沥青路面施工中的离析现象分析及控制措施应用研究

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董朝阳

南阳市卧龙区交通服务中心，河南南阳 473000

摘要：为解决沥青路面施工离析问题，提高道路建设质量，文章以AC-13、AC-20、AC-25沥青混合料为研究对象，深入研究了集料离析及温度离析的控制措施，并依托具体工程验证了其应用效果。研究结果表明，精准控制最大公称粒径及其邻近区间集料通过率，可有效防止集料离析现象的发生；采用文章提出的温度离析改善措施后，混合料在初压、复压施工过程中仅发生轻度的温度离析现象，工程应用效果良好。

关键词：沥青路面；离析；控制措施；公路工程

中图分类号：U445.4

沥青路面作为当前高等级公路的主要路面结构形式，其施工质量直接关系道路交通的流畅性与运营安全性。然而，在沥青路面施工过程中，离析现象作为一种常见的质量问题，影响路面平整度、耐久性及使用寿命，容易造成车辙、裂缝等路面病害，严重降低道路行车的舒适性，增加后期的养护维修成本。

1工程概况

某公路工程全长10.6km，为双向四车道，路面上、中、下面层分别为AC-13细粒式沥青混合料、AC-20中粒式沥青混合料及AC-25粗粒式沥青混合料。

2　沥青混合料离析种类

2.1　集料离析

集料离析主要特征在于粗、细集料在混合料内部空间的分布不均，部分区域粗集料聚集，而其他区域则细集料集中分布。该现象在雨后初干路面尤为明显，粗集料聚集区域因缺乏细集料填充，表面缺乏水膜覆盖，无反光现象；细集料集中区域则表面光滑，反光现象明显。

2.2　温度离析

温度离析是指在沥青混合料生产、运输、摊铺、碾压施工全过程中，由于温度分布不均匀，导致沥青混合料性质产生差异，严重影响沥青路面的压实度、空隙率及最终的道路使用性能。例如，在沥青混合料从拌和站到施工现场的运输过程中，由于运输车辆保温性能不佳或运输时间过长，造成沥青混合料温度急剧下降，导致车厢内部各处的混合料温度存在差异。此外，摊铺作业中断，如摊铺机因故暂停工作，会进一步加剧不同施工段落间的混合料温度差异。

3　沥青混合料集料离析

3.1　集料离析检测方法

（1）铺砂法

铺砂法是通过测定检测点的构造深度，从而评价沥青路面离析程度的一种检测方法。已有研究结果表明，沥青路面集料发生离析后，路面表面宏观构造将发生变化，粗集料离析位置处，表面粗糙程度较大；而细集料离析位置处，表面粗糙程度较小。然而，该检测方法存在检测速度慢、无法给出全面性评价的缺点。江苏省通过深入研究铺砂法试验，提出了沥青混合料离析的判定标准，如表1所示：

表1沥青混合料离析判定标准

评定条件	无离析	轻度离析	中等离析	严重离析
TD离析处/TD平均	≤1.3	1.3-1.6(含)	1.6-1.9(含)	>1.9

（2）钻芯法

钻芯法作为一种常用的检测方法，其基本原理为通过在路面上钻取芯样，测定芯样毛体积密度与标准密度的比值，从而判断沥青混合料的压实度和密度是否满足要求。若芯样密度或压实度与标准值存在显著差异，则表明该区域存在离析现象。钻芯法检测结果的准确性受取芯位置及检测频率影响，难以全面评价路面的均匀性。基于已有研究成果，该文提出了钻芯法离析的评价标准，如表2所示：

表2钻芯法离析评价标准

判定结果	密度差/(g•cm-1)	级配差值/%	沥青用量/%
无离析	≤0.04	—	≤0.2
轻度离析	0.04-0.06(含)	1个筛孔>5	0.2-0.4(含
中度离析	0.06-0.08(含)	1个筛孔>10	0.4-0.6(含
重度离析	>0.08	2个筛孔>10	>0.6

3.2　集料离析结果分析

选择路面上、中、下面层AC-13、AC-20、AC-25三种不同类型级配沥青混合料作为研究对象，以级配差值作为集料离析程度的判别标准，采用钻芯法分析各层混合料的集料离析情况。

