談議瀝青混合料離析的危害性

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摘要：本文對(duì)瀝青混合料的級(jí)配離析和溫度離析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和危害進(jìn)行分析和討論，指出了攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)和施工方法不當(dāng)是造成級(jí)配離析的主要原因，而自卸卡車(chē)的運(yùn)輸過(guò)程是造成溫度離析的主要原因，并都相應(yīng)的提出了控制措施。

關(guān)鍵詞：攤鋪；離析；產(chǎn)生；控制

隨著人們對(duì)高速公路平整度及行車(chē)舒適性的要求越來(lái)越高，從底基層開(kāi)始，從前由平地機(jī)、路拌機(jī)等機(jī)械完成的穩(wěn)定材料鋪設(shè)工作，現(xiàn)在都用攤鋪機(jī)來(lái)完成，從而最大限度保證了道路平整度和質(zhì)量。由于攤鋪機(jī)的廣泛使用，使得有效控制在攤鋪過(guò)程中出現(xiàn)的離析現(xiàn)象成了一個(gè)很重要的問(wèn)題。

一、攤鋪過(guò)程中離析的產(chǎn)生

混合料的離析包括級(jí)配離析和溫度離析。級(jí)配離析是指集料在外力作用下大粒徑料和小粒徑料分別聚集的現(xiàn)象。混合料中集料的粒徑不同其運(yùn)動(dòng)慣量也不相同，當(dāng)混合料受到外力(機(jī)械)作用后，大粒徑集料的運(yùn)動(dòng)速率必然大于小粒徑集料的運(yùn)動(dòng)速率，于是就產(chǎn)生了大小粒徑料的分離而形成離析。溫度離析是指在攤鋪混凝土面層時(shí)，經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁瑴囟染鶆虻臑r青混合料，經(jīng)過(guò)某一過(guò)程后，溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象。

(一)級(jí)配離析之縱向離析的產(chǎn)生

大量的試驗(yàn)以及攤鋪實(shí)踐都表明，縱向離析現(xiàn)象是由螺旋布料器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。由于攤鋪機(jī)所鋪設(shè)的材料都是從中間向兩邊輸送的，在螺旋送料槽這個(gè)開(kāi)式空間里，由于結(jié)構(gòu)的需要，必須有一個(gè)中間驅(qū)動(dòng)的鏈輪箱，在兩端還必須有多個(gè)加長(zhǎng)支撐，這些支撐造成了螺旋的不連續(xù)，同時(shí)材料的流動(dòng)增加了阻力，料流在這個(gè)空間內(nèi)形成大粒徑料材料和小粒徑材料分離，造成了多條離析。

(二)級(jí)配離析之橫向離析的產(chǎn)生

橫向離析現(xiàn)象的產(chǎn)生與攤鋪機(jī)本身因素關(guān)系不大，它主要是由作業(yè)方法帶來(lái)的。在攤鋪機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，混合料拌和站貯料倉(cāng)存料時(shí)形成錐狀堆料，第一次造成了在貯料倉(cāng)中的離析，拌和站的卸料器向卡車(chē)卸料時(shí)也形成錐狀堆料，第二次造成了大卡車(chē)料斗中的離析，當(dāng)卡車(chē)向攤鋪機(jī)料斗中卸料時(shí)，又一次形成錐狀堆料，在攤鋪機(jī)料斗中形成再次離析。一個(gè)工作循環(huán)完成后，卸料卡車(chē)離去，攤鋪機(jī)將料斗收起，這時(shí)，留在最后的大粒徑的材料全部送到螺旋分料器，形成了一條又一條的橫向離析帶。

(三)溫度離析的產(chǎn)生

自卸車(chē)的運(yùn)輸和卸料過(guò)程是造成瀝青混合料溫度離析的主要原因。自卸車(chē)在運(yùn)料到攤鋪機(jī)途中，瀝青混合料會(huì)通過(guò)車(chē)廂與空氣進(jìn)行熱量交換，靠近車(chē)廂壁及頂層的混合料溫度降低，由于導(dǎo)熱性能低，熱量從混合料堆的中心向四面?zhèn)鲗?dǎo)的速度相當(dāng)慢，所以在卡車(chē)抵達(dá)攤鋪現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，車(chē)廂內(nèi)四壁的物料溫度就會(huì)低于物料中部的溫度，出現(xiàn)溫度差別。卸料過(guò)程中，車(chē)廂中部的物料因溫度高，粘性低首先被卸到攤鋪機(jī)料斗中，而靠近車(chē)廂壁的物料總是最后落在料斗的兩側(cè)和頂部，高溫物料又是最先攤鋪到基層上，而低溫混合料被延時(shí)到最后攤鋪，這個(gè)過(guò)程進(jìn)一步加劇了瀝青混合料溫度的不均勻性，溫度的離析更加嚴(yán)重，而且每車(chē)的運(yùn)輸和卸料都會(huì)出現(xiàn)這種離析現(xiàn)象。

