沥青碎石柔性基层离析预防及对策

■林鹏飞

(泉州市公路局德化分局，泉州 362500)

1 工程概况

沈海复线高速公路仙游至南安金淘段路面B 合同段起讫桩号K115+398～K150+778，全长35.3 km。沥青路面总厚度26cm， 其主线结构形式从下至上依次为16cm ATB-25 柔性基层+5.5cm AC-20C+4.5cm AC-16,其中16cm ATB-25 沥青碎石柔性基层的特点是粒径大、粗集料多、施工厚度较厚，在生产和施工过程中非常容易产生离析，从而导致路面早期破坏，缩短沥青路面的使用寿命。本项目处福建省南部，属于夏热冬温区，冬季温暖潮湿，全年雨量大，由于路面离析，雨水会渗入到沥青路面内部，经过反复的水损坏作用，沥青路面的使用寿命会大大缩短；因此沥青碎石柔性基层施工质量的控制，关键是要有效的解决其离析问题。

2 离析原因分析及技术对策

通过本项目ATB-25 沥青碎石柔性基层的施工，离析产生的原因主要归纳为以下几种： （1）混合料离析； （2）机械离析； （3）温度离析。

2.1 混合料离析及预防措施

沥青混合料在生产过程中，碎石原材料的质量和堆放、运输，沥青混合料的拌和、运输及现场摊铺每一环节都有可能产生离析。

(1)原材料的离析原因分析及措施

①控制材料的稳定性， 由正规碎石场开采破碎石料，碎石二次破碎同时反击破加工，保证碎石是同一破碎机的型号生产，破碎场筛网型号、尺寸与沥青拌和楼保持一致；②材料的变异性大也会导致离析。控制碎石场、 拌和场料仓场地大小及堆放， 各规格料仓砌墙隔开，以免混仓；③场地采用水泥碎石进行硬化处理，并有良好的排水系统，细集料用防雨布进行覆盖。④每批材料进场都要按规范要求进行取样筛分，严格控制各档集料的单粒级级配的变异性。⑤装载机在上料时要自下向上进行装料，不允许贴地装料。分层堆积集料 （尤其是粗集料）可以减少随机离析问题。在料场场地容许的情况下，尽可能的降低料堆高度。加强料堆卸料和装料的管理，是减少随机离析的关键。

（2）配合比设计与控制

有了好的原材料,必须还有合理的混合料合成级配才能保证成品料的均匀性。本项目施工指导意见中的设计级配与JTG F40-2004 规范中要求的级配基本接近。在沥青混合料生产过程中要控制以下几点：①矿料设计时，26.5mm 筛孔的通过率接近中值,19～26.5mm 筛孔的通过率尽量靠近上限,减少最大粒径的集料用量,由19～26.5mm 的集料形成骨架结构,这样可以有效的防止施工过程中由于粗集料过多引起的离析,同时降低了施工难度。

②沥青拌和站在生产前，生产配合比验证需对拌和设备进行反复调试试验，对各料仓的流量进行标定，确定风门的开启度，以确保沥青混合料在生产的过程中，级配接近设计要求及混合料均匀。③在生产过程中尤其要控制好31.5mm、4.75mm、2.36 mm 和0.075 mm 这几个关键筛孔的通过率，这几档集料对混合料的均匀性影响较大，必须要接近设计级配。④在施工过程中试验人员应在上、 下午分别取混合料进行抽提筛分试验， 对因原材料的变异产生的级配变化及时的作出微调； 没有试验人员的配料单不得随意调变动各集料的比例。

图1 SMA 混合料配合比设计图

2.2 机械离析及预防措施

机械离析主要是在沥青混合料运输、摊铺机的状态及工艺、 碾压设备的合理配置和碾压工艺过程中产生的。

（1）混合料在运输过程中的离析与预防措施

本项目采用德基生产的LB4000 型间歇式沥青拌和站进行拌和，配有一个200t 的贮料仓， 以保证放料连续进行。沥青混合料的运输采用20 辆20t 以上自卸车，装入车箱时,分三次进行,先装车箱前部,再装车箱后,最后装车箱中部,将混合料在卡车中装成前、后、中三小堆，减少集料滚动的距离，降低离析程度。因此，通过贮料仓一次性放料，分三堆进行装料，有效地避免混合料在装料过程中形成集料窝而导致粗细颗粒分离的现象。

