设挡板,防止细料离析影响级配。
储料仓的控制:储料仓的卸料速度和高度是造成沥青混合料离析的原因之一。高度越高离析程度就越严重,因此卸料口到卸料车厢侧板最高点距离不宜超过0.5m,且越低越好。
级配的调整:经常性的检查混合料的配合比,并进行适当的级配调整,使其在设计范围内尽量达到最优配合比。
(三)混合料运输过程中的控制
正确的装料和卸料:接料时,要求运输车做到平衡装料,尽量减少因落差而造成的装料离析;另外快速卸料可预防粗料集中在摊铺机收料斗两侧的外边部。
防止运输中的离析:应保持路面平整,在路况不好路段限制车速,减少运输过程中由于车辆颠簸而造成的离析。
(四)混合料摊铺过程中的控制
对于运料车转换过程中的离析,主要从运料车和摊铺机作业人员的操作中加以控制和改进,摊铺过程中,摊铺机不必收料斗,即在每辆车卸料之间,不要全部用完收料斗中的混合料,留少部分混合料在收料斗内。每车料卸完后,接着将下一车料,与收料斗中剩余的粗料、混合料一起输送到分料室,螺旋分料器布料过程中可使新旧混合料较好拌和。
对于中线离析,可通过在螺旋布料器二分之一处边端装反向螺旋叶片加以改善。
对于边缘和接缝离析,解决方法主要通过加长螺旋,并在边端加装反向螺旋叶片,保持摊铺机布料器不停匀速转动,摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料,同时边部料位高度与其他断面保持一致。
五、处理离析的技术措施
沥青面层在施工过程中产生两种类型的离析后,如果不采取必要的技术措施予以处理,势必造成工程质量缺陷,路面质量的整体均匀度会降低,离析区域路面的服务寿命会减少,会造成沥青路面早期破损。因此,在沥青路面施工过程中,要注重施工中的每个环节,采取有效措施,处理已发生离析的沥青路面。
(一)沥青混合料碾压前的处理方法
1、松铺的沥青混合料局部呈现块状,上下部位均为粗骨料集中时,应采用换料处理;换料后的松铺厚度和密实度应尽量与原松铺层一致。
2、较大面积有规律的出现不可排除的粗骨料集中分布,往往表现为上粗下细时,局部可采用人工翻拌的方法,但在气温较低的大风天气,一般不宜采用。
(二)成品路面的處理方法
1、进行路面渗水试验,详细记录渗水严重的部位,如果渗水系数下面层在300mL/min以上,中面层渗水系数大于250mL/min则应考虑进行处理;
2、对于表层或局部块状离析,可喷洒乳化沥青粘层油,再适量撒布石屑,进行适当碾压,碾压完成后清除多余石屑,以保证表面平整度。
3、对于带状和较大区域离析部位,应对其做压实度检验,检验结果不合格时,则用切割机按标出的范围垂直切除,重新补以新拌沥青混合料碾压密实(严重离析类型)
六、结语
通过对沥青混合料离析的危害、表现形式及离析的形成原因进行分析,得出离析的预防控制措施及发生离析后的处理方法,结论如下:
(一)离析的预防应从原材料的选择、堆放、混合料的拌和过程,运输过程以及摊铺碾压过程层层把关。
(二)沥青混合料转运车具有二次搅拌功能,使用沥青混合料转运车不仅能改善沥青混合料在生产、运输过程中产生的集料离析程度,从而提高沥青面层的均匀性,而且能提高沥青路面的平整度和提高摊铺机的工作效率。
(三)沥青混合料发生离析后,应及时采取有效的补救措施,如换填混合料,加撒混合料等方法。
参考文献:
[1]李爱民.高速公路路面离析的成因及控制方法探讨〔J〕.公路交通科技,2010年11期。
[2]张致力.高速公路沥青路面施工中离析现象的成因及控制措施〔J〕.中小企业管理与科技,2010年11期。
