沥青混凝土路面施工离析控制与检测技术探讨.pdf

安徽建筑 2 0 1 5年第 6期( 总 2 0 6期 ) D OI ： 1 0 1 6 3 3 0 4 c n k i 1 0 0 7 - 7 3 5 9 2 0 1 5 0 4 0 4 9 沥青混凝土路面施工离析控制 检 过 Ma n a g eme n t a n d Me a s u r e me n t Te c h n i q u e o f As p h a lt Co n c r e t e Pa v e me n t Se g r e g a t ion Di s e a s e s 赵德仲 ( 徐 州 市 铜山 区 公 路 管 理 站， 江 苏 徐州 2 2 1 0 0 9 ) 摘要 ： 离析是沥青混凝土路面病害的主要形式之一， 严重影响路面 使用品质和寿命。为此， 文章首先分析了沥青混凝土路面施工离析病 害的类型 、 危 害、 成 因。在此基础上 ， 从原材料、 拌合工 艺、 运输与摊铺 、 施工温度 等方面提 出了离析病 害的控制 方法。同时， 从路表和 内部 的 角度分别探讨 了激光纹理化以及无核密度化两种离析检测评价方法。 研究成果为沥青混凝土路面施工与检测工作提 供参考。 关键词 ： 离析； 沥青混凝土路面； 施工与检测 中图分类号 ： U 4 1 6 2 1 7 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 5 ) 0 6 0 1 1 9 一 O 2 O 前言 沥青混凝土路面作为我国公路的主要路面结构形式， 在各 等级路面中均占有很高的比例ll 】 。 在公路建成通车后 ， 因行车荷 载、 外界环境影响以及施工中存在不足， 导致沥青混凝土路面 逐渐出现发生网裂、 松散、 坑洼 、 局部泛油等日 ， 这些问题都会严 重影响沥青混凝土路面的建设质量。 而造成上述诸多问题的根 本原因是未处理好沥青混凝土路面的离析13 ， 为此， 本文将对沥 青混凝土路面施工离析控制与检测技术进行探讨。 1 离析的类型及成因 1 1离析 的分类 沥青混合料离析是指沥青混合料性能的不均匀性变化， 通 常包含级配离析 、 温度离析和碾压离析嗍 。 级配离析是热拌沥青混合料各组成部分分布不均匀造 成的设计级 配的误差 ， 沥青含量 的不均匀与设计 的最佳 沥青 用 量不相符， 使配合比设计形同虚设。 温度离析是沥青混合料温度出现较大差异。 混合料现场 温差大， 温度相对较低的混合料难以压实， 可能发生水损坏， 缩 短了路面的使用寿命。 碾压离析是在碾压过程中， 由于不同的压实程度的变化 和空隙率的不同使沥青混凝土路面产生离析现象。 1 2离析 的危害与成 因 1 2 1 离析危害 沥青混合料出现离析现象会造成极大的危害。首先， 离析 作 者简介 ： 赵 德仲 ( 1 9 8 0 一) ， 男， 江苏徐 州人 ， 工程师 ， 主要从 事道路 工 程施 工方面的工作。 现象会导致碎石粗料集中， 在车辆碾压下很容易压碎 ， 进而使 骨料的受压表面积增大， 原来的沥青混凝土路面配合比也会随 之发生改变， 使路面结构变得不合理 ， 沥青路面的强度下降， 行 车安全以及沥青混凝土路面的使用寿命都会受到影响。其次， 离析会导致粗集料集中， 从而影响路面的密实度， 路面空隙率 会增加， 容易渗匀而降低路面质量， 此外还会影响沥青混凝土 路面的平整和美观。 1 2 2主要原 因 离析原因首先来自于原材料。 施工过程中的集料由多个料 场提供， 各自料场破碎和筛分机械都不同， 运来的集料规格和 质量存在差异。 