近几年,我国经济不断发展,高速公路的发展也变得迅速。这十年来,高速路的通车里程量达到了70万km,在新建的高速路和修建好的高速路中,其路面是沥青混凝土的达到了85%以上。
从数据显示可以看出,沥青在高速路面中的应用是很大的。但是沥青路面在早期的破坏也很大,我国工程界一直致力于研究这个问题,但是还是未得到解决。如果我们想要全面的解决问题,还需要我们做出努力。
根据之前的研究表明:沥青路面早期破坏的原因主要是因为沥青路面的均匀,容易脱层,遇到坚硬的物体会使路面破坏严重,另一个原因是由于沥青混合材料的离析。
那什么原因会导致沥青混合材料的离析呢?首先是沥青自身的原料问题,在沥青原料中,颗粒较大、直径较粗的原料都可能导致沥青的离析,另外沥青的用量如果过大,也可能导致相同的结果。
其次就是混合材料在运输、搅拌过程中导致的离析。
搅拌的温度过高或者用力过大、连续搅拌都会造成离析现象。在运输过程中,路程太远以及热量在运输过程中的流失,这种破坏现象会更加明显,这样的材料会导致在铺路面的时候,间隙率不均匀,从而增加了路面的破坏率。
1、沥青混凝土离析定义
道路中的沥青离析是指某一区域内,沥青混合材料的物质分布不均匀,其中造成离析的原因很多,其主要是温度、路面空隙、及沥青的含量等等。沥青路面的不均匀就会导致路面的快速损坏。
公路早期的路面损坏,如变形、脱层、裂缝等一系列现象都与沥青混合材料的离析有关。
2、沥青混合料的基本力学特性
什么叫做沥青混合材料呢?沥青是由相关物质按照一定比例搅拌而成的一种复合材料。
但是相同的材料往往表现处不同的力学,这个原因很多,最主要的是由于材料的差异和配方的差异。
另外,在不同的温度条件和加载的方式不同也会表现出不同的特性。具有颗粒性和黏弹性是沥青混合材料的基本力学特征,颗粒性和黏弹性也具有自己的特征,下面就他们的特征做出说明:
沥青混合材料的颗粒性是由颗粒和矿料组成,颗粒的强度很大,它的力度远远超过混合材料的强度,如果在外力的刺激下,颗粒的结构就会发生翻天覆地的变化,颗粒分子之间相互摩擦、移动,最终导致它的结构破坏严重,最可悲的是难以恢复到原来的结构。
沥青混合材料的黏弹性主要与三个方面有关,其表现出来的特性就是:破坏的强度和刚度与速率有很大关系,速率越大,其强度和刚度就会增加。
我们学过物理都知道,不管哪种材料,它的力学特征跟温度是分不开关系的,比如橡胶之类的东西,温度越高,它所表现出来的特性就越软,强度和刚度都发生了巨大的变化,相同原理,沥青混合材料所表现出来的特性也是一样的。
通过沥混合材料的两种特性,我们清楚的了解到温度对其特性的影响,不仅影响其强度,也影响它的刚度,这就说明我们在施工过程中,合理的控制温度,对沥青混合材料的离析可以起到很好的作用。
在各种相互作用下,内在结构和参数的变化都将影响沥青混合材料的的强度和有关性能。
集料的空隙率是很可能因为一些原因而改变的,这就导致沥青混合材料的耐久性、黏力和抗疲劳性都受到一定的影响。
如果组成材料相同,那怎样才能或得最大的强度呢?通过实践我们可以得出:强度根密度相互相互影响,密度高强度就大。
而密度又与温度分不开关系,由此我们可以得出:温度对路面的均匀性和耐久性所产生的影响。
3、沥青混合料离析的机理及其控制措施
集配离析和温度离析是两种能够导致沥青混合材料离析的主要因素,在两种离析的比较下,温度离析的形成机理和控制比级配离析简单,所以本文就主要对大家都比较陌生的级配离析做出研究,希望通过研究,能得到相应的控制措施。
粗细集料离析又可分为两种,分别是骨料离析和填料离析,其中,在材料的搅拌过程中,就会形成沥青的填料离析,原因也不复杂,比较简单,也容易得到控制,所以本文就对骨科离析进行谈论,了解他的力学现象。
我们通过了解骨科颗粒的受力特征的差异,可将沥青路面的施工过程分为三个阶段:包括材料的装卸过程、运输过程、材料的布置过程。
3.1装卸料过程的离析及其控制措施
在装卸过程中,混合材料受到挤压、抛投,在这个自由落体的运动中,根据相关的数据提示,我们可以知道:颗粒越大的材料就越会动,动力也就越大。所以粗骨颗粒比细骨颗粒更容易向下滚落,粗骨颗粒受到的压力就越大。
我们通过做实验得出:如果装卸材料的地方是倾斜的或者成椎体,混合粗骨颗粒材料和细骨颗粒材料后,在相同的阻力条件下,细骨颗粒由于体积较小,动力就越小,滑落的时候就会只停留在混合材料的表面,而粗骨颗粒,由于面积较大,在滚落的时候受到更大的动力,就堆积在了混合材料的底部。
这种情况就会导致细骨颗粒和粗骨颗粒相互分离,也就出现了所谓的混合材料离析现象。
我们通过分析可以得到:减小粗骨颗粒的动力,在装卸过程中降低高度和速度,有利于骨料离析的发生。
所以我们在装料的时候,要求运输的车辆必须缓慢移动,使骨料充分混合,也可以实行多次分批装卸骨料的方法,其目的都是较少骨料离析的几率。
3.2水平运输和传输过程的离析及其控制措施
接下来我们谈谈材料在运输过程的相关分析,在车辆的运输过程中,里面的材料除了受到重力的作用外,车辆的加速减速等都会对材料造成影响。
车辆装好的材料在传输的过程中也要特别注意,这个过程尊容易造成离析的状态,料车的车厢倒料完毕必须马上撤出,下一料车就马上卸载物料,做到步骤的连续性。
咱们卸料的正确步骤如下:车厢内的物料倒入接料斗后,要避免接料斗翻转的速度过快,较少翻斗的次数,当一车的物料倒入完毕后,最好是关闭接斗机的电源,以免接不上下一辆车。
3.3螺旋布料过程的级配离析及其控制措施
在道路的铺面过程中,为了避免沥青离析我们得做到以下几点:
(1)运输车必须要保持平稳,不要急刹和突然拐弯,避免这几个操作步骤。
(2)在一块道路中,我们要联排的开始铺路,最好不要连续的翻动沥青物料。(3)保持平稳的摊铺,装有物料的机械禁止停工,这是减少离析的最有效措施。