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沥青路面施工中的离析及其控制技术分析
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沥青路面施工中的离析及其控制技术分析
2022年06月07日    阅读量:45014    新闻来源:中交创联交通科技  |  投稿

摘 要:当前,公路运输是我国最为常用的运输方式之一。2019年,我国公路里程为501.25万公里,高速公路里程14.96万公里。货物与旅客的周转量都在不断增加沥青网sinoasphalt.com。而当前,沥青混凝土是高速公路面层的主要形式。沥青路面在施工的过程中容易出现离析现象,这会造成水损坏,影响运输质量。除了横向和纵向离析之外,温度与级配而引发的离析也是比较常见的。为了实现对离析的控制,工作人员需要对沥青混合料的质量进行控制,同时对拌合、运输过程中温度的控制,最后还要对摊铺工艺进行优化。

关键词:沥青路面;离析;控制技术;

沥青路面施工中的离析及其控制技术分析 沥青网,sinoasphalt.com

我国公路建设的规模宏大,在路面施工当中运用了先进的技术,建设的质量也在不断提高。与其他材料的路面相比,沥青路面的平整度比较高,行驶噪音比较小,这种路面的后期养护也比较方便,因此在世界各地都得到了广泛的应用[1]。对于沥青混合料,我国研究人员已经对其组成成分进行了大量的研究,但是在使用的过程当中离析问题的出现频率仍然比较高[2]。其中比较常见的形变、坑洞、车辙、裂缝等问题当中,很多都与沥青混合料的离析有直接的关系。本文基于离析的种类及其原因,对离析控制技术进行了分析。


1 沥青路面施工中离析现象的概念及种类

1.1 离析的概念

离析指的是沥青混合料在使用的过程当中所产生的级配非均匀变化的现象。根据现象来划分,可以被大致地分为材料离析和温度离析这两种类型。前者的表现为粗集料与细集料相互分离,沥青的含量与孔隙率都存在不同。而后者的表现为在不同位置材料的温度出现较大差异,在使用相同工艺进行压实的情况下,不同位置的压力度明显不同。

1.2 离析的种类

1.2.1 横向离析

在道路施工的过程中,如果材料质量不符合要求,人员技艺不达标,都可能会造成横向离析的发生。与此同时,螺旋布料器在材料输送的过程当中产生的离心力比较大的话,也会导致那些粒径比较大的材料被抛至外侧[3]。在这样的情况下,随着摊铺宽度的不断增加,路面在横向就会出现离析。

1.2.2 纵向离析

与横向离析相同,纵向离析的发生通常也与摊铺操作有直接的关系。在操作过程当中所使用的双机摊铺机在接缝处经常会留下纵向的离析带,如果施工人员没有对其进行处理的话就会导致道路在后期产生纵向的离析。除此之外,在碾压操作的过程中,如果用力不均匀,也会导致两侧的离析带密实度不达标,进而产生纵向离析。

1.2.3 温度离析

温度也是离析发生的一个重要因素。在沥青材料运输的过程中,底部的材料与运输车辆直接接触会出现温度下降的现象,而侧面的材料则受到空气流通的影响温度也会有所降低。在这样的情况下,到达目的地时沥青材料的内外部温度差比较大,通常可以达到40~50℃,这是离析的重要诱因[4]。

与此同时,在卸料的时候,顶部和两侧的材料经常会滑落到料斗的两侧,随后进入到布料器当中。在使用这些材料开展摊铺作业的时候,熨平板很难在短时间内对所有的材料进行固结,这导致摊铺层会在小面积内发生离析。

1.2.4 级配离析

在实践当中发现,级配离析现象出现的概率比较高,背后的原因也较为多样。首先,如果沥青材料的质量不符合要求,或者在运输、储存等过程当中由于维护不当而变质,就会对摊铺的均匀性造成不良的影响,进而引发离析的现象。其次,沥青材料本身的含油量就存在一定的差异,如果部分材料存在严重贫油的问题,整体含油量差异比较大的话,在使用的过程中也会诱发离析[5]。最后,在对沥青材料进行堆放存储的时候,如果没有按照逐级堆积的原则进行保管,就会导致材料在重力的作用下产生离析[6]。

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2 沥青路面施工中的离析控制技术分析

2.1 加强对沥青材料的质量管理

使用高质量的材料可以保持级配的稳定,从源头上降低离析现象发生的概率。施工企业需要对沥青材料颗粒组成的变异性进行控制,尽量确保所有的材料都出自于同一个碎石场。如果因为工程材料需求量大或者其他原因无法达到这一条件、需要从不同的碎石场进行取料的话,需要使用相同的碎石机和筛分机来对这些石料进行统一混合、按照相同的标准进行筛分[7]。具体来说,要将那些规格最大的粗筛余料进行废弃,然后使剩下的余料进入下一规格的筛分,再次进行淘汰与选择,这样才能得到粒径相近的石料。如果沥青材料的变异性比较大的话,热料仓中材料的变异性也会随之增加。面对这一问题,工作人员可以根据白料筛分结果来对生产配合比和级配进行调整,然后再进行混合。

