沥青混合料的离析现象是什么呢?

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沥青混合料的离析现象是什么呢?

山东茂隆新材料 2023-05-05 2904


沥青混合料的离析现象是什么呢?今天小编来聊一聊,下面一起看一下吧。

一、沥青混合料离析概述

沥青混合料离析是指沥青路面的某一区域内沥青混合料主要性质的不均匀,一些区域粗集料集中,另一些区域细集料集中,造成沥青混合料不均匀、级配及沥青用量与设计不一致,导致铺筑后的路面出现较差的结构和纹理特性。离析使新铺沥青混合料面层透水性能增强。进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,水分逐渐深入沥青与及集料的界面上,并对沥青起乳化作用,导致沥青混合料强度下降,同时由于水动力作用,沥青膜渐渐从集料表面剥离,导致集料之间的粘结力丧失而发生沥青混合料掉粒和松散,继而形成沥青路面的剥落、龟裂、坑槽、推挤等损坏现象,严重缩短了沥青混凝土路面的使用寿命。

二、沥青混合料离析现象特征

1、端部离析   

端部离析是最容易发生的一种离析形式,它在路面上形成大小不一的、不规则的翼状离析。在摊铺机中央区域细集料较多,比较密实,表面纹理较浅;而在摊铺机两侧粗集料较集中,细集料、沥青含量较少,空隙率较大,表面纹理较深。

2、带状离析   

带状离析也是比较常见的一种形式,通常出现在路面的中央,有时也会位于边缘或其它部位,路面的上、中、下三层也都有可能出现这种情况。产生带状离析现象的主要原因是摊铺设备或摊铺机操作的问题,如摊铺机螺旋布料器分段不连续、螺旋布料器转速不够、熨平板安装不当、摊铺机卡料等。

3、接缝离析   

路面建设中,为了防止热胀冷缩对路面的破坏,在路面上会预留热接缝。但这些热接缝极易成为沥青面层质量最薄弱的环节。接缝处摊铺的沥青混合料多少都会在接缝处产生离析现象。沥青混合料较多,影响接缝两侧的压实;沥青混合料较少又会导致接缝处压实不足。接缝离析往往同端部离析或其它形式离析形成组合效应。

4、块状离析   

摊铺机作业过程中有规律地收斗,使得斗中两侧的沥青混合料粒径通常较大,那么每次摊铺后的路面均间隔出现明显较大的骨料。在施工过程中,如果沥青混合料级配发生变化,并且摊铺机的摊铺作业是将每车或每斗沥青混合料有规律地摊铺而不是连续进出料,那么摊铺后的路面可能将出现块状离析。因此,解决块状离析的有效方法是控制各档集料级配的一致性、保持拌和设备的稳定性、采用合适的施工工艺。

三、离析现象产生的原因分析

1、拌和过程的不均匀及材料自身的不均匀   

拌和站的集料多半不是自己生产的,而是取自五花八门的社会料场,一个工程的集料往往来自好几个料场,质量参差不齐,不仅石料质量不同,覆盖层和风化层清除不干净,破碎和筛分机械不统一,筛孔尺寸混乱,导致集料产品质量及规格各行其是,实际级配与配合比设计所用的级配有很大的差距,尽管目标配合比设计很认真,但生产配合比设计有了很大的变化,到正式生产时,实际材料与配合比的材料相比就有了很大的差异。

2、运输过程中造成的离析   

拌和的沥青混合料可能是先进入热贮料仓,也可能直接从拌合机卸料到运料车中,按规范要求运料车应该每卸一斗挪动一下,以便减少混合料的离析,实际上即使这样做了,离析也是难免的,更何况有许多运料车并没有按照规范的要求做,车停在拌合机下一直不动,卸料成为一座小山,离析就更严重了。

3、摊铺过程中的离析   

(1)混合料从运料车卸到摊铺机的过程中,一定程度上会产生粗细集料分离;混合料卸到摊铺机料斗中以后,中间的混合料进入摊铺机的速度快,两边的混合料停留时间较长,直到两侧的挡板立起才将混合料折向中间,这期间,两侧的混合料比中间的混合料的温度要低得多,从而使铺到路面的混合料的温度不一样。  

(2)摊铺机的螺旋分料器在向两侧摊铺时也会产生离析,在加长的接头部位,如果调整不好,摊铺的混合料在这里往往会产生离析;摊铺机摊铺宽度越长,混合料的离析就越严重,现在许多道路为了提高平整度采取了全幅摊铺的方式,由于摊铺宽度大,螺旋分料器运送混合料的距离过长结果加大了离析的产生。  

四、沥青混合料离析的控制方法

1、加强材料的管理   

碎石加工采用反击式破碎机破碎,大大降低细长扁平颗粒含量;细集料采用有适当级配的人下轧制的砂。保证原材料质量的稳定是材料控制的关键之一。要选择规模大的料场供料,要控制材料运输环节,保证所运材料真正来自同一料场。收料时要有试验人员负责把关。料场料堆高度不宜超过3 m.料堆不应堆成锥形,避免材料在存放时产生离析,细集料必须搭高防雨棚。  

