热拌沥青混合料离析研究论文

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摘要：就沥青混合料及沥青路面的离析类型进行了分类，重点介绍了美国几种新型的热拌沥青混合料离析检测判别方法，并对其相应的检测标准进行了归纳总结。

关键词：沥青混合料离析研究

1前言

沥青路面离析是在指路面某一区域内沥青混合料主要性质的不均匀，包括沥青含量、级配组成、添加剂含量以及路面的空隙率等，从而加速了沥青路面的损害。高速公路沥青路面的一些早期损坏，如由水损害造成的网裂、形变和坑洞、局部严重辙槽、局部泛油、横向裂缝多、新铺沥青路面的构造深度不均等等，都与沥青混合料的离析相关。

沥青混合料的离析问题引起了国际上普遍的重视。1997年美国沥青路面施工技术协会（NAPA）对沥青路面离析的原因进行了系统的分析，针对热拌沥青混合料在拌和、生产、运输及摊铺过程中易出现离析的环节进行了研究，并提出了相应的解决措施。2000年美国国家沥青技术中心（NCAT）承担了公路联合研究项目“热拌沥青混合料路面的离析”（NCHRP441），重点研究了沥青路面离析的判别检测方法及离析对沥青路面路用性能的影响。本文将主要介绍国外热拌沥青混合料离析的研究进展及研究成果。

2离析的种类

沥青混合料生产过程中，石料堆料方式及运输、混合料拌和、储存、运料车装卸料及摊铺的任一环节中均有可能产生离析，导致沥青混合料不均匀。

2．1沥青混合料的离析种类

从宏观上讲，热拌沥青混合料的离析大致有三种类型：

(1)级配离析热拌沥青混合料在生产、运输、摊铺过程中的不当操作造成混合料粗细集料分布不均，产生离析。粗骨料较为集中的地方沥青路面的空隙率较大、沥青含量低，导致沥青路面产生水损害及耐久性降低，从而产生疲劳裂缝、坑洞以及剥落等其它病害；细集料较为集中的区域沥青路面的空隙率小、沥青含量大，容易产生车辙、泛油等病害。

(2)温度离析热拌沥青混合料在运输、摊铺的过程中，由于不同位置的混合料温度下降不一致，导致混合料的温度差异，产生温度离析。运料车表面的混合料、运料车车箱的两侧以及摊铺机两翼的混合料易产生温度离析。

(3)集料—沥青离析含油量较大的混合料易发生这种离析，类似于沥青混合料的析漏，SMA混合料易产生这种离析。

2．2沥青路面离析的种类

沥青路面常见的离析一般可分为五种类型：

(1)卡车末端离析在刚摊铺完的一幅内会出现翼状的离析，翼状的离析区域粗骨料比较集中。与原设计相比，这些离析区域的混合料级配更像开级配，如果离析较为严重，沥青路面短期内将会破坏，路面出现坑洞。卡车末端离析主要原因是卡车不正确的卸料及摊铺机每次把运料车卸料铺完后才装料。

(2)中线离析中线离析一般是摊铺机中线附近的粗集料较为集中，这是由于摊铺时混合料由摊铺机料斗卸到螺旋布料器时，粗集料滚到螺旋布料器的变速箱前面，并且集中在摊铺机的中间而造成了中线离析。

(3)接缝／边缘离析这种离析通常出现在摊铺宽度的边缘，其原因是由于摊铺机的螺旋布料器的转速不够，从而导致粗集料滚到了摊铺区域的边缘而形成了级配离析。

(4)卡车末端离析／一端离析这是卡车末端离析的一种特殊形式，通常是拌和楼热料仓不正确进料而引起的。

(5)随机性离析随机性离析的原因较难确定。一般来说，连续性拌和楼和间歇式拌和楼均会出现随机性离析，施工中的各环节也会造成随机性离析。

3沥青路面离析的判别及测定

3．1常规的测定方法

(1)视觉观察该法适用于大粒径及较粗的沥青混合料，不适用于小粒径和细级配的沥青混合料。该法是一种主观的判别方法，无法量化，有一定的局限性。

(2)铺砂法离析区域与非离析区域沥青路面表面纹理深度会明显变化，可通过铺砂法确定路面离析的程度，但这种方法比较费时。加拿大安大略省采用离析处路面的构造深度与非离析处路面构造深度的比值来判定离析的程度，并已列入安大略省规范OPSS313。

