【摘 要】沥青砼路面施工离析控制，研究温度差异导致混合料的离析。
【关键词】沥青混凝土；施工；碾压
在西部大开发、大发展的有利机遇下，公路交通事业也有了高速发展。沥青砼路面以行车舒适，容易施工等特点，得到广泛的推广应用。甘肃临夏公路沥青路面的建设近年来有了长足的发展，至今已改建、新建沥青砼路面345.9km，占养护里程的63.45%。随着经济的快速发展，交通量及其轴重越来越大，对沥青路面的结构要求和施工质量水平提出了更高要求。近年来沥青路面结构设计和施工技术水平取得了长足的发展，特别是半刚性基层沥青路面更成为高等级公路的典型路面结构。通过对施工和建成路段路况变化的观测，我认为沥青路面出现问题与施工工艺及其控制技术是否科学合理有密切关系。现针对施工过程中存在的两个方面的工艺问题进行探讨。
1 沥青路面的施工离析控制
沥青混合料离析应该是沥青混合料的不均匀变化。施工中的寓析表现是多种多样的，如集料粗细颗粒的离析、混合料温度不均匀导致的离析、混合料拌和不均匀产生的离析等等。我们常说的离析是指沥青混合料中粗细集料的不均匀分离变化。根据国际沥青协会的调查报告显示，在运输过程中由表及里沥青混合料温度发生不均匀变化，直接摊铺后温度较低的料团不宜被压实，是路面发生早期破坏的重要因素之一。因此，研究温度差异导致的离析（温度离析）是很有意义的。
1.1 沥青混合料集料离析控制
半钢性基层沥青路面是高等级公路的典型路面结构，使用率达95%以上。其中，AC―16i型沥青混凝土路面经常被作为上面层使用。一般认为，AC―16i型沥青混合料不易离析，用肉眼观察表面集料分布，几乎看不出离析现象。近几年，通过对几条高等级公路沥青面层的施工进行了抽检，宽幅摊铺AC―16i型沥青混合料的离析情况相当严重，改变了我们的习惯看法，在10.5米摊铺后尚未碾压的段落，分左、中、右3个位置对称取样，其抽提实验结果如表1。
从抽检结果我们可以得出以下结论：
（1）左中右3点的综合平均通过率与未摊铺同批混合料的级配相符；
（2）左中右3点≤2.36mm筛孔的通过率基本相同，证明（2.36mm的集料未发生离析）；
（3）≥4.75mm以上筛孔的3点通过率差异较大，证明粗颗粒的离析严重；左右两侧的粗骨料通过率基本相同，说明离析对称发生；
（4）粗骨料向两侧分布，左右两侧≥4.75mm的粗骨料含量为64%中间为36%，均超出规定的级配范围。即摊铺中心混合料明显偏细，两侧偏粗。
以上事例是众多抽提实验中离析程度一般的结果，不少抽检结果离析更为严重。AC―16i型属于中粒式连续密级配混合料，在高级沥青路面结构层中是施工离析最轻的一个结构层。但抽检结果显示其离析已相当严重，依次类推其他粒径的更大折线形或间断级配沥青面层和半刚性混合料的施工离析实际上更为严重。
宽幅摊铺离析导致的结果是严重的，不仅影响了路面的使用性能，也使路面的耐久性大打折扣。其主要后果表现在以下三方面：
（1）由于离析，中部混合料偏细导致路面热稳定性严重下降。施工摊铺中心位于行车道左轮处，行车道左轮迹车辙明显比右轮迹严重，行车道泛油比超车道严重。理论上讲，由于路面横坡关系，右轮给予路面的压力比左轮大，应该右轮车辙比左轮车辙深，但实际调查结果恰恰相反，由此看来，因为离析使中部的热稳定性下降比较严重。
（2）由于离析，中部混合料偏细导致路面中部抗滑能力比两侧弱。路面经过一年的使用其摩擦系数比超车道差的多，排除渠化交通因素外，行车道混合料偏细是主要因素，从表面纹理就可以直观的看出这一点。
（3）由于离析，两侧的混合料较粗空隙率较大渗水严重。超车道路面渗水后缓慢向行车道渗透，因行车道左轮迹处混合料细而密实，导致该处水分积聚，发生翻浆。调查结果显示，行车道发生的路面损坏，一般占95%以上，其中行车道左轮迹处发生的破坏占85%以上。
事实上，大于7m的摊铺宽度对于中、粗粒径的混合料来说，无法回避离析的问题，解决问题的最基本方法就是不要宽幅摊铺。许多工业化国家对大于11mm粒径的混合料的摊铺宽度均有比较严格的限制。由于我国的施工管理粗放，是接缝处理不好。所以近年来大部分建设单位几乎不加考虑的要求宽幅一次摊铺。针对这种需求，生产厂家开发了摊铺宽度达16m的摊铺机，对于诸如次类的宽幅摊铺机，选择是必须谨慎，应考虑混合料集料的使用特性分析采用。
1.2 沥青混合料温差离析控制
沥青混合料拌和完成后，从拌和厂向现场运输的过程中，空气与混合料的温差一般大于120℃，导致混合料温度在到达现场前有较大的下降。降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在集料表面和与车厢的接触面。降温严重程度取决于运输时间、速度、气温、保温措施等因素。
现场可以观察到，混合料从运输车向摊铺机喂料到挂料板输料的过程中，接触面表面料特别是两侧车厢接触面的表层料，在每一车料中最后被刮料板送到螺旋布料器，即每一车料降温幅度最大的料是集中铺出的，这样的现象以每车为单位周期性发生，被称为“温差离析”当表层料降温幅度较大，在正常碾压过程中压实度难以达到要求，在气温低、风速大的气候条件下施工情况更为严重。表层“冷料”平均铺筑的压实度低、表面纹理粗、空隙率大、是路面发生松散、坑槽和渗水的薄弱点。
