高速公路瀝青路面病害與施工工藝的關聯(lián)控制

1、高速公路瀝青路面病害與施工工藝的關聯(lián)控制高速公路瀝青路面病害與施工工藝的關聯(lián)控制摘要討論了當前瀝青路面施工工藝存在的系統(tǒng)性技術缺陷，以及由此導致瀝青路面產(chǎn)生的病害和成因提出了改進工藝的措施與控制技術。關健詞瀝青路面病害施工離析溫差離析實際孔隙率瀝青路面被我國大多數(shù)干線公路所采用，特別是半剛性基層瀝青路面更成為我國高等級公路的典型路面結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量及其軸重越來越大，對瀝青路面的結(jié)構(gòu)要求和施工質(zhì)量水平提出了更高的要求。近年

2、來我國的瀝青路面結(jié)構(gòu)設計和施工控制技術水平取得了長足的發(fā)展，但由于研究領域更多的局限于結(jié)構(gòu)和材料范疇，對施工工藝的研究重視不夠，仍停留在依靠經(jīng)驗和引進設備的階段。根據(jù)多年來對施工過程和建成路段路況變化的觀測，我們認為當前瀝青路面便用質(zhì)量頻頻出現(xiàn)問題，與施工工藝其控制技術是否科學合理的密切關系。本文針對施工過程中存在的這兩方面工藝技術問題進行探討。1、瀝青路面施工離析控制技術瀝青混合料離析的廣義概念應該是瀝青混合料性能的不均勻性變化在施工

3、中離析的表現(xiàn)是多種多樣的如集料粗細顆粒的離析、混合料溫度不均勻?qū)е碌碾x析、混合料拌和不均勻產(chǎn)生的離析等等。我們經(jīng)常稱為的瀝青混合料離析是指瀝青混合料施工過程中粗細集料的不均勻分離變化。根據(jù)多年的跟蹤調(diào)查，在運輸過程中由表及里瀝青混合料溫度發(fā)生不均勻變化，直接攤鋪后溫度較低的料團不易壓實，是路面發(fā)生早期破壞的重要因素之一。因此，研究溫度差異導致的離析是很有意義的。11瀝青混合料集料離析控制半剛性基層瀝青路面是高速公路的典型路面結(jié)構(gòu)，使用率

4、達95%。其中，AC16Ⅰ型瀝青砼路面經(jīng)常被作為上面層使用。一般認為，AC16Ⅰ混合料不易離析，用肉眼觀察表面集料分布，幾乎看不出離析現(xiàn)象。近年來，我們對幾條高速公路瀝青面層的施工進行了抽查，寬幅攤鋪AC16Ⅰ型瀝青混合料的離析情況相當嚴重，改變了我們的習慣看法，在10.5米攤鋪機后尚未碾壓的段落分左、中、右3個位置對稱取樣，其抽提試驗結(jié)果如表1尚未碾壓瀝青混合料抽提試驗表1孔徑(MM)191613.29.54.752.361.180.

5、60.30.150.075規(guī)范范圍10095~10075~9058~7842~6332~5022~3716~2811~217~154~8左10090.4576.8255.9935.4432.312320.3512.667.385.59中10097.7687.9981.3362.9734.2724.1621.3813.257.885.86右10089.2977.1356.6637.1433.1323.5620.8512.957.595.8

6、3平均10093.8182.4868.8349.6333.523.722113.037.685.79從抽檢結(jié)果我們可以得出以下結(jié)論：（1）、左、中、右三點的綜合平均通過率與未攤鋪同批攤鋪混合料的級配相符；（2）、左、中、右三點≦2.36MM篩孔的通過率基本相同，證明≦2.36MM的集料未發(fā)生離析(3)、大于4.75MM以上篩孔的3點通過率差異較大，證明集料顆料的離析嚴重，左右兩側(cè)的粗集料通過率基本相同，說明離析對稱發(fā)生；（4）、粗集料向

7、兩側(cè)分布，左右兩側(cè)大于4.75MM的粗骨料含量為64%，中間為36%，均超出規(guī)定的級配范圍。即攤鋪中心混合料明顯偏粗，兩側(cè)偏細。寬幅攤鋪離析導致結(jié)果是嚴重的，他不僅影響了路面的使用性能，也促使了路面早期破壞，耐久性大打折扣。從現(xiàn)有調(diào)查結(jié)果看，其主要后果表現(xiàn)以下三個方面:：是導致這一結(jié)果的直接原因。因此，我們認為半剛性基層瀝青路面早期局部破壞發(fā)生的主要原因是溫差離析。這一現(xiàn)象在國際上引起高度重視。1996年華盛頓大學的一位研究生，用紅外感