[3]韩方彬.沥青路面施工过程中的离析分析及解决对策。
【关键词】 沥青路面;离析;原因;对策
一、离析造成的危害及破坏机理
沥青路面施工过程中如出现离析现象,路面的所有初期病害如车辙、推移、泛油、裂缝等都会发生,其发生的机理为:沥青面层一些区域粗集料较为集中,而另一些区域细集料比较集中,使混合料变得不均匀,级配组成及沥青用量与设计值不一,致使路面出现较差的结构和纹理特性。通常粗集料较为集中的部位往往空隙率过大、沥青含量偏少,沥青与集料脱落,如有水渗入,在行车和动水压力重复作用下,就会导致沥青剥落使路面产生严重的水损坏现象,进而形成坑槽;细集料较为集中的路面部位则往往沥青含量偏多,空隙率较小,将导致路面的永久变形,出现推移、泛油等多种路面病害,为路面的使用寿命埋下可怕的祸源。
二、离析的表现形式
目前,我国普遍采用连续密级配的沥青混凝土结构,在面层施工过程中,离析现象主要表现为:
(一)端部离析:它在路面上形成规则的翼状离析,是最常见的离析形式。
(二)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。上、中、下面层均可能出现这种情况。
(三)接缝离析:发生在两台摊铺机之间,由于混合料的多少或温度差异引起压实不均,形成离析。
(四)块状离析:一般呈等距离分布,由于摊铺机的不连续出料或不停的收斗,形成规律的离析。
(五)随机性离析:由于原材料的变化、筛孔的堵塞、拌合楼中的混合料波动过大、碾压不及时等都可能造成随机性离析。表现为路面局部会出现许多大粒径料或小粒径料集中分布。
三、造成离析的原因
(一)原材料
一方面路面碎石来自不同的料场,各个碎石场生产的同一规格碎石其实际尺寸不一,碎石制造工艺也不同,集料的不均匀性致使沥青混合料级配不合理,产生离析。另一方面,当原材料从采石场运送到拌合场堆放时,由于堆料高度原因,大骨料滚落在料堆的底部,形成原材料粗集料的第一次集中离析,这种离析现象会使拌和机在冷料上料时不易控制不同料仓的上料比例。
(二)混合料拌合不均匀
混合料拌和过程中,由于混料仓、冷料仓进料比例不准,导致骨料未能按设计级配进行拌和;或沥青搅拌机中振动筛局部发生破裂,会使混合料混有部分超过规格大粒径骨料进入拌缸导致混合料拌和不均匀或温度不均匀。
(三)装料及运料过程中的影响
沥青混合料从储存罐到摊铺机布料器,会发生三次运输,运输过程中,使骨料滚落集中,形成骨料离析。
(四)摊铺过程中的影响
摊铺过程中离析主要有运料车转换过程中的离析、中线离析、边缘及接缝离析。
1、运料车转换过程中的离析主要由于摊铺机收斗引起的,在路面上形成规则的、间隔一致的块状离析,其离析区域粗骨料比较集中。
2、中线离析主要由于摊铺时混合料由摊铺机料斗卸到螺旋布料器时,粗集料滚到布料器的变速箱前面,且集中在摊铺机的中间而造成中线离析。
3、边缘及接缝离析同时出现在摊铺宽度的边缘,其原因是由于摊铺机的螺旋布料器旋转时发生抛扬,在离心力的作用下,造成大粒径粒料容易被送往两边,滚到边缘而形成离析。
四、施工过程中预防离析的解决对策
(一)原材料
1、选料:施工单位使用相同的碎石机和筛分设备,减少原材料的不均匀性,有条件的可在原材料进场后对碎石进行重新筛分。
2、集料堆放:拌和站对于不同规格的集料要分别堆放,有可靠的隔离设施,避免集料的混杂。
(二)混合料拌和过程的控制
冷料斗给料系统:在冷料斗给料过程中要防止不同规格的冷料混料,以保证热料仓级配为设计级配。
热料仓的控制:热料仓中细料料斗易出现离析,应加设挡板,防止细料离析影响级配。
