高速公路沥青混凝土路面离析原因及对策
摘要：通过与京福高速公路温沙段AP4标段沥青中、下面层施工实践相结合，该文分析了沥青混凝土路面施工过程当中离析现象的特点和产生的原因，探讨了原材料质量与堆放、沥青混合料的拌和、卡车的装料与卸料、摊铺、碾压等等对离析现象产生的影响，并提出了相应的预防措施和处理措施。
关键词：高速公路，沥青混凝土路面，离析，原因，技术措施
沥青混凝土路面被我国大多数干线公路所采用，特别是半刚性基层沥青混凝土路面更成为我国高等级公路的典型路面结构。然而离析现象重复发生，是降低路面使用性能的顽症，混合料发生离析时粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀配合比级配和沥青用量与设计不符，使路面结构性质和表面构造深度不符合要求，导致路面产生一些破坏，降低路面的使用性能和寿命。
沥青面层离析现象表现为：①块状离析，这是最常见的一种离析现象，表现为局部块状的粗集料集中且细集料偏少。②条状离析，既纵向条带状的粗细不均匀现象。③“拖痕”离析，既鱼鳞离析。导致离析现象产生的因素有：原材料的质量和堆放、混合料的拌和过程、压实厚度和最大粒径、卡车装料与卸料、摊铺机操作、碾压工艺、温度差别（沥青混凝土拌和厂将混合料运送到铺筑现场过程中沥青混合料的温度差别。）
通过与沥青混凝土面层施工的实践经验相结合，对以上因素进行分析，从而总结出产生离析的原因，并提出了相应的预防措施和处理措施。
1原材料
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级配经常变化，就达不到配合比设计要求，同时就导致了集料离析。
改善原材料颗粒组成变异性的措施有：①二次破碎时同时使用反击式碎石加工。②保证料源出自固定的碎石场或者不同碎石场所用的砸石机的型号，规格完全相同，所用的筛分机和筛分尺寸的型号和规格也完全一致。③从不同砸石场购得的原材运到堆料场后，将名义上相同规格的碎石从大到小分别相混合重新进行筛分。废弃最大规格碎石的粗筛余料，将其细筛余料并入下一规格碎石中,混合进行筛分。废弃第二大规格碎石中的最大粒径的粗筛余料，将其细筛余料并入第三种规格的碎石中，混合后进行筛分，将其细筛余料并入第四种规格的碎石中，如第四种已是最小规格碎石，如为2.36mm以下的细集料,则可以仅进行拌和而混合,无需再筛分.否则还要进行筛分。④原材料的变异性大必然导致各个热料仓中热料颗粒组成的变异性也大，后者正是沥青马歇尔试验各个技术指标变异性大的直接原因。我们可以每天根据热料仓或拌和室中白料的筛分结果重做生产配合比，再进行生产。
另外，原材料进场后的堆放应满足：①堆料场地经过硬化处理，具有良好的排水系统，保证集料清洁。②不同规格集料应该分别堆放，有可靠的隔离措施，避免混杂。③各种细集料都要分别搭篷保护，防止雨淋。防止细集料遭雨淋而变潮湿，对保证沥青混凝土的颗粒组成符合生产配合比确定的级配曲线十分重要。④需要合适的堆料技术。1）采用许多小料堆使堆保持原位不动。2）采用水平分层或斜坡式分层堆料。
2混合料的拌和过程
严格控制沥青混合料的矿料级配。规范要求在目标配合比设计阶段，就对4.75、2.36和0.075mm的通过率做出特别要求，即必须接近级配范围中值。4.75mm和2.36mm这二档集料过少，将影响面层表面的均匀性，过多则难以压实。
而通过0.075mm的主要是矿粉，矿粉过多则使沥青混合料中有效沥青含量减少，表现为混合料外观发暗、无光泽，压实后表面不均匀，细料过多，而且影响沥青混合料的其他技术指标。
3压实厚度与混合料的最大粒径
有关资料表明，沥青混合料的最大公称尺寸与面层压实厚度的比值应等于或大于1∶3，这是根据1998年出版的Superpave施工指南的建议，作为一个经验法则提出的，根据这一法则，我项目采用的AC¬—25Ⅰ型沥青混合料，最大集料的公称尺寸为26.5mm。面层适宜的最小压实厚度应为7.5cm。因此，当使用这种沥青时，如果下面层采用7cm的厚度可能稍薄了一点，那么表现在施工过程中，就比较容易出现离析现象，当然，作为经验法则，这只是一个参考数据。由于水泥稳定碎石基层厚度较大，京福高速公路采用的是两层基层，分为上、下基层厚度达到40cm，虽然采用的是摊铺机施工，也难免有标高超标的路段，特别是靠近搭板处，尽管我们在水稳放样时已经考虑了与搭板接顺直，但在碾压时难免出现拥包超标现象，在摊铺前的测量准备工作中，就应特别注意做好放样工作，可在允许范围内调整横坡或纵坡保证摊铺厚度，减少离析现象。
4卡车装料和卸料
正确的装料方法为：分三个不同位置在卡车中装料，第一次装料靠近车厢的前部，第二次装料靠近后部车厢的门，第三次的料装在中间，这样可以减少卡车中的离析现象。
5摊铺工艺的优化组合
我项目沥青砼中面层试验段采用当今世界上最先进的德国原装进口ABG525型摊铺机进行混合料的全幅摊铺,摊铺宽度为11.31m,摊铺速度为2m/min,振捣参数为750r/min,振捣为2100r/min。并以原装进口8m长的托普康(TPC)超声波非接触式平衡梁控制厚度及平整度施工。