3.2.1　AC-25集料离析情况分析

在路面下面层钻取3个芯样，进行抽提筛分试验并绘制生产级配与各芯样筛孔通过率的曲线图，结果显示3个芯样均偏离生产级配。计算芯样筛分结果在各筛孔处的通过率与生产级配在各筛孔处通过率的差值（即级配差值），分析其离析程度，具体计算结果如表3所示：

表3　各筛孔离析结果

筛孔/mm	级配差值/%
芯样1	芯样2	芯样3
26.5	0.0	1.4	0.0
19	10.9	4.5	3.5
16	9.5	6.2	6.3
13.2	11.4	5.3	7.6
9.5	3.7	10.8	5.9
4.75	6.2	4.9	4.5
2.36	2.0	2.1	2.3
1.18	1.2	2.4	1.9
0.6	0.5	3.0	1.2
0.3	0.3	1.3	2.4
0.15	0.3	1.1	1.0
0.075	0.4	0.6	0.7

依据表2的离析评价标准，分析表3结果可发现：芯样1中存在2个筛孔处级配差值＞10%，因此可判定为重度离析；在芯样2中，筛孔9.5mm处的级配差值＞10%，其余筛孔尺寸处级配差值均＜10%，因此芯样2属于中度离析；芯样3中的各筛孔级配差值均＜10%，但存在3个筛孔处的级配差值＞5%，属于轻度离析。

3.2.2　AC-20集料离析结果分析

按上述步骤，对路面中面层进行钻芯取样，经抽提筛分后计算各筛孔处通过率差值以分析中面层AC-20混合料的离析情况。计算结果显示：芯样1中各筛孔的级配差值均＜10%，但存在2个筛孔处级配差值＞5%，属于轻度离析；芯样2、芯样3中各存在1个筛孔处的级配差值＞10%，属于中度离析。

3.2.3　AC-13集料离析情况分析

对路面上面层AC-13混合料进行钻芯取样，抽提筛分后计算级配差值以分析上面层AC-20混合料的离析情况。结果显示：3个芯样均属于轻度离析。

3.3　集料离析控制措施

3.3.1　配合比设计阶段

一般来说，最大公称粒径及其邻近区间的集料含量偏高时，较小粒径集料则相对减少，导致粒径分布失衡，容易发生集料离析现象。因此，在配合比设计阶段，应针对最大公称粒径及其邻近筛孔的通过率进行精细化调整。已有相关研究表明，适当增加混合料沥青用量，既能显著提升路面的抗老化能力，延长道路使用寿命，又可有效遏制离析现象的发生。

3.3.2　混合料生产与运输阶段

拌和楼冷料仓应增设足够高度的隔板，以隔绝相邻料仓间的物料干扰，保证集料初始分布的均匀性，防止混料现象发生。同时，冷料仓底部采用矩形开口设计，并辅以振动器技术，实现冷料均匀出料。此外，需对振动筛进行定期检查，一旦发现振动筛破损，应立即更换，以防超粒径集料混入热料仓，导致级配发生偏离。定时对搅拌机进行检查，确保搅拌叶片无脱落现象，保障混合料在搅拌过程中充分混合，降低离析风险，提升混合料的拌和质量。在混合料装车过程中，应按照前、后、中顺序呈“品”字形进行装料，避免粗、细集料出现分离现象。在混合料运输过程中，运输车辆应保证匀速行驶，切忌急停、急刹。

3.4　改进后集料离析情况分析

该项目严格按照上述控制措施进行试验路段的铺设，为验证应用效果，对中、下面层混合料进行钻芯取样，抽提筛分后计算各芯样的级配差值以评价其离析情况。

中面层计算结果显示，3个芯样均未发生离析；下面层计算结果显示，芯样1、芯样3未发生离析，芯样2发生轻度离析。由此可见，采取合理设计配合比，以及加强生产、运输阶段的质量控制等措施，可以有效降低混合料集料离析的发生概率。