储料仓的控制:储料仓的卸料速度和高度是造成沥青混合料离析的原因之一。高度越高离析程度就越严重,因此卸料口到卸料车厢侧板最高点距离不宜超过0.5m,且越低越好。
级配的调整:经常性的检查混合料的配合比,并进行适当的级配调整,使其在设计范围内尽量达到最优配合比。
(三)混合料运输过程中的控制
正确的装料和卸料:接料时,要求运输车做到平衡装料,尽量减少因落差而造成的装料离析;另外快速卸料可预防粗料集中在摊铺机收料斗两侧的外边部。
防止运输中的离析:应保持路面平整,在路况不好路段限制车速,减少运输过程中由于车辆颠簸而造成的离析。
(四)混合料摊铺过程中的控制
对于运料车转换过程中的离析,主要从运料车和摊铺机作业人员的操作中加以控制和改进,摊铺过程中,摊铺机不必收料斗,即在每辆车卸料之间,不要全部用完收料斗中的混合料,留少部分混合料在收料斗内。每车料卸完后,接着将下一车料,与收料斗中剩余的粗料、混合料一起输送到分料室,螺旋分料器布料过程中可使新旧混合料较好拌和。
对于中线离析,可通过在螺旋布料器二分之一处边端装反向螺旋叶片加以改善。
对于边缘和接缝离析,解决方法主要通过加长螺旋,并在边端加装反向螺旋叶片,保持摊铺机布料器不停匀速转动,摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料,同时边部料位高度与其他断面保持一致。
五、处理离析的技术措施
沥青面层在施工过程中产生两种类型的离析后,如果不采取必要的技术措施予以处理,势必造成工程质量缺陷,路面质量的整体均匀度会降低,离析区域路面的服务寿命会减少,会造成沥青路面早期破损。因此,在沥青路面施工过程中,要注重施工中的每个环节,采取有效措施,处理已发生离析的沥青路面。
(一)沥青混合料碾压前的处理方法
1、松铺的沥青混合料局部呈现块状,上下部位均为粗骨料集中时,应采用换料处理;换料后的松铺厚度和密实度应尽量与原松铺层一致。
2、较大面积有规律的出现不可排除的粗骨料集中分布,往往表现为上粗下细时,局部可采用人工翻拌的方法,但在气温较低的大风天气,一般不宜采用。
(二)成品路面的處理方法
1、进行路面渗水试验,详细记录渗水严重的部位,如果渗水系数下面层在300mL/min以上,中面层渗水系数大于250mL/min则应考虑进行处理;
2、对于表层或局部块状离析,可喷洒乳化沥青粘层油,再适量撒布石屑,进行适当碾压,碾压完成后清除多余石屑,以保证表面平整度。
3、对于带状和较大区域离析部位,应对其做压实度检验,检验结果不合格时,则用切割机按标出的范围垂直切除,重新补以新拌沥青混合料碾压密实(严重离析类型)
六、结语
通过对沥青混合料离析的危害、表现形式及离析的形成原因进行分析,得出离析的预防控制措施及发生离析后的处理方法,结论如下:
(一)离析的预防应从原材料的选择、堆放、混合料的拌和过程,运输过程以及摊铺碾压过程层层把关。
(二)沥青混合料转运车具有二次搅拌功能,使用沥青混合料转运车不仅能改善沥青混合料在生产、运输过程中产生的集料离析程度,从而提高沥青面层的均匀性,而且能提高沥青路面的平整度和提高摊铺机的工作效率。
(三)沥青混合料发生离析后,应及时采取有效的补救措施,如换填混合料,加撒混合料等方法。
参考文献:
[1]李爱民.高速公路路面离析的成因及控制方法探讨〔J〕.公路交通科技,2010年11期。
[2]张致力.高速公路沥青路面施工中离析现象的成因及控制措施〔J〕.中小企业管理与科技,2010年11期。
[3]韩方彬.沥青路面施工过程中的离析分析及解决对策。