試論瀝青混合料集料離析的控制方法
摘要：高速公路中瀝青路面出現(xiàn)很多破壞，分析其原因，大多與瀝青混合料的集料發(fā)生離析有一定的關(guān)系。因此，消除集料離析對(duì)于保證瀝青路面質(zhì)量，減少路面損害，提高路面的使用壽命具有非常重要的作用，本文在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前施工與管理的狀況，提出了瀝青混合料集料離析的控制方法。
關(guān)鍵詞：瀝青路面;集料;離析;控制方法
0引言
瀝青混合料集料離析是造成瀝青混合料不均勻的重要因素，離析現(xiàn)象經(jīng)常重復(fù)發(fā)生，是降低路面使用性能的頑癥。瀝青混合料發(fā)生離析時(shí)，粗集料和細(xì)集料分別集中于鋪筑層的某些位置，使瀝青混合料不均勻，混合料的實(shí)際級(jí)配與設(shè)計(jì)級(jí)配不符;瀝青用量與級(jí)配不匹配，使粗集料偏多的離析部位壓實(shí)困難，殘留空隙率大而滲水;使細(xì)集料偏多的部位表面構(gòu)造深度不合要求，高溫性能下降。不管是粗集料偏多，還是細(xì)集料偏多，均導(dǎo)致瀝青路面的路用性能和結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生下降，導(dǎo)致路面出現(xiàn)一些早期破壞，縮短路面的使用壽命。
消除集料離析對(duì)于路面瀝青混合料來說非常重要。消除集料離析既是混合料生產(chǎn)者、攤鋪者和路面質(zhì)量檢驗(yàn)者的責(zé)任，也是路面機(jī)械設(shè)計(jì)的責(zé)任，須多方努力才能消除集料離析。
1、集料離析控制方法
1.1堆料
當(dāng)向?yàn)r青拌和場(chǎng)供料時(shí)，為保證原材料均勻，需要采用合適的堆料方法。大料堆對(duì)大顆粒粒料很敏感。通常供給瀝青混合料拌和機(jī)的材料是分級(jí)堆放的，每一料堆的材料顆粒尺寸比較均勻，可以減少離析現(xiàn)象。但是，如果材料級(jí)配的變異性大，材料顆粒尺寸范圍較寬，則粗細(xì)集料仍可能產(chǎn)生離析。為了減輕粗集料的離析，粗集料存放必須分層堆垛，每層設(shè)置10～15度傾角，汽車緊密卸料，然后用推土機(jī)推平，以減少集料離析。禁止汽車自料堆頂部往下卸料。
1.2拌和時(shí)集料離析
在高速公路瀝青路面施工時(shí)，常用間歇式拌和機(jī)，此時(shí)集料的離析易發(fā)生在冷料斗和熱料倉(cāng)。在每一個(gè)冷料斗中都放一種單粒級(jí)的集料時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生明顯的離析現(xiàn)象，但在同一冷料斗中包含幾個(gè)不同尺寸的集料時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較顯著的離析現(xiàn)象，如0-5mm石屑。熱料倉(cāng)中貯存不同尺寸的集料時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析，即使粒徑較細(xì)的0~5mm或0~3mm料，粉料易與細(xì)集料分離，很細(xì)的粉料可能停留在倉(cāng)壁上，大量粉塵塊可能破成松散狀并喂入稱料斗，形成一批離析的未裹覆瀝青的極細(xì)料，且難于拌和均勻。
1.3儲(chǔ)料倉(cāng)
在瀝青混合料拌和樓，離析最敏感的區(qū)域是聚料斗和貯料倉(cāng)。往貯料倉(cāng)中放料有兩種方式。一是通過貯料倉(cāng)上面的投料斗投料，另一方式是通過貯料倉(cāng)頂部旋轉(zhuǎn)式斜槽投料。這兩種方式都能將混合料均勻地投入貯料倉(cāng)。通過旋轉(zhuǎn)斜槽投料要確保以下兩點(diǎn)：1)旋轉(zhuǎn)斜槽實(shí)際上確實(shí)在旋轉(zhuǎn);2)材料從斜槽下落時(shí)直接向下。斜槽的垂直下料部分應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，能迫使材料直接下卸而沒有任何橫向流動(dòng)。應(yīng)經(jīng)常觀測(cè)投入貯料倉(cāng)的混合料是否有離析現(xiàn)象。如果斜槽已舊且末端已磨耗出孔，就可能產(chǎn)生明顯的離析。使用投料斗裝置時(shí)要注意：1)料斗的容量不宜太小。2)應(yīng)在料斗的中心裝料。3)材料應(yīng)該直接進(jìn)入料斗中(無(wú)水平運(yùn)動(dòng))。4)投料斗應(yīng)被裝料到最大容量并有一個(gè)相對(duì)大直徑的開啟門，以保證快速將混合料投入貯料倉(cāng)中。5)投料斗不應(yīng)該完全卸空。調(diào)整料門的開啟時(shí)間，使一個(gè)投料過程完成后在料斗中保存有少量(約15～20mm高)材料。6)不要使材料的水平面常接近料斗頂部。
1.4從貯料倉(cāng)中卸料