此外如果沥青材料的粘度不够也将导致离析现 象的发生。除原材料之外， 施工工艺也是主要原因， 主要表现 在 ： 在拌合过程中由于拌和时间的长短不一样和拌和机械 性能不一样造成沥青混合料拌和不均匀， 因此会造成路面施工 的不均匀压实， 后期出现离析的可能性会很大。 压实环节直 接关系到沥青混凝土路面质量。压路机对每个路段的压实速 度 、 遍数和温度都是不同的， 会造成沥青混凝土路面级配离析 的问题， 压实度也会不均匀。 若沥青混凝土路面出现了离析， 仅 依靠提高压实度来减小空隙率是无法根除离析问题的， 严重的 会造成集料压裂的后果， 路面的质量也难以得到保证。材料在 装车过程中的先后顺序对集料产生了十分重要的影响。 首先由 于粗集料滚动较快， 在倾泻时粗集料很容易堆放在混合料堆的 下面， 其次细集料会被堆放在混合料堆的中间， 在运料车运输 过程中沥青混合料温度的降低也会发生离析现象。 管理制度的 完善与否、 管理工作的到位与否也都会对沥青混凝土路面施工 造成影响。某些施工单位只注重加快施工进度， 而忽视了对施 工 能根治质量 的控制 ， 导致沥青混凝 土路 面施 工中出现严重 的 离 析现象 。 2 离析病害的控制 2 1原材料选择及拌合过程 的控制 2 1 1 材料均匀 施工单位应该使用相同的碎石机和筛分设备， 保证材料的 均匀性 。 2 1 2 集料的堆放 对沥青混合料的集料应分开堆放， 可以设置隔离设施来避 免集料的混杂。堆料要逐层堆积， 这样可以减少离析现象的产 生 。 l I _ 0 1 = = = 交 通 工 程 研 究 与 应 用 至筑 _ 2 0 1 5 年第 6 期( 总 2 0 6 期) 安徽建筑 _ _一_ _l = = 一 交 通 工 程 研 究 与 应 用 安 徽 建 筑 一 2 1 3级配均匀 拌合过程中， 应该严格控制骨料的级配均匀， 控制在误差 范围内， 并尽量接近级配标准值。 2 2运输过程及摊铺过程的控制 从运料车上卸料时， 应该分三层放料， 这样会减少粗集 料的集中， 运输道路应平整， 均匀行驶， 减少颠簸。 在摊铺宽度很大的情况下， 应采用 2台相同型号的摊铺 机进行摊铺。 在沥青混合料送入摊铺机时会使大颗粒骨料落在接料 斗的两侧， 所以车厢应该大角度迅速提升， 这样沥青混合料可 以整体滑落， 可以减少大颗粒骨料向接料斗两侧滚动与堆积的 问题 。 摊铺时应正确操作摊铺机 ，这对减少离析现象很重要。 在摊铺全过程中应该保持摊铺机布料器始终在正常工作 ， 还应 保持摊铺槽两端沥青混合料高于布料器高度的 1 ， 3 。 为了使沥青混合料填满螺旋叶片 ， 应调整超声波料位 器 ， 物料应该从中间向两边移动 ， 这样可以避免大小颗粒分离 现象的产生。在所有的吊臂处安装过渡叶片 ， 这样可以使混合 料平稳过渡 。 卸料时速度快可以减小物料的离析 ， 应该采用物料转运 车进行二次搅拌， 避免在运输、 装载及倾倒过程中的离析。 在合料斗时， 速度不应太快。 2 3沥青混凝土混合料温度的控制 沥青混合料拌合的温度应严格控制 ，包括沥青的温度 、 骨料的温度以及出料的温度。拌合时间过短 ， 会导致沥青混合 料拌合不均匀或温度不均匀， 所以要严格控制拌合时间。 温度离析产生的原因是料堆表面与空气接触 ， 而料堆内 部无法与空气接触， 内外温度下降不一致造成的。 摊铺机应该充分加热， 尽量连续不断的工作。 为了减小温度离析 ， 可以 使用大功率搅拌螺旋机构。 3 离析病害的检测 3 1 激光纹理化检测路面表面离析 激光纹理仪的原理是采用激光脉冲反射来测定路面构造 的深度。