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沥青路面施工中离析的形成及解决方法

2011-08-15赵淑凤

山西建筑 2011年36期
关键词:离析摊铺机集料

赵淑凤

沥青混凝土路面的离析是其混合料中组成成分分布不均匀性的综合反映,包括级配离析和温度离析,其中集料的分布不均匀性又是最主要的因素。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;细集料较为集中的区域沥青路面的空隙率小、沥青含量大;温度离析,在同样压实的情况下温度低的部位空隙率大。空隙率过大,降水容易透入结构层中,使沥青路面产生各种各样的水破坏,空隙率大还使空气容易进入结构层中,使沥青容易氧化变脆,从而导致沥青混凝土容易产生裂缝和松散,沥青路面的耐久性降低;空隙率小面层容易产生车辙、泛油等病害。

沥青混凝土路面施工中的离析现象影响着路面质量,造成路面的早期破坏。加强施工过程中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。离析现象的成因是复杂的,通常由摊铺机结构、供料方式、摊铺技术和沥青混合料质量等方面的原因形成。有效的预防和减少沥青混合料离析的发生,避免路面的早期破坏,延长沥青路面的使用寿命,就需要对沥青路面的施工过程进行科学的管理和严格的控制,从而取得较好的经济效益和社会效益。

1 沥青混合料生产过程中产生的离析

1.1 原材料的采购、堆放

沥青路面所用集料多半取自社会料场,各个碎石场的破碎与筛分设备没有统一的规范,生产的同一规格碎石其实际尺寸也不一样,造成料场石料的质量、规格参差不齐,使用时离析严重。不同规格的集料在堆放时没有可靠的隔离设施造成集料混杂,堆放场地不清洁,排水不通畅,运料卡车倾倒骨料时随意倾倒等加大了骨料的离析。

1.2 混合料的拌和

1)冷料斗上口没有隔开,各种骨料有混仓现象。

2)热骨料提升装置不合理,大骨料从顶部滑落。

3)若沥青搅拌机的振动筛有破损时,会使沥青混合料中有部分超规格大粒径骨料进入。

4)拌和时间短或搅拌机中拌叶脱落也可能导致混合料拌和不均匀或温度不均匀。

5)当材料级配不合理时,人为控制料仓,造成级配离析。

1.3 卸料

由储料仓向运输车卸料时,由于重力及高度的原因,沥青混合料在车厢内会堆积成锥体,使粗细骨料分离——锥体上部细料偏多,下部粗料偏多。

2 运输过程中产生的离析

在运输过程中,由于运输车的颠簸,使表面的混合料中的大骨料滚向四周,造成大粒径骨料的集中。同时,由于运输过程中料堆表面与空气接触,温度下降较快,而料堆中心温度下降较慢,因此形成温度离析。

3 摊铺过程中产生的离析

1)当运输车向摊铺机倒料时,同样会在摊铺机的料斗形成料堆,也同样形成混合料的离析。2)每一车卸料完毕后,摊铺机料斗收斗,在料斗四周的大料被摊铺机的输料器送到熨平板下,这样就形成骨料的离析。3)摊铺机螺旋布料器分料时,沥青混合料在链条箱及螺旋布料器的吊架处部位受到阻挡等原因也易形成料的离析。4)摊铺机全幅摊铺,因螺旋布料器运送混合料距离过长,不可避免地会造成粗、细集料的离析,越往边上温度下降越多,导致温度的离析。5)摊铺机的操作人员操作不规范,没有均匀操作送料器和布料器。随意变换速度或送料仓口开度不合适等造成的离析。6)当集料的最大粒径与厚度的比值较大时,摊铺时也会出现离析。由于大颗粒骨料的限制,使沥青混合料不能平整摊铺,而产生拖痕,即在颗粒骨料后面形成空缺。7)当气温低于规范允许施工的温度时还要组织施工,混合料的温度下降太快造成温度离析。8)施工安排不合理,现场准备不充分,造成沥青混合料到现场不能及时摊铺,形成温度离析。

4 解决方法

4.1 拌和场应采取的措施

1)根据实际需求确定采石场,与石料场进行长期的合作,规范石料场的碎石机和筛分设备,减少原料的不均匀性,有条件时可在原料进场后对碎石进行二次筛分。

2)对堆料场地进行硬化处理,以保持骨料的清洁,同时堆料场地要排水通畅。各种细集料应搭篷保护,防止雨淋。

3)不同规格的集料要分别堆放,并有可靠的隔离设施,避免集料堆交错。堆料时最好采用一层一层的堆积,逐渐加高,运料卡车倾倒骨料时要一车接一车紧挨着料堆表面倾倒,以减少因骨料重力而引起的离析,并应当尽量减少铲运次数以减少剥落和离析。

4)冷料斗上口要隔开;使用自动卸料斗,使冷骨料沿冷料斗的开口均匀喂料,从而消除导致离析的架桥现象;热骨料提升装置要合理,避免大骨料从顶部滑落。

5)经常检查振动网筛和搅拌机中的拌叶,必要时进行更换。

6)严格控制拌和时间,严格操作规程,杜绝人为因素造成的离析。

7)拌和机向运输车装料时,每装一盘料移动一次运输车,以免沥青混合料在运输车形成太大的料堆,减少混合料大料滚动的几率从而减少离析。

4.2 运输过程中采取的措施

要尽量使搅拌场地与摊铺现场距离不要太远。同时,应适当平整运输通道、降低行驶速度,尽量减少运输过程中的颠簸;在自卸车车槽上覆盖防水篷布和采用隔热的保温车厢。

4.3 摊铺过程中采取的措施

1)严格操作规程,料斗翼板的举升次数应尽可能地少,而且应该在料斗内材料较多时缓慢地举升,切忌在料斗内材料已经较少而已形成凹谷后再来合龙翼板。

2)应正确设置料位传感器、刮板输送器与螺旋分料器的速度,应与摊铺速度相匹配。

3)使螺旋分料器能保持缓慢而均匀、稳定的连续运转,螺旋分料器料槽内的料位以没过螺旋轴为度,并沿着熨平板宽度作水平分布。

4)沥青混合料卸向摊铺机时,应将运料车的车厢大角度快速提升,使沥青混合料整体滑落,以避免大骨料向接料斗两侧滚动和堆积。

5)在摊铺宽度较大时,应采用多台摊铺机梯队作业的方式,每幅宽度最好不超过6 m~7 m,这样可以减少离析。

6)正确控制路面高程,避免由于摊铺厚度与集料的比值大造成的离析。

7)做好施工现场的准备工作和各方的协调工作,合理安排运输车辆,避免摊铺机没料可铺造成的停机现象;或由于运输车辆过多造成的等待时间长,形成温度差异。

8)与业主、监理协调,合理安排施工工期,尽量避免低温施工,改性沥青混凝土路面应杜绝低温施工。当出现气温低于规范允许施工的温度还要组织施工时,要合理安排施工时间,选在一天中温度最高的时段,并且做好混合料的保温工作,速战速决。

9)建议在施工中使用移动式转运车,转运车安置在自卸车和摊铺机之间,这样可以有效地避免沥青混合料的骨料离析和温度离析。

前几种方法只能是尽量减少骨料及温度离析,但效果并不十分明显,现在欧美一些国家通过对施工工艺的改进,来防止离析问题。即在沥青混凝土摊铺机前增加一个新机型——沥青混合料转运车,运输车把沥青混合料先卸在转运车内,通过转运车内的搅拌系统把沥青混合料搅拌均匀后再输送到摊铺机内,由摊铺机完成摊铺工作。

[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.

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