一般认为，采用单机宽幅摊铺作业方式，其离析现象稍偏严重，但是我们采用的ABG525摊铺机从一定程度上减少了离析现象的产生。
在摊铺机内发生离析时，建议考虑下列原因和措施：
⑴连续、稳定的摊铺速度是保证沥青面层平整均匀的关键，同时也是减少面层离析现象的一个有效措施。
⑵要调试好摊铺机的料位，对于最大料径较大的沥青混合料，摊铺机料位应适当提高，这一位置的确定需要反复比较。
⑶为保证送料均衡，摊铺机料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的速度一定要协调，寻找到其中最佳的合点。
⑷螺旋布料器里的料量，最起码要高于布料器的中心位置，一般要达到布料器的2/3高度，也有专家提出更高的高度要求，即布料器在正常工作时，以若隐若现为宜，这个要求根据现场铺面效果，结合实际予以确定。
⑸螺旋布料器里的料面高度应在同一平面上，并与摊铺横坡保持一致，使熨平板的当料板前混合料均匀分布，尽可能地避免离析现象的产生。
⑹尽可能减少将侧板翻起的次数，仅在需要将受料斗中的混合料弄平时，才将其翻起。
⑺受料斗尽可能装满料，受料斗的后门尽可能宽地打开，以保证分料室中料饱满。如分料室中混合料不足，细料将直接落在地面上，而粗集料将分布在两侧。
⑻分料器连续运转。调整分料器的速度，使出料连续缓慢。如分料器运转不连续，混合料会在摊铺机内发生显著离析。如果分料器转得太快，中间将会缺料，通常会产生一粗料带。
⑼如有可能，调整摊铺机分料室的伸长度，使摊铺机从受料斗的两侧推出相同数量的混合料。
⑽每天摊铺完一定要组织专人将残余在熨平板下及两侧的沥青混合料块清除干净，以免造成拖痕离析。
因此，将摊铺机调整至最佳状态是避免和减少铺面离析的关键，同时进行及时的人工修补以保证总体的外观效果。
6温度离析
1996年夏季美国SteveRead在研究华盛顿州沥青路面的周期性离析问题的原因和可能的解决方案时，首先提出了温度差别引起的破坏问题。他提出：当一项路面恢复工程受这种周期性离析现象困扰时，上覆层的预期寿命（12~15年）可能减半。没有办法能够预测哪一个工程将受到周期性离析的影响。可见其周期性离析对工程质量的危害之大。收集的资料表明：周期性离析问题与沥青混凝土拌和厂将混合料运送到铺筑现场过程中沥青混合料的温度差别有关。在铺筑之前，热拌沥青混合料的温度差别导致施工铺筑层产生潜在的破坏。
通过现场用红外线测温仪检测，基本上每一辆运料车都有不同程度的温度差别。卸料时，料车顶面温度低的料落在摊铺机受料斗的底部，此后可能有两种不同的情况。一种情况是沿料斗车两侧温度低的混合料被挤向摊铺机受料斗的两侧。当料车卸完料以及受料斗中料堆接近消失时，两侧冷料向内侧落下并覆盖在条板输送带上混合料上面。如驾驶员把两边侧板翻起，则侧板里的温度较低和粗料较多的混合料都落在条板输送带上混合料上面。在下一辆料车尚未到达摊铺机之前，受料斗中的剩余料被输送到后面的分料室并被整平。整平板不可能使较多冷混合料与高温混合料一样固结，在摊铺层上就会出现开式的离析小面积（温度差别和集料破坏）。第二种情况是，当下一辆料车到达摊铺机前并向受料斗卸料时，冷混合料被输送到后面的分料室并被整平，整平板不可能使较冷混合料与高温混合料一样固结，在摊铺层上也会出现开式的离析小面积（温度差别破坏）。由于每一车料都可能产生这种离析破坏，周期性的破坏现象也变得明显了。
有许多因素影响运料车内混合料热量损失的总量以及卡车内混合料温度差的量。这些因素如下：
①混合料装入运料车的温度。
②周围空气的温度。
③车厢是否隔温。
④车厢尺寸与所运混合料吨数的关系。
⑤运距。
⑥运料车的速度。
⑦在摊铺机前等待的时间。
⑧混合料是否覆盖。
⑨交通延误。
针对以上因素，结合施工实际，我们可以采取以下措施尽量减少温度离析现象。其措施有：
①混合料必须备有篷布覆盖，篷布要将混合料覆盖完整，务必扣紧。
②车厢内要有隔温措施。
③车厢尺寸与所运的混合料吨数的关系相符合。
④运料车的速度要考虑当时的风速和气温。
⑤减少在摊铺机前的等待时间。
7结论
本文通过分析可以得到以下结论：
（1）沥青混合料的级配符合规范和目标配合比设计要求是保证沥青面层质量的关键。
（2）作为一种混合料，沥青面层施工中的离析现象不可避免，尤其是大粒径的沥青混合料。关键是如何减少和尽量避免现场摊铺时铺面离析的产生。
（3）针对导致摊铺现场产生离析的影响因素和环节，要做到有的放矢地进行事前控制。
（4）要注意做好面层离析部位的处理工作，其处理工作应根据实际情况，采取不同的处理方法，再进行比较从而得到优化。
参考文献：
[1]《高等级公路沥青混凝土路面新技术》谭发茂、刘中林、史建方、田文人民交通出版社
[2]《公路沥青路面施工技术规范》人民交通出版社
[3]《高速公路沥青路面早期破杯现象及预防沙庆林2001年
[4]《高等级公路半刚性基层沥青路面》沙庆林1998年