路表面的反射光是由光接收器的透镜接收的， 而反射 光是由脉冲调制半导体激光产生的红外线反射的。 发射光和反 射光之间的角度是由反射光射到光传感器上的位置来确定的， 这样就可根据该角度和激光传感器的几何尺寸来计算激光传 感器到目标的距离。 高温对设备的精准度会有很大影响， 所以新铺的沥青混凝 土路面应该在施工后间隔一天或半天， 使用激光纹理仪对路面 的构造深度进行测量 。选 择一段具有代 表 l生的路段 ， 距离大概 为 2 0 0 m3 0 0 m ，利用皮尺对选定 的路段行车方 向和垂直行车 方向进行网格划分； 然后沿着路面行车方向以一定适当的步行 速度推动激光纹理仪，每隔 1 0 m就可以得到该区域的测量结 果的平均值， 最后连续测量就可以得到整个检测路段的构造深 度数据。 采集到整个检测路段的构造深度数据后， 可以通过不同的 分析方法得到不同的评价结果。要对路面的离析状况进行正 确、 客观的评价： 要对路面构造深度的期望值进行确定； 量 化检测结果 ， 划分离析等级； 统计评价结果， 绘制离析分析灰 度图， 得到离析情况； 根据离析分析灰度图评价整个检测路 段的离析状况， 评价检测段沥青混凝土路面的施工质量。 3 2无核密度化检测路面内部离析 无核密度仪法的原理是通过无损检测沥青混凝土路面密 度来反映离析的程度 ， 具有体积小、 重量少、 携带方便 、 检测速 度快 、 检测结果稳定 、 不受检测方向的影响、 对人体无害等显著 优点。 无核密度仪是根据密度与电感成正比的关系计算沥青混 凝土路面密度。沥青混凝土路面主要材料有集料、 沥青、 空气。 它们的介电常数不同使得电容量也不同， 这样就可以通过发射 电磁波检测沥青混凝土路面的电感值。 无核密度仪的检测步骤为： 选定一个具有代表性长度大 于 3 0 m的干燥无污染的检测路段； 对检测段进行面积为 l m ： 的网格划分 ， 对每个网格节点处的密度值进行测量( 如有需要 可进行加密网格测量) ；在知道检测段沥青混合料实测最大 理论密度值或计算最大理论密度值的情况下， 测量之前可以把 标定值和最大理论密度值输入无核密度仪， 这样就可以直接测 到现场压实度和空隙率的值， 大量测量取平均值； 利用无核 密度仪现场测定的密度数据， 各测试点的空隙率可以通过检测 段实测最大相对理论密度或计算最大理论密度值得到； 根据 现场空隙率指标划分离析程度标准的区间；统计评价结果， 绘制离析效果分析灰度图， 显示离析情况 ； 根据离析分析灰 度图评价整个检测路段的离析状况， 评价检测段沥青混凝土路 面的施 工质量 。 4 结语 沥青混凝土路面 的离析问题产生 的原 因有很 多种 ， 通过加 强路面施工设备和工艺改造 ， 提高施工人员技术水平， 加强对 摊铺温度、 碾压温度控制 ， 不断分析和探讨离析的产生原因和 控制办法， 对各个施工环节严加把关 ， 避免沥青混凝土路面离 析产生， 加强沥青混凝土路面的施工质量， 同时结合施工实际 情况， 选用适宜的检测方法和评价方法 ， 最终达到提高沥青混 凝土路面使用寿命的目的。 参考文献 1 刘洪海， 吴少鹏， 玄东兴 沥青路面碾压离析的试验研究 J 1 _武汉理工 大学学报佼 通科学与工程版) ， 2 0 0 4 ( 6 ) 2 叶华 成， 苏凯， 阮华 夫， 等 摊铺 机对沥青 路面离 析的影响及 控制措 施 J 】 科技创新导报， 2 0 1 2 ( 1 4 ) 3 张 肖宁 沥青混凝土施工的全面质量管理U 】 公 路，2 0 0 5 ( 2 ) 【 4 】 段逸凌 沥青 路面施工中离析的产生与控 制措施 J 】 筑路机械与施 工机械化， 2 0 0 9 ( 4 )