近年来，我们对高等级公路半钢性基层沥青路面早期局部破损情况进行了长期的跟踪观测和调查，对早期破坏产生原因的看法从初期到现在有了很大的转变。原来，普遍认为半钢性基层成型不好或基层下存在“素土”夹层或局部面层厚度不够等施工缺陷是破损发生的直接原因。但后来发现，这种分析的局限性很大，不能从本质上给予合理解释，主要原因为：
（1）这些施工缺陷在局部破损处出现的比例很低； （2）我们把这些存在施工缺陷的路面假定为“柔性路面”，也不应该在累计轴载很小的情况下发生破坏；
（3）破损很明显与水有直接的关系，都经历了渗水一泥浆一局部凹陷一松散一坑槽的过程，取样分析表明，这些地方的沥青层密度低空隙率大，在摊铺时混合料已经结块，施工温度越低混合料结块发生的程度越严重，局部破损产生的数量月大，温差离析是导致这一结果的之间原因。因此，我们认为半钢性基层沥青路面早期局部破损发生的之间原因是温差离析。
2 沥青路面碾压控制技术
2.1 施工温度控制
在公路沥青路面施工技术规范jtj032―94表中，规定了沥青混合料的碾压温度，以保证在适当的温度下，沥青混合料能够压实到规定的密度。事实上，规范规定压实温度的本质是保证沥青混合料的施工和易性，使其具有可压性。
很明显，规范没有按沥青混合料的级配类型、碾压厚度、沥青性质和施工环境温度等因素划类制定，需要在施工过程中根据项目情况具体分析。但大部分项目上这一点没有实现，包括业主和监理。如，存在以下现象，有些高等级公路沥青路面各层使用的沥青标号不同，但要求的碾压温度却相同；有些3em的表层因降温快比4em甚至5cm的中粒式AC层要难以压实；春、夏、秋三季的温度差异明显，但在这三季铺筑沥青路面的温度却执行不同的标准。
这些问题涉及到一个共同的技术关键一沥青的等粘温度。不同标号的沥青在粘度相同时的温度不同；不同级配类型的混合料施工和易性不同，不同季节，下承层温度和气温不同，会明显地影响混合料的散热速度。不同温度下或相同温度下沥青粘度是影响呀湿度压实难易程度的重要因素，因此，直接针对沥青粘度进行施工温度控制是最有效的途径。我国《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTJ052―93表4.2.3对击实实验的温度也做了同样的规定。
因此，在实际施工中，我们要根据施工气温、下承层温度、摊铺厚度、级配类型、沥青性质等，用等粘温度这一概论检测推定控制温度使沥青混合料有良好的施工和易性性保证得到充分的压实实。
2.2 压实机械的选型配置
沥青路面摊铺后的碾压过程一般分为初压、复压和终压3个阶段，在这3个阶段碾压设备有两种基本的配置类型：“钢轮+振动钢轮”与“钢轮+胶轮+钢轮”。长期的工程实践表明，这两种配置方式的碾压效果良好。尽管因级配和厚度合适混合料没有推移，路面纵向平整度也能达到要求，但抽检发现，这种碾压方式使粗集料压碎率达到10%以上，远大于3阶段法。这一结论是否具有普遍性，还须经实践证明。但这一结论却提醒我们必须注意，碾压设备的组合方式对施工质量有很大的影响，在确定碾压方式时必须对此有充分的认识。
2.3 压实效果的评价指标
设计规范和施工规范对沥青路面的级配类型、压实度及其允许的空隙率均作了规定。在沥青混合料级配设计中，马歇尔试件的空隙率必须在允许的范围之内。实质上，马歇尔试件的空隙率是作为压实度达到100%时的空隙率。对于常规沥青砼路面当压实度在96―100%之间变化时，压实度每降低1%，空隙率增加1―1.5%。那么，用压实度一个指标控制沥青路面的施工质量会导致空隙串超出规定要求。交通行业公认，空隙率7%是沥青路面是否渗水的界限值。当空隙率小于7%时，认为该铺筑层基本不渗水；空隙率介于7―15%之间时，认为该铺筑层会发生渗水并存留水分现象，水蒸发的速度远远慢于渗水的速度，对路面的破坏作用很大。因此，对于AC型铺筑层来说，保持空隙率介于3―6%是至关重要。因此，在施工过程中，我们不仅要控制压实度不能小于规范低限，同时不能小于用马歇尔试件空隙率设计的压实度标准，并把路面实际空隙率指标列如施工验收标准。
以上分析讨论的技术问题在现实当中普遍存在，特别是压实度指标采用不当和施工离析导致不良后果的还相当普遍和严重，应引起人们的高度重视。解决问题时应注意以下几点：
（1）对于中、粗粒混合料应严格限制摊铺宽度，避免集料离析。
（2）温差离析是导致沥青路面早期局部破坏的重要原因，特别对于低温下施工的路面，除了采取运输保温措施之外，摊铺前二次拌和是消除温差离析的必要措施。
（3）碾压机械选配不仅要考虑压实度指标，还要考虑对路面内在质量的影响。
（4）路面实际空隙率依鞍于压实度和设计空隙率，应在不低于规范压实度的前提下，设计计算工地压实度控制标准，保证实际空隙率处于允许范围之内。
【参考文献】
[1]JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范[S].交通部.
[2]JTJ052-93公路工程沥青及沥青混合料实验规程[S].交通部.