（2）摊铺过程中的离析与预防措施

①沥青碎石柔性基层混合料采用两台ABG423 摊铺机相距5-10m 呈梯队进行摊铺；②在施工之前，对摊铺机进行调整熨平板必须拼接紧密，不许存在缝隙，防止卡入集料将面层拉出条痕；③为防止出现条状离析，在螺旋布料器吊臂两侧安装两片反向叶片使混合料向吊臂中间布料， 同时根据混合料的厚度对螺旋布料器的高度进行调整， 以使螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3 为度，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致， 也可适当调整螺旋布料器两端的自动料位器。④螺旋布料器的前面安装一皮带挡板，防止布料器在布料时大的集料滚落到下面，造成路面下部离析。⑤摊铺机拢料时极易出现块状离析。为此我们对运输车辆的车箱进行改装，在两侧车箱的尾部各焊接一片加长的钢板，在车辆卸料时减少大集料向受料斗两侧滚动， 避免粗料聚集在受料斗两翼， 出现离析。⑥受料斗拢料时也要把握好时机，在刮平板尚未露出，尚有20cm 左右热料时拢料较为合适，同时卸完料的料车应及时退出，下一辆料车应立即开始卸料，做到连续供料。拢料时受料斗收三分之一为宜，减少摊铺层的离析。 如出现局部离析， 人工补洒细料或更换混合料。⑦对于大面积的严重离析，则坚决铲掉重铺，以保证沥青面层质量。

（3）碾压过程中的离析与预防措施

摊铺机熨平板的振幅、振频调整影响到铺面初始压实和铺层的粗、细料分布情况：熨平板的激振强度大会将细料振到铺层下部，表面则显得粗料较多。反之，铺层表面细料较多，因为熨平板由多块拼合而成，每块熨平板由于夯锤新旧程度和磨损情况不同，整个铺面容易呈现出条带状离析，因此，现场要结合原材料本身材质和铺面完成后的外观情况予以综合性的考虑而确定。

2.3 温度离析及预防措施

（1）混合料生产与运输过程中的温度离析与预防措施

混合料的拌和出厂温度控制在145～165℃，在装车的过程中，与车底和车厢接触部分以及表层混合料度要较中心温度下降。经过观测，摊铺前每车沥青混合料表层温度和与车底、车厢接触部分混合料的温度为110～130℃，这部分混合料的温度与料堆中心部分的温度差异达到15～55℃。沥青混合料的温度越高，包裹在集料周围的沥青的粘结力越小，所以温度高的沥青混合料在装入摊铺机料斗、输料器送料至熨平板前和螺旋输料器将沥青混合料送到熨平板两端的过程中滚动较快。反之滚动较慢，造成沥青混合料的离析。

拌和机的贮料仓，可以保证拌和机连续生产，使混合料的出厂温度较为稳定，一方面避免因前场待料而停机，另一方面确保一车料采用一次性装满，减少装料时的温度散失。另外对运输车辆采取保温措施，对车箱四周及上面采用两层夹棉帆布覆盖保温。在车箱两侧距离底部30cm 以上的位置各打一温度检测孔，在进行温度检测时确保温度计插入深度大于20cm，并按照设计要求控制好混合料的出厂温度、到场摊铺温度和碾压温度，对温度达不到要求的混合料予以废弃。

（2）碾压过程中的温度离析与预防措施

控制好混合料碾压温度，配置合理的碾压机械，有利于减少表面离析现象和提高压实度。 对于ATB-25沥青碎石由于骨料较多，不易产生摊移，应尽可能在较高的温度下完成碾压。建议采用大吨位的钢轮压路机和胶轮压路机交替进行碾压，充分利用胶轮压路机对热沥青混合料的揉搓作用，使混合料重新均匀分布，各集料移动到合适的位置，提高路面密水性，消除摊铺过程中的部分离析。大吨位的双钢轮振动压路机的振动压实从根本上保证了沥青面层的压实度。实践表明采用以下工艺效果比较理想： 初压采用一台戴纳派克C622（13t）压路机向前静压后退振动，错轮1/3 轮碾压一遍；复压首先采用一台XP261（26t） 胶轮压路机错轮1/4 碾压宽度碾压一遍，接着用两台戴纳派克C622 压路机错轮1/3 轮各碾压一遍， 再用一台XP261 胶轮压路机错轮1/4 碾压宽度碾压一遍； 终压采用一台戴纳派克C522（12t）压路机错轮1/2 轮碾压两遍。通过以上的碾压工艺既保证了压实度，又有效的减少了表面的离析。

3 结束语

ATB-25 沥青碎石柔性基层，有着良好的抗疲劳性能和抗车辙性能，减少了水泥稳定碎石的反射裂缝，但是由于粒径较大且厚度较厚，施工过程中易产生离析。通过对离析产生环节和原因分析，采取正确的施工工艺和加强对施工现场的科学管理，减少沥青路面离析，确保了路面施工质量，为下一步沥青面层的施工提供了保障，更提高了沥青路面的使用寿命。

[1]沈海高速公路复线泉州段路面工程图纸《路面施工图设计》.2013.

[2]交通部公路科学研究所.公路沥青路面施工技术规范.北京:人民交通出版社,2004.

[3]交通部公路科学研究所.公路工程沥青及沥青混合料试验规程.北京:人民交通出版社,2011.

[4]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京:人民交通出版社,2001.