二、對(duì)離析的控制

雖然在攤鋪過(guò)程中離析無(wú)法避免，但我們通過(guò)一些措施進(jìn)行有效的控制，減少分離現(xiàn)象的產(chǎn)生。瀝青混凝土路面必須從混合料設(shè)計(jì)，集料加工、堆集，混合的拌和、運(yùn)輸、攤鋪等各環(huán)節(jié)抓起，嚴(yán)格按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工。

(一)實(shí)際攤鋪過(guò)程中，主要通過(guò)三種途徑來(lái)控制：一是選用高性能的攤鋪機(jī)來(lái)保持刮板輸料器和螺旋分料器穩(wěn)定、連續(xù)地工作，則混合料將始終沿熨平板寬度方向均勻分布，混合料產(chǎn)生的離析將降低至最少；二是通過(guò)調(diào)整超聲波料位器，使物料淹沒(méi)螺旋葉片2/3以上，這樣使得物料從中間向兩邊運(yùn)動(dòng)是整體移動(dòng)，而不是不斷翻滾，避免了大小料的分離；三是螺旋前導(dǎo)料板間隙隨機(jī)適度調(diào)整和螺旋的多級(jí)調(diào)整并在螺旋分料器兩端改裝反向葉片，使混合料在分料時(shí)兩端形成二次拌和從而減少粗細(xì)粒料的堆積從而有效地抑制離析現(xiàn)象。

(二)橫向離析的控制。解決橫向離析的現(xiàn)象最有效的措施有以下幾種：一是混合料宜采用大噸位卡車(chē)運(yùn)輸，它形成的離析量要少；二是自卸卡車(chē)在裝料時(shí)應(yīng)移動(dòng)裝料，并按車(chē)廂前、后、中的裝料順序，從而減少材料的離析現(xiàn)象；三是從貯料倉(cāng)卸料時(shí)，不要每次都將倉(cāng)里的料卸光，由于貯料倉(cāng)在裝料時(shí)總是形成同心圓形的離析，卸料過(guò)程中最后一些絕大多數(shù)為粗集料；四是自卸車(chē)卸料時(shí)要快速卸下，使整塊物料往下卸，以減小料的離析；五是每一輛卡車(chē)卸完料時(shí)，不要將螺旋料槽中的材料鋪完，料斗收起，余料送入刮板機(jī)輸料器后，放下料斗，將新料及時(shí)卸入攤鋪機(jī)，使得刮板、螺旋輸送過(guò)程中新舊料充分混合，有效地抑制離析現(xiàn)象。

(三)溫度離析的控制。目前主要采取兩種方法來(lái)控制溫度離析：一是使用重?cái)嚢杪菪龣C(jī)構(gòu)來(lái)減輕或消除溫度離析，如設(shè)計(jì)成變徑變螺距螺旋輸送器，僅當(dāng)寬螺距時(shí)混合料才能進(jìn)入攤鋪；窄螺距時(shí)混合料重新攪拌，該過(guò)程將冷粗料和熱好料徹底重新拌和，消除了運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的溫度離析和級(jí)配離析。二是使用一種稱(chēng)為“瀝青混合料轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)”的新型施工機(jī)械，其主要功能是對(duì)攤鋪前的瀝青混合重新進(jìn)行一次攪拌。同時(shí)，避免了運(yùn)料汽車(chē)對(duì)攤鋪機(jī)的碰撞，消除運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的級(jí)配離析和溫度離析。

(四)其它一些控制離析的措施。拌和站的生產(chǎn)能力應(yīng)該與攤鋪機(jī)的攤鋪能力配套，否則就會(huì)造成攤鋪機(jī)斷斷續(xù)續(xù)作業(yè)，混合料產(chǎn)生離析也就無(wú)可避免。嚴(yán)格控制混合的最大料徑和級(jí)配，集料中粒徑越大運(yùn)動(dòng)慣量越大，混合料在拌和運(yùn)輸及攤鋪過(guò)程中就越容易產(chǎn)生大小顆粒料分離，級(jí)配不成比例，大小粒料更容易產(chǎn)生離析，所以集料在破碎、篩分和混和料級(jí)配中應(yīng)嚴(yán)格控制最大粒徑的含量和保證級(jí)配的準(zhǔn)確性。

三、結(jié)語(yǔ)

混合料離析導(dǎo)致鋪筑層的力學(xué)性能變壞，出現(xiàn)不良結(jié)構(gòu)，從而降低路面的使用壽命，目前的施工工藝，材料的級(jí)配離析和溫度離析都還不能杜絕，所以采取各種措施控制和減少混合料離析是保證高速公路路面平整度和質(zhì)量的關(guān)鍵。