2.2 控制拌合设备与运输车辆

第一在沥青材料拌合的过程中,要对拌和设备进行有效控制,提前做好检查、定期做好维护,确保设备在使用的过程中能够正常运转。第二拌合料在装车的时候经常会出现大骨料滚落到运输车侧面的情况。为了避免这一情况,在卸料的时候可以坚持三层放料的原则[8]。具体来说,在卸完一斗料之后,车辆向前挪动一个位置,当材料均匀分布在第一层之后再依次进行后续放料。这样可以使粗骨料与细骨料混合均匀。第三施工单位要控制好搅拌场地与摊铺场地之间的距离,同时还要保持运输通道的平整性,驾驶人员在运输的过程中要保持低速行驶,尽量减少车辆的颠簸。如果运输距离比较远或者环境温度比较低的话,还需要通过覆盖等方式来进行保温,并适当地提高出厂温度,这样可以使材料在施工的时候能够保持温度的适宜。最后,将材料由运输车转移到摊铺机料斗内的时候,需要安排专门的工作人员负责指挥,必要情况下可以使摊铺机保持倾斜,车厢也要大角度快速升起,在二者的密切配合下才能使材料快速地滑落到料斗内部,避免两侧的骨料以及体积较大的骨料向外侧滚动与堆积[9]。

2.3 合理选择与操作摊铺机

在选择摊铺机的时候,要注意以下几个问题:第一要结合实际情况合理确定螺旋输料器的高度,使所有的混合料能够被匀速输送,不同粒径的颗粒也能相互混合,这样可以确保摊铺的厚度符合实际要求。第二要合理控制螺旋输料器的两边挡板的离地间隙,在条件适宜的情况下该间隙要尽可能地被缩小,这样可以防止那些粒径比较大的材料从挡板下沿处滚落至地面,出现摊铺的下层多为大骨料、上层多为小骨料的现象。第三要合理控制输料槽的宽度,确保整个输料过程的通畅性,不会出现材料阻塞和滞留的现象,进而降低离析问题发生的概率。第四,还要对搅拌叶片的数量和倾斜度进行有效控制,这样才能使机身中部的材料充分地混合。

在操作摊铺机的时候,则要做好以下的工作:第一要对送料器和螺旋输料器进行匀速操作,保持适宜仓口的开度。当完成一整车材料的摊铺之后,送料器将会被关闭[10]。这样可以避免设备的空转,同时保持运行的匀速。第二如果在摊铺过程当中发生了离析现象的话,施工人员需要在第一时间补救。比如筛选出适量的细料撒在表面并进行碾压。

2.4 选择正确的碾压工艺

在对沥青路面进行碾压的过程当中,采取合适的工艺是十分重要的,这不仅可以确保路面的平整度与压实度,同时还可以降低离析现象发生的概率。在碾压之前,要先进行试压,并根据试压的结果来合理使用压路机,运用相应的组合压路方式。无论是初压、复压还是终压,都要在比较高的温度下完成。如果温度比较低的话,可能会导致材料棱角出现磨损,对材料的嵌挤造成不良的影响。除此之外,在碾压的过程中还要注意以下几个问题:第一是如果压路机需要停留或者转向的话,需要在碾压成形的路段上进行操作,不能在尚未碾压的路段进行。第二是在操作压路机的过程中,为了防止出现混合料粘轮的问题,操作人员会进行喷水。在这个过程中要对喷水的量和频率进行严格控制,避免碾压轮上的水流道路面上。否则可能会导致混合料的温度被降低,进而产生离析的问题。第三是在操作压路机的时候,要控制好碾压的速度,不能为了追赶工期而加快碾压。


3 结束语

综上所述,离析现象不仅会对沥青路面的美观性造成影响,同时还会降低路面的强度与均匀性。在运行的过程中,受到行车荷载的影响,离析部位的路面容易产生水损坏,进而出现裂缝、破损等更为严重的现象。为了避免发生离析的现象,施工单位需要做好对原材料的质量控制,加强对施工过程的管理,采取积极的质量控制措施。除此之外,在完成施工之后,还可以运用核子密度仪等设备进行质量检验,在确保美观与均匀的基础上达到密实、平整的施工要求。


参考文献

[1] 梁乃兴,杜镇宇,徐建平,等.基于数字图像处理技术和熵权法分析沥青路面均匀度的方法[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2017,36(9):28-31.

[2] 苏青山,宗炜,何文华,等.沥青混合料单机宽幅摊铺与双机梯队摊铺均匀性对比分析[J].公路交通科技(应用技术版),2015,11(3):68-70.

[3] 韦武举,张丽丽,韩超,等.基于物联网的沥青路面施工过程智能管控技术研究[J].公路交通科技(应用技术版),2017,13(9):83-85.

[4] 李红杰,虞将苗,胡思维,等.基于大样本密度快速测定在路面施工压实质量控制中的研究[J].广东公路交通,2017(2):1-6.

[5] 黄志福,赵毅,梁乃兴,等.基于数字图像处理技术的沥青混合料摊铺均匀性实时监测评价方法[J].公路交通科技,2017,34(4):8-15.

[6] 谢光宁,包聪灵,肖瑶.综合监控手段在高速公路路面施工质量控制中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2020,22(4):34-38.

[7] 高杰,王天林,张毅,等.沥青路面摊铺温度及压实度均匀性评价[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2019,42(1):102-107.

[8] 胡力群,暴英波,王天林,等.基于热成像的沥青混合料摊铺温度均匀性分析[J].江苏大学学报(自然科学版),2016,37(6):735-739.

[9] 杨博,郑健龙,刘宏富,等.沥青混合料级配离析定量评价划分标准的研究与探讨[J].建筑材料学报,2015,18(6):1099-1105.

[10] 周志刚,熊奎元,罗根传,等.Sasobit温拌沥青混凝土碾压温度离析研究[J].公路交通科技,2016,33(1):14-21.


标签:综合论文施工案例技术中心沥青混凝土
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