交通运输论文路面分析方向论文范文

沥青混凝土路面离析问题一直受到道路承包商，工程管理和研究人员的广泛关注。沥青混凝土的路面离析就路面某一区域内沥青混合料主要性质的不均匀，比如沥青（添加剂）含量、集料组成以及路面孔隙率等，沥青路面的离析现象是由于路面总的沥青混合料集料级配满足规范要求，但因局部地方粗细集料分离，造成该处集料级配不满足规范要求，或者因施工厚度不一造成平整度，密度偏离而产生的。

一、离析现象成因及危害

1．材料因素

原材料的稳定性是保证混合料级配的关键，当有不同规格原材料颗粒组成变异性大时，导致级配变化，使配合比达不到设计要求，导致集料离析。混合料级配中的最大粒径越大，离析的可能性越大；集料级配曲线愈接近最大密度线，离析的可能性越小。

2．运输过程

混合料在运输过程中，尤其是在装卸过程中也会导致离析。因为混合料由料仓卸入车辆时，粗集料滚落在车厢外侧下方，细集料则在内侧上方，从而引起粗集料的集中，形成混合料离析。

3．摊铺过程

摊铺过程同样容易引起离析。摊铺机送料器在送料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料集中。此外，摊铺宽度过宽也会使两边的混合料产生离析。

4．施工温度

温度离析是由沥青混合料施工各阶段出现明显温度差异造成的。在出厂、运输、摊铺时会发生不同程度的温度差异，正是由于存在的这种温度变化，沥青混合料从拌和楼装车时产生了离析，在运输卸料和摊铺的过程之中，不仅没有被减弱，而且进一步加大了离析的现象。

5．离析危害

沥青混合料粗集料一旦形成集中，在碾压过程中，非常容易被压碎，骨料表面积增大，改变了原设计的路面配合比，造成集料碾压成型后松散，破坏路面结构，影响路面强度、行车效果和道路使用寿命。

二、理论分析与施工控制

在沥青混凝土施工过程中，产生离析现象是不可避免的。在工程控制中如何最大程度减少离析，主要应该从以下几方面控制。

1．科学、合理的配合比设计

由于新规在配合比设计中较多的引入美国SUPERPAVE混合料设计体系，因此首先要改变原有矿料级配曲线尽量考级中值的观念。选择满足各项技术指标的级配曲线才是关键所在。新规中关于矿料间隙率VMA和设计VV的规定较原规范更为详细，这也是配合比设计的原则：在满足VMA的前提下，达到预期设计的空隙率（VV），同时满足沥青饱和度（VAF）要求的矿料级配和沥青用量才是最佳的配合比设计。该原则从沥青路面的路用性能的角度可以理解为：在满足高稳定性能（有足够的VMA）的前提下，达到充分的防水性能（满足设计VV要求，一般VC结构设定为4%），同时满足长期使用的效果（满足VFA，可使沥青用量增大，易达到抗疲劳损害的长期路用性能）。

在实际的配合比设计过程中，会出现VMA与VV发生矛盾的情况，也就是满足了设计的VV。因此，级配曲线的选定应该是在不断的调整过程中确定的，而且一经确定的级配曲线是不允许有很大波动范围的。这就给施工过程带来一定困难。因此，严格按照配合比设计进行施工，是所有过程控制的前提条件。

2．拌和站控制

沥青混凝土配合比设计仅仅停留在试验室阶段，如果将试验室确定的最佳配合比能够大规模的生产加工出来，完全取决于拌合站的生产加工控制。随着公路的快速发展，沥青混凝土拌和设备智能化程度越来越高，计量、拌和系统越来越精确，这就为生产加工处合格的沥青混合料提供了基本保障。拌和站在施工过程中应该从三个方面加大控制，以减少离析的发生。

（1）认真完成生产配合比设计

生产配合比是试验室和拌和站共同配合完成的最为重要的一项工作，生产配合比是大规模生产沥青混合料的根本依据。原则上依然确立配合比设计设定的各热料仓比例不得随意改变。但我们不能仅仅停留在“各热料仓筛分结果的合成级配”以及“计算出各热料仓比例满足目标配合设计级配曲线”这个层面上。还应该着手于“各档集料在不同热料仓的分仓比例”；“不同集料、不同分仓的集料不同的筛分曲线”等更细致的工作。只有这样才能更为有效地面对施工过程中出现的“集料级配发生变化”、“如何确定冷料仓进料比例”等更深层次的问题。