如果貯料倉(cāng)是均勻填滿的，從料倉(cāng)中卸下熱拌瀝青混凝土沒有什么問題。對(duì)于多數(shù)非間斷級(jí)配瀝青混凝土，可以卸空貯料倉(cāng)而不發(fā)生任何明顯離析。但是，使用間斷級(jí)配材料時(shí)，貯料倉(cāng)中堆料的表面仍不允許低于錐體部分。此外，經(jīng)常讓錐體中的料卸空會(huì)加速錐體磨損。
從料倉(cāng)門快速卸料有助于消除運(yùn)輸卡車中的離析。材料流入卡車車廂時(shí)混合料的滾動(dòng)作用越小，離析程度越低。
1.5卡車裝料和卸料
卡車在貯料倉(cāng)下面快速裝料時(shí)，在整個(gè)裝料過程中，卡車司機(jī)常常不愿意移車，如果混合料對(duì)離析敏感，較大碎石將滾到卡車前部、后部和兩側(cè)，卡車卸料時(shí)開始卸下的料和最后卸下的料都是粗粒料，然后兩側(cè)的粗粒料被卸入攤鋪機(jī)受料斗的兩塊側(cè)板上。這種加料結(jié)果使每車料鋪的面積中有一片粗料。
正確的裝料方法為：分三個(gè)不同位置往卡車中裝料，第一次裝料靠近車廂的前部，第二次裝料靠近后部車廂門，第三次料裝在中間，這樣可以消除卡車中離析現(xiàn)象。
當(dāng)卡車將料卸入攤鋪機(jī)受料斗時(shí)，要盡量使混合料整體卸落，而不是逐漸卸混合料入受料斗。為此，車廂底板需要處于良好啟閉狀態(tài)并涂潤(rùn)滑劑，使全部混合料同時(shí)向后滑。為了進(jìn)一步保證混合料整體卸落，車廂應(yīng)升高到一個(gè)大而安全的角度。快速卸料可預(yù)防粗料集中在攤鋪機(jī)受料斗兩側(cè)板的外邊部。多數(shù)高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)都有粗料集中在攤鋪機(jī)受料斗兩側(cè)板外邊部的情況。
1.6攤鋪機(jī)
即使通過冷料倉(cāng)、拌和機(jī)和貯料倉(cāng)成功地生產(chǎn)了瀝青混合料，均勻地裝到卡車內(nèi)，并整體式卸入攤鋪機(jī)受料斗，在攤鋪機(jī)內(nèi)仍可能發(fā)生離析。如攤鋪機(jī)操作不合適，能夠產(chǎn)生不同程度的離析。在攤鋪機(jī)內(nèi)發(fā)生離析時(shí)，建議考慮下列原因和措施：
1)在每輛卡車卸料之間，不要完全用完受料斗中的混合料，留少部分混合料在受料斗內(nèi)。一般受料斗兩側(cè)的混合料含粗粒料多，另一輛卡車立即向受料斗卸料后，與受料斗中剩余的粗粒料多的混合料一起輸送到后面分料室，螺旋分料器布料過程中可使新舊混合料較好拌和。
2)盡可能減少將側(cè)板翻起的次數(shù)，僅在需要將受料斗中的混合料弄平時(shí)，才將受料斗的兩塊側(cè)板翻起。翻起側(cè)板可以消除兩側(cè)材料堆積過多現(xiàn)象，從而可以減少往后輸料時(shí)發(fā)生的滾動(dòng)現(xiàn)象。
3)卡車翻起車廂向受料斗卸料，混合料從卡車下面運(yùn)送出去，將滾動(dòng)減到最小，使受料斗中盡可能裝滿料。
4)盡可能寬地打開受料斗的后門，以保證分料室中料飽滿。如分料室中混合料不足，細(xì)料將直接落在地面上，而粗料被分布到兩側(cè)。
5)盡可能連續(xù)攤鋪混合料，只有在必要時(shí)才可停頓和重新啟動(dòng)。調(diào)整攤鋪機(jī)的速度，使攤鋪機(jī)的產(chǎn)量與拌和機(jī)的產(chǎn)量相平衡。
6)分料器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。調(diào)整分料器的速度，使出料連續(xù)而緩慢。如分料器運(yùn)轉(zhuǎn)不連續(xù)，混合料會(huì)在攤鋪機(jī)內(nèi)產(chǎn)生顯著離析。
7)如果分料器轉(zhuǎn)得太快，中間將會(huì)缺料，通常會(huì)產(chǎn)生一粗料帶。安裝擋板后，分料器將混合料均勻地送到中心。
8)如攤鋪機(jī)分料器的外邊原材料不夠，在粗粒料滾動(dòng)到外側(cè)時(shí)，可能沿外側(cè)產(chǎn)生粗料帶。
1.7混合料設(shè)計(jì)
混合料的配合比設(shè)計(jì)對(duì)消除離析是重要的。按連續(xù)級(jí)配均勻設(shè)計(jì)的混合料通常離析程度較低，間斷級(jí)配混合料是通常離析程度較高。
間斷級(jí)配混合料(如SMA)較早成功地用于英國(guó)和整個(gè)歐洲。但是，這些混合料中常有較多填料或有纖維或聚合物，能用較多瀝青而使混合料中瀝青膜較厚。瀝青膜厚度增加使顆粒與顆粒接觸處濕潤(rùn)，可以減少或消除離析。
2、結(jié)語(yǔ)
由上述分析可知，瀝青混合料發(fā)生離析的原因有很多，存在于從設(shè)計(jì)到施工的各個(gè)環(huán)節(jié)。因此，因此，消除集料離析從而對(duì)于保證瀝青路面質(zhì)量，減少路面損害，提高路面的使用壽命就應(yīng)該重視各個(gè)環(huán)節(jié)，認(rèn)真做好每個(gè)環(huán)節(jié)的控制工作。
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