沥青路面摊铺离析的产生与控制

　随着人们对高速公路平整度及行车舒适性的要求越来越高,从底基层开始,从前由平地机、路拌机等机械完成的稳定材料铺设工作,现在都用摊铺机来完成,从而最大限度保证了道路平整度和质量。由于摊铺机的广泛使用,使得有效控制在摊铺过程中出现的离析现象成了一个很重要的问题。

　　一、摊铺过程中离析的产生

　　混合料的离析包括级配离析和温度离析。级配离析是指集料在外力作用下大粒径料和小粒径料分别聚集的现象。混合料中集料的粒径不同其运动惯量也不相同,当混合料受到外力(机械)作用后,大粒径集料的运动速率必然大于小粒径集料的运动速率,于是就产生了大小粒径料的分离而形成离析。温度离析是指在摊铺混凝土面层时,经充分搅拌,温度均匀的沥青混合料,经过某一过程后,温度出现较大差异的现象。

　　(一)级配离析之纵向离析的产生

　　大量的试验以及摊铺实践都表明,纵向离析现象是由螺旋布料器结构产生。由于摊铺机所铺设的材料都是从中间向两边输送的,在螺旋送料槽这个开式空间里,由于结构的需要,必须有一个中间驱动的链轮箱,在两端还必须有多个加长支撑,这些支撑造成了螺旋的不连续,同时材料的流动增加了阻力,料流在这个空间内形成大粒径料材料和小粒径材料分离,造成了多条离析。

　　(二)级配离析之横向离析的产生

　　横向离析现象的产生与摊铺机本身因素关系不大,它主要是由作业方法带来的。在摊铺机的一个工作循环中,混合料拌和站贮料仓存料时形成锥状堆料,第一次造成了在贮料仓中的离析,拌和站的卸料器向卡车卸料时也形成锥状堆料,第二次造成了大卡车料斗中的离析,当卡车向摊铺机料斗中卸料时,又一次形成锥状堆料,在摊铺机料斗中形成再次离析。一个工作循环完成后,卸料卡车离去,摊铺机将料斗收起,这时,留在最后的大粒径的材料全部送到螺旋分料器,形成了一条又一条的横向离析带。

　　(三)温度离析的产生

　　自卸车的运输和卸料过程是造成沥青混合料温度离析的主要原因。自卸车在运料到摊铺机途中,沥青混合料会通过车厢与空气进行热量交换,靠近车厢壁及顶层的混合料温度降低,由于导热性能低,热量从混合料堆的中心向四面传导的速度相当慢,所以在卡车抵达摊铺现场时,车厢内四壁的物料温度就会低于物料中部的温度,出现温度差别。卸料过程中,车厢中部的物料因温度高,粘性低首先被卸到摊铺机料斗中,而靠近车厢壁的物料总是最后落在料斗的两侧和顶部,高温物料又是最先摊铺到基层上,而低温混合料被延时到最后摊铺,这个过程进一步加剧了沥青混合料温度的不均匀性,温度的离析更加严重,而且每车的运输和卸料都会出现这种离析现象。

　　二、对离析的控制

　　虽然在摊铺过程中离析无法避免,但我们通过一些措施进行有效的控制,减少分离现象的产生。沥青混凝土路面必须从混合料设计,集料加工、堆集,混合的拌和、运输、摊铺等各环节抓起,严格按技术标准和规范进行施工。

　　(一)实际摊铺过程中,主要通过三种途径来控制:一是选用高性能的摊铺机来保持刮板输料器和螺旋分料器稳定、连续地工作,则混合料将始终沿熨平板宽度方向均匀分布,混合料产生的离析将降低至最少;二是通过调整超声波料位器,使物料淹没螺旋叶片2/3以上,这样使得物料从中间向两边运动是整体移动,而不是不断翻滚,避免了大小料的分离;三是螺旋前导料板间隙随机适度调整和螺旋

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的多级调整并在螺旋分料器两端改装反向叶片,使混合料在分料时两端形成二次拌和从而减少粗细粒料的堆积从而有效地抑制离析现象。

　　(二)横向离析的控制

　　解决横向离析的现象最有效的措施有以下几种:一是混合料宜采用大吨位卡车运输,它形成的离析量要少;二是自卸卡车在装料时应移动装料,并按车厢前、后、中的装料顺序,从而减少材料的离析现象;三是从贮料仓卸料时,不要每次都将仓里的料卸光,由于贮料仓在装料时总是形成同心圆形的离析,卸料过程中最后一些绝大多数为粗集料;四是自卸车卸料时要快速卸下,使整块物料往下卸,以减小料的离析;五是每一辆卡车卸完料时,不要将螺旋料槽中的材料铺完,料斗收起,余料送入刮板机输料器后,放下料斗,将新料及时卸入摊铺机,使得刮板、螺旋输送过程中新旧料充分混合,有效地抑制离析现象。

　　(三)温度离析的控制

　　目前主要采取两种方法来控制温度离析:一是使用重搅拌螺旋机构来减轻或消除温度离析,如设计成变径变螺距螺旋输送器,仅当宽螺距时混合料才能进入摊铺;窄螺距时混合料重新搅拌,该过程将冷粗料和热好料彻底重新拌和,消除了运输过程中产生的温度离析和级配离析。二是使用一种称为“沥青混合料转运车”的新型施工机械,其主要功能是对摊铺前的沥青混合重新进行一次搅拌。同时,避免了运料汽车对摊铺机的碰撞,消除运输过程中产生的级配离析和温度离析。

　　(四)其它一些控制离析的措施

　　拌和站的生产能力应该与摊铺机的摊铺能力配套,否则就会造成摊铺机断断续续作业,混合料产生离析也就无可避免。

　　严格控制混合的最大料径和级配,集料中粒径越大运动惯量越大,混合料在拌和运输及摊铺过程中就越容易产生大小颗粒料分离,级配不成比例,大小粒料更容易产生离析,所以集料在破碎、筛分和混和料级配中应严格控制最大粒径的含量和保证级配的准确性。

　　三、结语

　　混合料离析导致铺筑层的力学性能变坏,出现不良结构,从而降低路面的使用寿命,目前的施工工艺,材料的级配离析和温度离析都还不能杜绝,所以采取各种措施控制和减少混合料离析是保证高速公路路面平整度和质量的关键。