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你铺筑的沥青路面碾压后表面泛红吗?

发表日期:2020年09月16日      文章来源:本站原创      浏览次数:      打印本文 打印本文      文章收藏

近年来,我国公路沥青路面在结构设计、材料选择、施工设备、施工工艺及质量监测等上升的了一个新的阶段,路用效果有目共睹。最近,经常接到沥青路面施工现场的电话,说是改性沥青混合料胶轮碾压后出现泛红现象,而不是黑亮光泽,集料表面的沥青膜产生滑移、明显减少、甚至没有了?

你铺筑的沥青路面碾压后表面泛红吗?

更让人困惑的是,发现采用机制砂比石屑出现的这种现象还更加明显,让人费解。其实,泛红现象在普通沥青混合料和改性沥青混合料中均有出现,此种现象对沥青路面的路用性能有影响吗?影响程度多大?

根据多年实践经验,我们总结出现上述现象的原因主要表现以下几个方面:

一、沥青混合料类型影响

沥青混合料类型不同,路面结构层表观、颜色差异也很大。例如同样使用SBS改性沥青,SMA路面结构层压实后表面更黑且有光泽。一方面SMA的油石比大(6%以上)、矿粉多,木质纤维对沥青胶浆、沥青膜发挥重要的稳定作用;另一方面碾压时不采用胶轮压路机或非常有限的胶轮压路机碾压遍数,减少沥青膜揉搓损伤。

AC、Sup等密级配沥青混合料结构,压实后表面都不程度的出现泛红,ATB沥青稳定碎石结构出现泛红现象非常的少。一方面密级配沥青混合料的油石比小(不大于5%);另一方面密级配沥青混合料强调以胶轮压路机揉压为主,高温状态反复揉搓作用下,若沥青与集料的黏附性差,泛红及沥青膜剥离现象更为突出。

据调研,我国沥青混合料早期的细集料普遍采用天然砂或石屑掺配一定比例的天然砂时,由于天然砂表面光滑、黏附性差,泛红现象容易出现。近年来为预防沥青路面产生早期车辙损坏,一方面沥青混合料设计时人为偏粗,若形成良好的骨架密实结构时,碾压过程集料相对位移减少,胶轮碾压过程中容易对同一部位形成反复揉搓,沥青混合料表面温度较高时,也容易出现沥青膜损伤、滑移剥离、泛红现象。

二、沥青组分的影响

沥青四组分中,饱和分为微黄色,芳香分为浅棕色或棕色,胶质为深棕色或黑色,沥青质为黑色。如果沥青组分中的胶质、沥青质含量较少,也在一定程度上降低了沥青的色度,即“黑度”,特别是当普通沥青或改性沥青呈细丝状或者薄膜状时,颜色更浅。由于细集料本身色浅,粘附性较差时集料表面油膜少而薄,沥青膜不足以遮盖集料自身的颜色,以致集料表面裹覆不均匀、颜色暴露或在光照下形成色差。

另外,改性沥青加工时一般都添加抽出油,导致基质沥青的组分发生改变,黄色和浅棕色的组分增加,深棕色和黑色的组分相对减少,某种程度上会加重泛红。

如果采用橡胶改性沥青,表面颜色发黑,基本无泛红的问题。由于废旧橡胶粉吸油特性一般混合料的油石比较大,橡胶粉在沥青中部分裂解,胶粉中的炭黑组分对沥青混合料的黑色有着色和促进作用,因此表面色泽更黑。

