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沥青混合料集料离析的控制方法

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摘要：高速公路中沥青路面出现很多破坏，分析其原因，大多与沥青混合料的集料发生离析有一定的关系。因此，消除集料离析对于保证沥青路面质量，减少路面损害，提高路面的使用寿命具有非常重要的作用，本文在调查研究的基础上，结合目前施工与管理的状况，提出了沥青混合料集料离析的控制方法。
　　关键词：沥青路面；集料；离析；控制方法
　　
　　0引言
　　沥青混合料集料离析是造成沥青混合料不均匀的重要因素，离析现象经常重复发生，是降低路面使用性能的顽症。沥青混合料发生离析时，粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混合料不均匀，混合料的实际级配与设计级配不符；沥青用量与级配不匹配，使粗集料偏多的离析部位压实困难，残留空隙率大而渗水；使细集料偏多的部位表面构造深度不合要求，高温性能下降。不管是粗集料偏多，还是细集料偏多，均导致沥青路面的路用性能和结构性能产生下降，导致路面出现一些早期破坏，缩短路面的使用寿命。
　　消除集料离析对于路面沥青混合料来说非常重要。消除集料离析既是混合料生产者、摊铺者和路面质量检验者的责任，也是路面机械设计的责任，须多方努力才能消除集料离析。
　　1集料离析控制方法
　　1.1堆料
　　当向沥青拌和场供料时，为保证原材料均匀，需要采用合适的堆料方法。大料堆对大颗粒粒料很敏感。通常供给沥青混合料拌和机的材料是分级堆放的，每一料堆的材料颗粒尺寸比较均匀，可以减少离析现象。但是，如果材料级配的变异性大，材料颗粒尺寸范围较宽，则粗细集料仍可能产生离析。为了减轻粗集料的离析，粗集料存放必须分层堆垛，每层设置10～15度倾角，汽车紧密卸料，然后用推土机推平，以减少集料离析。禁止汽车自料堆顶部往下卸料。
　　1.2拌和时集料离析
　　在高速公路沥青路面施工时，常用间歇式拌和机，此时集料的离析易发生在冷料斗和热料仓。在每一个冷料斗中都放一种单粒级的集料时，不会产生明显的离析现象，但在同一冷料斗中包含几个不同尺寸的集料时，会产生较显著的离析现象，如0-5mm石屑。热料仓中贮存不同尺寸的集料时会产生离析，即使粒径较细的0~5mm或0~3mm料，粉料易与细集料分离，很细的粉料可能停留在仓壁上，大量粉尘块可能破成松散状并喂入称料斗，形成一批离析的未裹覆沥青的极细料，且难于拌和均匀。
　　1.3储料仓
　　在沥青混合料拌和楼，离析最敏感的区域是聚料斗和贮料仓。往贮料仓中放料有两种方式。一是通过贮料仓上面的投料斗投料，另一方式是通过贮料仓顶部旋转式斜槽投料。这两种方式都能将混合料均匀地投入贮料仓。通过旋转斜槽投料要确保以下两点：1）旋转斜槽实际上确实在旋转；2）材料从斜槽下落时直接向下。斜槽的垂直下料部分应有足够的长度，能迫使材料直接下卸而没有任何横向流动。应经常观测投入贮料仓的混合料是否有离析现象。如果斜槽已旧且末端已磨耗出孔，就可能产生明显的离析。使用投料斗装置时要注意：1）料斗的容量不宜太小。2）应在料斗的中心装料。3）材料应该直接进入料斗中（无水平运动）。4）投料斗应被装料到最大容量并有一个相对大直径的开启门，以保证快速将混合料投入贮料仓中。5）投料斗不应该完全卸空。调整料门的开启时间，使一个投料过程完成后在料斗中保存有少量（约15～20mm高）材料。6）不要使材料的水平面常接近料斗顶部。
　　1.4从贮料仓中卸料