(3)取芯法取芯法是一种传统的破坏性密度检测试验，通过在离析区域钻芯取样，分析芯样的沥青含量、级配组成、试件密度及空隙率，通过与设计值或标准值的比较来判定路面离析的程度。美国沥青施工技术协会（NAPA）根据沥青混合料级配组成、空隙率及沥青含量指标的变化，判断沥青混合料的离析程度，具体标准见表2。

(4)核子密度仪测定法美国一些部门采用核子密度仪来测定路面离析。佐治亚州在路面上铺砂，使核子密度仪在背反射模式下测定路面密度，如果密度差异超过0．163g／cm3，就认为路面离析。堪萨斯州采用核子密度仪在路面上测4条纵向密度线，如果密度差异大于0．08g／cm3或最小值比平均值小0．04g／cm3就认为路面离析。爱荷华州的判定方法为：如果离析处的密度与非离析处的密度之比值在98％～95．1％，就认为是明显离析，如果低于95％就认为是严重离析。

由于路面离析处粗料集中的地方，级配偏粗、沥青用量偏少，因此该处的密度未必会小，核子密度测定仪可能检测不出这种离析。另外采用核子密度仪测定不同级配沥青混合料时检测结果差异较大，这对用核子密度仪检测、判定沥青混合料的离析造成了一定的难度。

3．2新型的检测方法

(1)红外摄像仪检测法通过红外摄像仪绘制整个路面区域的热量分布图，从而检测和解决施工中出现的温度离析现象。用红外摄像仪检测有现成的软件分析热量分布图，可评价路面施工质量。美国国家沥青技术中心(NCAT)通过“热拌沥青混合料路面的离析”(NCHRP441)课题的研究，给出了路面及混合料温度离析的判断标准，见表3。

红外摄像仪检测法只能探测到路面表层的温度，不能对混合料的温度差异原因进行判断。红外摄像仪主要用于施工过程控制，对施工完成后路面的离析评价精确度不够。

(2)探地雷达(GPR)检测法探地雷达检测技术主要用于检测路面结构的厚度和评价路面下卧层的含水量，并可探测路面各层的性质变化。探地雷达可车载，有系统的数据采集分析软件，适用于在建和完工后的路面检测。

探地雷达对新拌混合料中的空隙率变化比较敏感，而对路面中的沥青和集料含量的变化敏感性较差，这就意味着探地雷达不能检测沥青路面中沥青及集料含量变化。探地雷达分析软件只能用来评价路面各层面的性质变化，此外探地雷达还不能实时评价分析数据。

(3)探地雷达与红外摄像仪联合测定法NCHRP441课题研究报告表明，可利用探地雷达与红外摄像仪联合测定沥青路面的离析，利用探地雷达(GPR)可分析路面材料随深度变化的性质，利用红外摄像仪判断和测量路表面的离析，综合利用这两种设备就可以测定沥青路面性质的三维剖面。

(4)轻型核子密度测定仪通过轻型核子密度

仪测定沥青路面的沥青含量及沥青混合料的密度，并判别沥青路面的离析。轻型核子密度仪可手持操作，简单方便。但在每个工程检测之前，轻型核子密度仪必须先进行校验才能使用。同时要注意到，沥青路面的含水量变化将影响轻型核子密度仪测定结果的精确度。

(5)激光构造深度仪激光构造深度仪可高速连续测量沥青路表面的纹理轮廓，检测的数据类似于视觉观测得到的路面纹理构造数据。激光构造深度仪比较轻便，可车载，并且能实时进行数据分析。

激光构造深度仪只能测量路表面构造深度，不能测量路面随深度变化的不均匀性。激光构造深度仪的测量精度与车速相关，当车速较慢时，分辨率较高。值得注意的是，路面的潮湿程度会直接影响激光构造深度仪激光梁的变形，从而影响检测结果。

NCAT推荐ROSAN车载式路面构造深度仪进行沥青路面离析的检测，推荐评定标准为：根据混合料设计的级配、最大粒径，计算路面的构造深度ETD，依据路面实测的构造深度与估算的ETD的比值来判定混合料的离析，具体标准见表4。

4结束语

我国新建高速公路早期水损害的现象比较严重，为了防治早期水损害，各地采取了一系列措施，也取得了较好的效果，但沥青混合料离析及不均匀的问题没有得到根本解决。希望通过本文的介绍，对解决我国热拌沥青混合料离析问题有所帮助。