三、细集料黏附性的影响

机制砂大多采用石灰岩碎石加工,有人反映使用石屑泛红情况反而要好一些。石灰岩属于沉积岩,一般认为属于超基性碎石,沥青与石灰岩的粘附性较好,这并非绝对。

石灰岩主要由碳酸钙( CaCO3,方解石) 组成,一般石灰岩的CaCO3含量≤70%,呈灰或灰白色,可用于各级公路沥青路面中下面层。我国现行《公路沥青路面施工技术规范》的集料要求时,对集料的方解石的含量未做限制。由于成岩条件不同,所形成的石灰岩也存在结晶形态不同,微观结晶形态不同也会影响其物理性质与化学性质。如一些石灰岩破碎后的解理面非常光滑,方解石的CaCO3含量≥97%,呈晶簇、粒状、钟乳状、致密状,无色或白色,有玻璃光泽。由于方解石表面光滑,理论上其与沥青的粘附性较差,在沥青路面铺筑过程中会出现高温崩碎或者高温碾压分裂现象。还要一些石灰岩破碎后的解理面杂乱无规则,这必然影响其与沥青的粘附性。但凡沥青混合料碾压成型后出现不发黑、发亮等现象,与石灰岩细集料表面沥青裹覆不足、黏附性及吸油性差息息相关,更容易导致沥青膜迁移、损伤。

可以看出,机制砂母岩黏附性差时,在胶轮压路机反复搓揉力作用下,矿料表面沥青膜被推移而出现泛红现象。另外这种沥青膜的推移与矿料的粒径和表面特征密切相关,机制砂矿料颗粒越小,沥青粘附在矿料表面的湿润角越大,反之亦然。而湿润角越大,粘附力就越小;其次,这种沥青膜的推移与矿料颗粒表面的粗糙程度也不无关系。

石屑颗粒表面比机制砂表面要粗糙是不争事实,石屑颗粒是破碎出来的,其破碎面是粗糙的,加之石屑存在一定的含泥量,吸油性要好;而机制砂是磨制的,表面是相对光滑,湿润角也大,如果石灰岩母体的黏附性差,沥青混合料的粘附性必然变差。因此,这也就是细集料与胶轮接触面沥青膜变薄或不复存在、沥青混合料表面泛红主要原因之一,也间接说明一线人员采用优质石屑反而泛红现象相对少些的根本原因。

四、植物油隔离剂的影响

钢轮压路机在碾压过程中通常喷水隔离,钢轮表面始终有一层水膜,将钢轮和高温沥青混合料隔开,使混合料不至于粘轮。胶轮由于是柔性的,与沥青混合料的接触面积大,对普通沥青混合料,当轮胎被热混合料加热后,即使不刷隔离剂也不会粘轮;对于改性沥青由于粘度大,胶轮碾压过程中,通常采用植物油作为隔离剂,这在以往的路面施工中也常见。当集料与沥青粘附性较好时,其副作用表现得并不明显。如果集料与沥青粘附性较差时,对于路面泛红现象起到了极大的助推作用。菜油的化学成份为脂肪与甘油酯,这是一种润滑剂,也是一种增塑剂,高温下改性沥青很容易被菜油所溶解稀释,当菜油与面层沥青接触后,高温下改性沥青被塑化、稀释,集料表面的沥青膜更易产生位移而暴露出集料本色,导致泛红现象加剧。

五、泛红对路面使用性能的影响

综上所述,沥青路面碾压后泛红是沥青与集料的粘附性差引起的。一方面是由于沥青组分的影响,另一方面是细集料与沥青粘附性差有关;其次与细集料颗粒形状、表面特征等有关,再者与碾压过程中人为隔离措施有关。若多方面影响因素叠加,将导致沥青路面表面出现严重泛红、沥青膜剥离现象。可以看出,出现上述现象对沥青路面表观质量影响显著。从现场反馈来看,如果压实度得到了充分的保证,其路面路用性能还未出现明显的影响(有待长期观测)。

你铺筑的沥青路面碾压后表面泛红吗?

近年来,我国公路沥青路面基于物联网和云计算的智能施工技术跨入了令人振奋的新时代,智能施工技术能够及时地采集施工中的数据,有效减少施工关键指标数据波动,提高沥青路面施工的均匀性,提高了沥青路面施工质量,延长了路面使用寿命。对于沥青混合料和现场施工技术人员而言,在享受新技术带来高效体验的同时,施工过程中出现的新现象、新问题及异常现象让人十分困惑。我们认为沥青路面是一项复杂的系统工程,值得同行开展全面系统的研究,有效确保表观质量与内在质量,是实现交通强国和高质量发展的必由之路,也是交通人新时代的使命和追求目标。



TAGS: 沥青路面泛红 沥青路面碾压后泛红 沥青膜剥离现象

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