4　沥青混合料温度离析

4.1　温度离析检测方法

红外热成像法是当前一种常用的沥青路面离析非接触式检测方法，其检测原理基于红外热成像技术，通过检测沥青混合料在摊铺和压实过程中的温度分布，直观反映沥青混合料的离析程度及区域。在实际应用中，通常使用红外热像仪进行现场热图像拍摄，然后借助相应技术处理生成热能量视图，从而方便相关技术人员清晰地观察沥青混合料的温度差异。其中，颜色较深区域代表温度较低，而颜色较浅区域则代表温度较高。该方法适用于正在摊铺的路段，可广泛用于施工阶段。该项目采用NCAT温度离析的评价标准，具体如表4所示：

表4　温度离析评价标准

判定结果	温度差/℃
无离析	<10
轻度离析	10-16
中度离析	17-25
重度离析	>25

4.2　温度离析情况分析

采用红外热成像仪，对沥青混合料从生产到碾压各个施工工序进行温度检测，以分析其温度离析情况。

4.2.1　拌和过程

选取同一出料口的三块区域，采用红外热成像仪进行拍摄。热成像图显示，三块拍摄区域中，混合料的最高温度为192℃、最低温度为189℃。由此可见，在混合料从出料口装载至运输车的过程中，已发生轻微的温度离析现象。

4.2.2　运输过程

在混合料运输过程中，选取运输车上6块测区，采用红外热成像仪对混合料温度进行检测。结果显示，在6块测区中，最高温度为189℃、最低温度为165℃，最大温差达到24℃。由此可看出，在运输过程中，运输车辆内部混合料已发生中度温度离析，且与外界环境发生热交换最多的车厢顶部和两侧位置处的混合料温度下降最快。

4.2.3　碾压过程

采用红外热成像仪拍摄沥青混合料在初压、复压、终压过程中的温度场分布，具体情况如表5所示。

表5　混合料碾压过程中温度离析情况

碾压工序	最高温度/℃	最低温度/℃	温差/℃
初压	184	146	38
复压	162	145	17
终压	145	130	15

由表5结果可看出，随着碾压工序推进，混合料温度不断下降，温度离析程度也逐渐降低，已由初压时的重度温度离析，转变为终压时的轻度温度离析。其中，红外热像图温度场分布情况显示，混合料温度离析主要呈现带状及点状两种分布形态。

4.3　温度离析控制措施

在沥青混合料运输环节中，应使用专用隔热防护棉布全面覆盖混合料表面，有效隔绝外部环境与沥青混合料的直接接触，降低因空气对流引起的热量散失。压实阶段，严格监控初压、复压及终压环节碾压温度，保证在最适宜施工温度窗口内完成压实作业。为避免沥青混合料在压实过程中因温度下降过快而影响道路使用性能，应尽量缩短碾压周期。此外，需根据工程情况合理调配压实机械，提供充足的设备支持，确保碾压作业能够在规定温度阈值内高效完成。

4.4　改善效果分析

在采取以上控制措施后，再次使用红外热成像仪对混合料碾压全过程进行温度拍摄，结果如表5所示：表5碾压过程温度监测结果

碾压工序	最大温差/℃
初压	15
复压	13
终压	9

由表5可知，沥青混合料在初压、复压、终压阶段的最高温度与最低温度之差分别为15℃、13℃、9℃，因此，可判定在混合料初压、复压施工过程中仅发生轻度的温度离析现象，而终压施工过程中则未出现温度离析情况。

5　结语

该文通过对沥青路面施工中集料离析及温度离析的控制措施的应用开展研究，得出如下结论：第一，路面上面层AC-25混合料的抽提筛分试验结果显示，3个芯样均偏离生产级配；芯样1属于重度离析，芯样2属于中度离析，芯样3属于轻度离析。第二，在采取覆盖专用隔热防护棉布、严格监控碾压温度等控制措施后，混合料在初压、复压施工过程中仅发生轻度的温度离析现象，而终压施工过程中未出现温度离析情况。

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作者简介：董朝阳（1982—）男，河南南召人，本科，现任职于卧龙区交通服务中心，副主任，研究方向为道路与桥梁工程。

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