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沥青混凝土路面离析现象的检测方法
日期:2006-01-13来源:作者:gongluyanghu
沥青混凝土路面离析现象的检测方法

陈  军                      刘常福

沈阳高等级公路建设总公司        辽宁驰通公路工程监理事务所





摘  要:通过在沈大高速公路改扩建工程试验段路面施工过程中的具体实践,对形成路面离析现象的原因和几种检测方法进行了详细的讨论。    



关键词:路面离析检测方法  沥青路面    





沥青路面的离析现象是由于路面总的沥青混合料集料级配满足规范要求,但因局部地方粗细集料分离,造成该处集料级配不满足规范要求而产生的。    



  沥青路面的离析现象会导致沥青路面的早期损坏,大大缩短沥青路面的使用寿命,对沥青路面的性能影响较大是引起路面水损坏现象的基本原因,尤其是在北方,桥面的沥青混凝土铺装层出现离析时,在冬季就会使除雪剂透过沥青铺装层渗入到桥面水泥混凝土表面上,对水泥混凝土桥面产生腐蚀现象,影响桥面的使用寿命,给工程带来损害。研究表明,由于离析的影响沥青路面的使用寿命大大缩短,严重离析的路面其使用寿命可能会减少50%以上。目前一些国家对沥青路面离析的研究非常重视,已经开展了防止离析的相关研究,一些国家还将离析指标作为路面工程验收的依据之一。现就在沈大高速公路改扩建工程试验段路面旋工过程中,应用的几种检测路面离析现象的方法简介如下:



1 视觉观察法    



  视觉观察法即根据路面的表观状况和调查者的经验进行离析检测的方法。是一种主观的判别方法,有一定的局限性,同时只适用于大粒径及较粗的沥青混合料,对于小粒径和细级配的沥青混合料并不适用。视觉观察法没有明显的离析程度评定标准,且不同的调查者之间有时会产生分歧。在路面施工过程中,离析现象普遍存在,只是程度不同而已。典型的类型有:    



  由摊铺机收斗引起的。这是因为运料车在卸料时混凝土中的大料滚落到摊铺机料斗的两端,摊铺机在将中间的细料摊铺完后,再收斗将料斗两端的大料摊铺到路面中,在路面上形成规则的、间隔一致的离析。离析处摊铺机中央区域细料多,比较密实;摊铺机两侧粗料集中,细集料、沥青含量少,空隙率较大,表面纹理很深,熨平板较宽时这种现象较明显,可通过多台摊铺机旋工来避免。    



  带状离析也是一种较普遍的现象,通常出现在摊铺机中央或两侧的地方。上、中、下面层均有这种情况出现,一些标段始终存在这一现象。产生这种情况的主要原因是摊铺设备或摊铺机操作的问题,如熨平板安装不当、螺旋输送器转速不够、摊铺机卡料等。这些现象可以通过设备的更新与维护、操作手的培训来消除。    



  接缝离析分为纵向接缝和横向接缝两种。纵向接缝离析是由于接缝处混合料或多或少就会在接缝处产生离析现象,两台摊铺机的摊铺厚度不同及混合料碾压的温差过大也会引起离析,如果两台摊铺机摊铺的厚度不一致,则接缝处厚度小的一侧不容易压实。由于纵向接缝处位于行车道处,轮载作用的次数多,因此应高度重视。横向接缝离析是由于熨平板预热时间不够、先摊铺的混合料温度较低、起车速度过快等原因造成的,基本属于工序问题,在摊铺时可先摊铺刚出厂的温度较高的混合料,保证熨平板的预热温度等措旋来避免。    



  桥面沥青混凝土铺装层离析,主要原因是碾压不当所致。因为桥面沥青铺装层较薄,混凝土摊铺后温度散失较快,加上桥面的水泥混凝土强度较高和大吨位碾压机械的原因,很容易导致沥青混凝土产生离析现象。可通过调整压路机的振幅和频率或不采用振压,通过高温碾压、增加碾压遍数等办法,确保桥面部分的沥青混凝土达到设计要求的压实度,减少空隙率。    随机离析在旋工中也会发生,设备故障、摊铺机停机、混凝土拌和站生产的混合料波动过大、碾压不及时等都可能造成随机离析。



