磨耗层底部离析问题的原因分析与解决方法

蓝亚明

1 磨耗层底部离析孔洞引起压实度不足的问题

国道主干线广州绕城公路九江—小塘段采用的是 AC13A普通沥青磨耗层，根据规范要求压实度必须达到实验室标准密度的97%，最大理论密度的 92%，招标文件更是要求压实度必须达到实验室标准密度的 98%。初期施工的磨耗层压实度检测的部分结果如表 1所示，以试验室标准密度为标准密度，按规范的要求合格率只有 70%，而按招标文件合格率为零，以最大理论密度为标准密度合格率也只有 60%，这个问题引起质量部门的高度重视。

表1 初期施工的普通沥青磨耗层压实度检测的部分数据

通过了解，旧规范普通沥青磨耗层的压实度要求是马歇尔密度的 95%，2005年 1月 1日实施的新规范 JTG F40-2004对压实度提高要求之后一直存在上述问题，以往项目也采取过一些措施，但都未能彻底解决。通过取芯发现，在磨耗层的底部有大颗粒骨料集中，填充细集料极少，孔洞比较多。对芯样从底部往上约 10mm处横向切开，可见底部孔洞只是在一定范围之间的，在大约最大粒径骨料高度以上，骨料分布还是较均匀，基本上没有孔洞。据了解，以往项目中采用改性沥青的磨耗层没有这种明显的底部离析孔洞，而且压实度能够满足新规范的要求。

2 磨耗层底部离析孔洞的原因分析

为了消除磨耗底部离析孔洞，质量部门也采取了各种措施，包括调整配合比以更适合摊铺和压实、调低摊铺机螺旋、调整压实方法和增加压实遍数等，都没有达到效果。摊铺机前挡板加装橡胶挡板后，离析情况有所改善，但压实度仍然不能满足要求(见图 1)。对比有无橡胶挡板的摊铺过程，无橡胶挡板的一边明显可见粗骨料向前翻滚提前散布在摊铺的前进方向。摊铺机前挡板原设计离地面约 180mm，摊铺时混合料向前滑落，由于普通沥青混合料的粘结性较差，粗骨料容易向前翻滚，最后提前铺在底部，造成竖向离析。在前挡板上加装橡胶挡板后，这种向前翻滚的竖向离析有所改善，但仍然存在底部离析孔洞造成压实度还达不到新规范要求，这说明混合料在料槽中输送过程中已经有粗骨料离析集中在前挡板一边，并最终被提前铺在磨耗层的底部。通过对下面层摊铺的观察，混合料在料槽中输送过程中粗骨料向前挡板离析的现象更为明显，说明由于普通沥青混合料的粘结性较差，粗骨料在料槽中的输送过程中向前挡板离析的现象确实存在。

通过上述分析可见，造成磨耗层底部离析孔洞的原因有两个:

1)前挡板下端与地面之间约 180mm高差，由于混合料向前滑落粗骨料翻滚离析造成底部离析孔洞;

2)混合料在料槽的输送过程中，粗骨料向前挡板离析并且沿前挡板下落提前摊铺在底部造成底部离析孔洞。

3 磨耗层底部离析孔洞的解决方法

通过上述原因分析，要解决这种竖向离析造成底部离析孔洞的问题，除了要防止混合料在前挡板下端向前滑落粗骨料翻滚造成的离析，还必须使混合料在料槽中的输送过程中离析在前挡板一边的粗骨料再次掺入到混合料中，而不至于在前挡板处提前下落到摊铺层的底部。经过实验，将摊铺机前挡板改装(如图 2所示)，摊铺机的螺旋中心离地面高度为 360mm，前挡板下端离地面高度为 180mm，在前挡板下端加装一块 5mm厚的钢板伸入料槽 70mm，同时在前挡板下端加装一块橡胶挡板。这种结构摊铺时从接近螺旋中心高处到前挡板下端形成三角形的积料，前挡板处离析的粗骨料下落时被阻挡后经过螺旋搅拌再次掺入混合料中;另外，前挡板下端加装的橡胶挡板阻挡了混合料向前滑落，阻止了粗骨料的向前翻滚离析。另外，在摊铺时还发现，由于两边外侧缺少前挡板也会造成磨耗层竖向离析形成底部离析孔洞，两边外侧的前挡板不能缺少，为了方便人工取料，外侧前挡板可以比中间稍低，但不宜低于螺旋中心高度，而且下端按上述方法改装。

4 磨耗层底部离析孔洞解决的效果

通过上述方法对摊铺机前挡板进行改装后，有效地解决了磨耗层底部离析孔洞的问题，磨耗层底部粗细颗粒分布比较均匀，基本上没有离析孔洞。改装后施工的压实度检测部分数据如表 2所示，按新规范要求实验室标准密度的97%来算合格率为100%;按招标文件要求实验室标准密度的 98%来算合格率为 80%;按最大理论密度的 92%来算合格率为100%。说明磨耗层底部离析孔洞消除后，压实度的问题也得到根本解决。

表2 摊铺机改装后的普通沥青磨耗层压实度检测的部分数据

5 结语

为解决普通沥青磨耗层压实度不足的问题，经过调整配合比、增加压实遍数等措施均失败的情况下，通过调查了解确定了底部离析孔洞是造成压实度不足的根本原因，并通过深入分析查出了普通沥青磨耗层底部离析孔洞的形成原因，最终找到了有效的解决方法。这一过程可以为解决施工过程中实际问题作有益的参考。同时，我们在对摊铺机改装前后的施工对比中还发现，普通沥青中下面同样存在上述的底部离析孔洞问题，只不过中下层面层厚度比磨耗层大，底部离析孔洞对压实度影响没有磨耗层那么敏感，而且上述方法也可以有效改善普通沥青中下面层的竖向离析。

[1] 李枝春.浅谈提高沥青混凝土路面强度和平整度的要点[J].山西建筑，2010，36(4):281-282.