8、溫成像儀對混合料運輸、攤鋪、路面成型和路面破損，進行了全面跟蹤檢測，發(fā)現(xiàn)“溫差離析”是瀝青路面發(fā)生早期局部破損的一個重要原因。當時，這一結(jié)論沒有引起運輸當局的注意，后在州運輸部的資助下，該研究生在更大范圍內(nèi)開展了調(diào)查，最終確認了“溫差離析”的嚴重危害，在國際學術界引起了很大的反響。目前，日本、歐洲等國已全面開展了對這一現(xiàn)象的調(diào)查研究。德國已開發(fā)投入使用。對于我國的施工組織水平和混合料性質(zhì)來說，采用這種工藝措施是必要的，特別是在春秋季節(jié)和

9、趕進度施工中應用，可消除溫差離析，提高平整度和壓實度的均勻性，消除早期局部損壞。2瀝青路面碾壓控制技術2.1施工溫差控制在《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTJ032—94）表7.2.4中，規(guī)定了瀝青混合料的碾壓溫度，以保證在適當?shù)臏囟认?，瀝青混合料能夠壓實到規(guī)定的密度。事實上，規(guī)范規(guī)定壓實度的本質(zhì)是保證瀝青混合料的施工和易性，使其具有可壓實性。很明顯，規(guī)范沒有按瀝青混合料的級配類型、碾壓層厚、瀝青性質(zhì)和施工環(huán)境溫度等因素分類制定，需要地

10、施工過程中根據(jù)項目情況具體分析。但大部分項目上在這上點上沒有實現(xiàn)。包括業(yè)主和監(jiān)理。例如，有些高等級公路瀝青路面各層使用的瀝青標號不同，但要求的碾壓溫度卻相同；有些3CM厚的抗滑表層因降溫快，比4CM甚至5CM厚的中粒式AC層要難以壓實；春、夏、秋三季的溫度差異明顯，但在這三季鋪筑瀝青路面的溫度卻執(zhí)行相同的標準。這些問題涉及到一個共同的技術關鍵——瀝青的等粘溫度。不同標號的瀝青在粘度相同時的溫度不同；不同級配類型的混合料施工和易性不同；不

11、同季節(jié)，下承層溫度和氣溫不同，會明顯地影響混合料的散熱速率。不同溫度下或相同溫度下瀝青的粘度是影響壓實難易程度的重要因素，因此，直接針對瀝青粘度進行施工溫度控制是最有效的途徑。有些國家直接用瀝青粘度對施工溫度進行控制，如美國瀝青協(xié)會2號手冊（MS—2）指出，瀝青混凝土的最佳拌和溫度應是瀝青粘度（運動粘度）1.70.2P相應的溫度，瀝青混凝土的最佳壓實溫度應是與瀝青粘度2.80.3P相應的溫度。我國《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JT

12、J052—93表4.2.3對擊實試驗的溫度也做了同樣的規(guī)定。當前，改性瀝青被廣泛應用，改性劑使瀝青的針入度軟化點均有提高，甚至瀝青抗剝落劑的加入也會使常規(guī)攤鋪溫度下的混合粘度提高?？障堵蚀蠡?qū)雍褫^薄的混合料見感溫速度快，難以碾壓的現(xiàn)象比比皆是。只有縮短碾壓路段的長度或提高初壓溫度，才能保證充分壓實。SMA瀝青混和料添加了纖維，使等粘溫度大大提高，與此同時，馬歇爾實驗的各種溫度必須相應提高，如某特大橋橋面鋪裝層使用了高粘度改性瀝青SMA混

13、和料，其馬歇爾實驗的擊實溫度由常規(guī)的110℃~130℃提高到170℃~180℃，出廠溫度從140℃~165℃提高到180℃~210℃，攤鋪溫度由120℃~160℃提高到170℃~190℃，碾壓終了溫度由大于70℃提高到大于135℃。因此，在實際施工當中，我們要根據(jù)施工氣溫、下承層溫度、鋪層厚度、級配類型、瀝青性質(zhì)等，用等粘度這一概念，監(jiān)測推進控制溫度，使瀝青混合料有良好的施工和易性，保證得到充分的壓實。2.2壓實機械的選型配置瀝青路面攤