　　如果贮料仓是均匀填满的，从料仓中卸下热拌沥青混凝土没有什么问题。对于多数非间断级配沥青混凝土，可以卸空贮料仓而不发生任何明显离析。但是，使用间断级配材料时，贮料仓中堆料的表面仍不允许低于锥体部分。此外，经常让锥体中的料卸空会加速锥体磨损。
　　从料仓门快速卸料有助于消除运输卡车中的离析。材料流入卡车车厢时混合料的滚动作用越小，离析程度越低。
　　1.5卡车装料和卸料
　　卡车在贮料仓下面快速装料时，在整个装料过程中，卡车司机常常不愿意移车，如果混合料对离析敏感，较大碎石将滚到卡车前部、后部和两侧，卡车卸料时开始卸下的料和最后卸下的料都是粗粒料，然后两侧的粗粒料被卸入摊铺机受料斗的两块侧板上。这种加料结果使每车料铺的面积中有一片粗料。
　　正确的装料方法为：分三个不同位置往卡车中装料，第一次装料靠近车厢的前部，第二次装料靠近后部车厢门，第三次料装在中间，这样可以消除卡车中离析现象。
　　当卡车将料卸入摊铺机受料斗时，要尽量使混合料整体卸落，而不是逐渐卸混合料入受料斗。为此，车厢底板需要处于良好启闭状态并涂润滑剂，使全部混合料同时向后滑。为了进一步保证混合料整体卸落，车厢应升高到一个大而安全的角度。快速卸料可预防粗料集中在摊铺机受料斗两侧板的外边部。多数高速公路施工现场都有粗料集中在摊铺机受料斗两侧板外边部的情况。
　　1.6摊铺机
　　即使通过冷料仓、拌和机和贮料仓成功地生产了沥青混合料，均匀地装到卡车内，并整体式卸入摊铺机受料斗，在摊铺机内仍可能发生离析。如摊铺机操作不合适，能够产生不同程度的离析。在摊铺机内发生离析时，建议考虑下列原因和措施：
　　1）在每辆卡车卸料之间，不要完全用完受料斗中的混合料，留少部分混合料在受料斗内。一般受料斗两侧的混合料含粗粒料多，另一辆卡车立即向受料斗卸料后，与受料斗中剩余的粗粒料多的混合料一起输送到后面分料室，螺旋分料器布料过程中可使新旧混合料较好拌和。
　　2）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，才将受料斗的两块侧板翻起。翻起侧板可以消除两侧材料堆积过多现象，从而可以减少往后输料时发生的滚动现象。
　　3）卡车翻起车厢向受料斗卸料，混合料从卡车下面运送出去，将滚动减到最小，使受料斗中尽可能装满料。
　　4）尽可能宽地打开受料斗的后门，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，而粗料被分布到两侧。
　　5）尽可能连续摊铺混合料，只有在必要时才可停顿和重新启动。调整摊铺机的速度，使摊铺机的产量与拌和机的产量相平衡。
　　6）分料器连续运转。调整分料器的速度，使出料连续而缓慢。如分料器运转不连续，混合料会在摊铺机内产生显著离析。
　　7）如果分料器转得太快，中间将会缺料，通常会产生一粗料带。安装挡板后，分料器将混合料均匀地送到中心。
　　8）如摊铺机分料器的外边原材料不够，在粗粒料滚动到外侧时，可能沿外侧产生粗料带。
　　1.7混合料设计
　　混合料的配合比设计对消除离析是重要的。按连续级配均匀设计的混合料通常离析程度较低，间断级配混合料是通常离析程度较高。
　　间断级配混合料（如SMA）较早成功地用于英国和整个欧洲。但是，这些混合料中常有较多填料或有纤维或聚合物，能用较多沥青而使混合料中沥青膜较厚。沥青膜厚度增加使颗粒与颗粒接触处湿润，可以减少或消除离析。
　　2结语
　　由上述分析可知，沥青混合料发生离析的原因有很多，存在于从设计到施工的各个环节。因此，因此，消除集料离析从而对于保证沥青路面质量，减少路面损害，提高路面的使用寿命就应该重视各个环节，认真做好每个环节的控制工作。