2、混合料的拌和   

沥青混合料的拌和一般情况下,每缸拌和的时间宜为35s~50s ,其中干拌时间不得少于5s。拌和时间过短会加大沥青混合料的离析,过长又影响沥青的质量。拌和时间应以沥青混合料拌和均匀,所有矿料颗粒全部裹覆沥青为度,并要试拌确定。要根据施工季节、施工天气、施工时间及施工运距合理确定沥青混合料的拌和时间,沥青加热温度由沥青粘度――温度曲线决定,;矿料加热温度比沥青加热温度高10~20℃,混合料出料温度普通沥青掌握在160~170℃,改性沥青掌握在170~180℃。烘干后集料的残余含水量不得大于1%。每天开始几盘集料应提高加热温度,并干拌几锅集料废弃,再正式加入沥青拌和混合料。拌好的沥青混合料应均匀一致,无花白料、无结团成块和严重的集料离析现象,不符合要求时不得使用并应及时调整,所有过度加热、炭化、起泡或含水的混合料必须废弃,加热不宜超过6h,且当天加热当天用完,不宜多次加热以免老化。  

3、沥青混合料的运输   

(1)从拌锅内卸料装上运料车过程中, 运料车应前后移动不少于3 次, 要分几次装混合料, 避免一次装料, 因为混合料在车箱内形成一个大锥体, 会促使粗细料分离。这种离析的混合料, 摊铺后面层将出现块状离析。由于运输过程中料堆表面与空气接触,温度下降较快,而料堆内部温度下降较慢,因而形成温度离析。所以在搅拌厂选址时,要尽量使其与摊铺现场距离不要太远。在对混合料覆盖的同时也要对车厢采取保温措施。运输时, 不论气温高低均应用棉被覆盖, 防止混合料表面温度降低, 结壳, 造成温度离析。同时要避免运输车起斗太快, 保证连续均匀供沥青混合料,调节料位传感器, 使螺旋输料器的转速尽可能均匀。

(2)为提高运输效率和保证沥青摊铺机连续作业,需要用20t以上自卸车运输沥青混合料.而沥青摊铺机接料斗的容量一般只有5t左右,而摊铺作业时沥青摊铺机必须顶推自卸车一起前进,直至卸料车卸料完毕,随后的自卸车相继向沥青摊铺机供料。这种供料方式必须有足够数量的自卸车,即便如此也难避免自卸车向沥青摊铺机供料的间歇性,甚至出现沥青摊机待料和重新起步现象。因此不可避免地出现沥青混合料温度离析、铺筑层的密实度和平整度下的现象。这是目前常用自卸车运输沥青混合料方式无法克服的弊病,采用转运车在转运过程中对沥青混合料进行一次搅拌才能减轻。  

4、摊铺控制   

(1)合适的摊铺工艺与碾压工艺应根据沥青混合料类型来确定,这样有利于沥青面层的离析状况的改善。摊铺时应保持一定的摊铺速度,沥青面层的均匀度可以通过低转速螺旋布料器、胶轮压路机的搓揉作用等来保证。胶轮压路机的轮胎应经常检查胎压,确保轮胎面的平整,从而提高沥青面层的平整度。摊铺机的前拱拱度应调节得比后拱略大为宜, 人工接长调宽的熨平板, 其熨平板的前后拱之差为3- 4mm , 液压伸缩调宽的熨平板, 差值以2mm 为宜。要合理地选择摊铺机振动系统的振动力和频率,摊铺机螺旋分料器的高度应根据摊铺层厚度的变化而变化。应充分加热摊铺机,尽量连续作业。摊铺过程中, 对表面产生的粗离析, 应及时人工补适量的细料予以补救。

(2)合理确定螺旋输料器前面挡料板离地间隙,挡料板离地间隙较小,大颗粒粒料不易从挡料板下缘滚落到地面,不会产生下层大料多的厚度上的离析;选择合适的输料槽宽度,合适的输料槽宽度将使输料畅通,而且输料器支撑处空间大,不会产生输料阻滞现象,减小了离析;螺旋输料器在机身中部两侧的反向叶片的数量和叶片倾斜角度要合适,合理的叶片数量和叶片倾斜角将机身中部的粒料搅拌均匀,避免中部离析。

(3)为避免沥青混合料产生离析,在摊铺中应采取如下措施:首先应该根据速度、频率的关系及铺筑层厚、材料种类、级配构成,确定压实速度。尽量采用大直径、低转速螺旋布料器的摊铺机;降低螺旋布料器的高度,并使混合料的高度超过螺旋布料器。这样可以提高螺旋布料器的输送率,降低转速,减少不同物料颗粒之间的惯性差异,由于布料器埋于混合料内,可以对物料实现二次搅拌,降低前期离析程度,位于混合料中的布料器向两侧沿整个断面挤出物料,而不是向上或向下倾推物料,这样可以减少不同宽度位置上的横向离析和物料上下滚动产生的纵向离析。

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