2 铺砂法    



  路面离析区域与非离析区域的表面纹理会有明显的变化,可以通过铺砂法测量路面的构造深度,评定路面离析程度。    



  加拿大采用离析处路面的构造深度与非离析处的构造深度的比值(TD离析处/TD非离析处)来评定离析的程度.但由于集料材质、混合料级配以及施工工艺均影响路面的构造深度,即使相同级配类型,不同段落间的构造深度也会有所不同,很难确定某种级配的标准构造深度。因此我们采用国内的研究成果:    



  TD离析处/TD平均为离析的评定指标,其中TD平均为检测路段构造深度的平均值。其标准为:表1离析评定标准  



  评定条件                轻度         中等        严重



  TD离析处/TD平均    1.3~1.6       1.6~1.9      >1.9



3 钻芯法    



  钻芯取样,分析芯样的材料组成及芯样密度,以评定离析的程度。由于路面离析处级配、沥青用量、芯样密度都可能发生变化,因此都可作为评定指标。我们结合实际的施工水平和国内的研究成果,采用如下指标作为检测标准:



表2离析评定指标



  检测指标             轻度离析         中等离折             重度离析



  级配的变化           1个筛孔>5%     1个筛孔>10%           2个筛孔>10%



  密度差(g/cm2)         O.04~O.06      O.06~0.08           >O.08



  沥青含量变化(%)       O.2~0.4        O.4~0.6            >0 6



  另一种方法是在摊铺机后面取样,分析混合料级配、沥青用量的变化来评定离析的程序。



4 核子密度仪法    核子密度仪可以检测路面的密度,根据检测路段密度的变化范围,确定该路段离析的程序。核子密度仪是路面无破损检测的重要手段,采用核子密度仪检测具有快速、简便、且对路面无损坏的优点。但由于路面离析处粗集料集中的地方,级配偏粗、沥青用量也偏少,该点的密度值未必会小,因此核子密度测定仪有可能检测不出这种离析。   



  国外也有采用核子法测定离析的标准,如在美国如果密度差异超过0,163g/cm0就认为路面离析,或如果离析处的密度与非离析处的密度之比值是在98%~95.1%,就认为是明显离析,如果低于95%就认为是严重的离析。    



  我们根据施工现场的实际情况和与钻芯法的对比,并参考国内一些省份的经验决定采用以下的标准。



  表3核子密度仪法评定离析的标准



  检测项目           轻度离析        中等离析        严重离折



  密度差(g/cm3)      0.04~O.06      0.06~O.08         >0.08



5 红外摄像仪法    



  热沥青混合料在运输、摊铺过程中,由于不同位置的混合料温度下降不一致,在相同的压力作用下,沥青混合料的体积性质不同而产生温度离析。温度离析常见的情况发生在运料车表面的混合料,摊铺机两翼的混合料及两台摊铺机梯队作业的接缝处。温度离析与压实度不足是一致的,这里只提出一个概念。    



  红外摄像仪是观察和控制温度离析的有效方法。红外摄像仪通过拍摄沥青混合料表面的红外辐射波,绘制出整个区域内的热沥量分布图,根据路面沥青混合料的温度值来判定是否离析。我们采用的是美国国家沥青试验中心(NCAT)推荐的温度离析判定标准。标准如表4。



  表4温度离析判定标准   



  判定条件    轻度    中等    严重



  混合料温度差11-16  17-21   >21



  度离析主要表现在以下几个方面:



  (1)装料车装料后覆盖不及时或运输中时间过长,沥青混合料表面温度较低;    



  (2)两台摊铺机梯队作业碾压不及时,先后摊铺的混合料在接缝两侧形成温度差异,从而生产接缝碾压不实现象;    



  (3)运料车卸料时不连续形成冷料聚集在摊铺机螺旋送料器中央,形成明显的温度离析带。    温度离析可通过良好的覆盖及紧跟碾压的措施来解决。





(摘自:《辽宁交通科技》)

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