（2）指定冷料仓

众所周知，沥青混合料规范中规定的各项技术指标大多都是体积指标。如VMA、VV、VFA等，而拌和设备各热料仓称重计量过程是一个质量比例的掺配。如何能确保热料仓各质量比例的掺配达到设计要求的体积指标？冷料仓的标定是关键的环节。冷料仓在送料比例的控制是通过冷料仓料斗的仓门开关大小以及相对应的冷料仓的皮带转速控制的，标定冷料仓是采用不同的皮带转速和仓门开启程度称量不同的冷料重量，除去集料的含水量，绘制不同冷料仓，不同规格集料的集料质量和皮带转速的直角坐标曲线。只有这样才能控制不同冷料仓进料的质量比例与目标配比确定的质量比例相一致。

（3）加大加工过程中的自检力度，注意细小环节

在生产加工过程中，试验室的自检结果是衡量产品合格与否的唯一标准，但就试验本身而言（沥青混合土级配检测的方法主要是抽提试验）存在许多可能产生偏差的细节。这就要求试验人员提高试验技术水平同时增加试验设备的投入。只有精确的试验数据才是日常生产调整的依据。以当前试验设备的先进程度，抽提实验的精度在沥青含量的测定方面可以达到±0.1%以内，同时沥青拌和设备，特别是进口沥青拌和设备都具备沥青计量“二次补偿”功能，使得混合料的沥青含量更为精确。因此抽提试验可以在测定沥青含量基本无误的前提下，判定拌和过程中是否产生了混合料级配不均匀的情况，同时可以根据多次的抽提筛分结果对热料仓或冷料仓进行小幅度的调整，以达到各项体积指标的要求。

3．原材料控制

由于本文着重点在于减少级配离析，则不展开讨论由于胶结材料不均匀、不稳定产生的温度离析，而着重于集料生产过程中如何控制原材料的质量。

近期高速公路的修建过程中，沥青路面采用的各种粗、细集料大多都是由施工单位自行采购或加工生产。在原材料加工生产过程中，为确保沥青混合料使用性能达到配合比设计要求，在原材料加工方面应注意以下几点：

（1）严格控制料源

提及控制料源，一般会考虑到购进片石的洁净程度、石料的强度性能以及原材料与沥青的粘附性能，这当然是最基本的材质要求。在满足质量基本要求的同时，我们还应该关注加工后集料的另外一个关键指标：针片状（扁平颗粒）含量。针片状颗粒的多少直接会影响到配合比设计过程中各项体积指标的精确度，特别是在SMA的组成设计中粗集料骨架间隙率（VCA）的测定中，会产生相当大的偏差而直接影响VMA的计算结果，以及马歇尔试件击实成型后VV的计算结果。

另外，稳定的料源也是关键。在沥青混凝土配合比设计过程中，与体积相关的技术指标只有四组数据是通过试验直接实测得出的：集料的级配曲线、集料的各种相对密度、马歇尔试件的毛体积相对密度（沥青混合料的最大理论相对密度）。其余的体积指标都是根据以上数据通过计算得出的。稳定的料源则能够控制集料的各种相对密度基本不变化，从而由此计算出集料的吸水率、合成毛体积相对密度、合成表观相对密度以及有效相关密度才能保持相对稳定，由此计算的VV、VMA、VFA才能保持稳定。

（2）碎石加工设备的控制

如果采用反击破碎石加工设备自行加工原材料的话，配合比设计人员首先应该考虑的是如何选定碎石加工用的振筛的孔径。倾角相匹配。所谓匹配并非要求一定完全相同，可以根据经验，调整筛孔的大小，以适应拌合站实际生产。碎石加工是一个时间相对较长的工序，在加工过程中，应该定期检查振筛筛孔的磨损情况和进行集料筛分试验，使得原材料的级配维持在一个相对稳定的范围以内，根据经验表明，在随时加工过程中，筛孔变化可能会达到3-4mm的变化，粗集料的筛分结果会有偏粗的趋势。因此定期检查筛孔，更换振筛是保证原材料级配稳定的一项重要措施。

4．摊铺控制

摊铺过程中是离析最容易产生的一个工序，而且有些离析是不可避免的。（例如在摊铺机熨平板两端是最容易产生离析的部位）。但摊铺过程中离析的产生，很大程度上是由摊铺机本身的性能决定的。因此摊铺机本身的一些部件如熨平板、螺旋布料器、自动找平系统等的完好，也是减少离析的前提条件。

三、结束语

研究表明，严重离析的路面使用寿命可能会减少50%以上。目前高速公路沥青混凝土路面的一些早期损坏，如松散、网裂、车辙、拥包、局部泛油，以及新铺沥青混凝土路面的构造深度、平整度、密度不均等，都与沥青混合料的离析密切相关。

对各种离析现象，最为有效的防范措施为：施工期做好试验段，并对该路段从出料、施工到工后的各项指标进行检测，根据检测结果指定相关的施工方法及补救措施。