瀝青穩(wěn)定碎石基層施工技術(shù)研究

滕旭秋 李曉鐘

[摘要]作為復(fù)合式基層或全厚式基層使用的瀝青穩(wěn)定碎石材料,在我國的使用量逐年增加,但是我國對鋪筑該類基層的施工技術(shù)目前還處于摸索階段。為了解決瀝青穩(wěn)定碎石基層材料的離析問題,應(yīng)合理控制瀝青混合料的拌合、運送、攤鋪及碾壓等過程,以保證瀝青穩(wěn)定碎石混合料具有良好的使用品質(zhì)。

[關(guān)鍵詞]瀝青穩(wěn)定碎石離析施工

中圖分類號:TU5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1220091-01

半剛性基層瀝青路面的早期破壞較為嚴(yán)重,主要表現(xiàn)為路面的疲勞開裂、車轍、早期水損害等破壞形式。而且對該類基層的維修通常是“開膛破肚”式的維修,耗費了大量的人力和財力。而國外采用柔性基層瀝青路面的使用經(jīng)驗表明該類結(jié)構(gòu)可以有效緩解以上病害形式的產(chǎn)生及發(fā)展。瀝青穩(wěn)定碎石基層厚度較大,其集料的公稱粒徑較面層材料的公稱粒徑大,為保證瀝青穩(wěn)定碎石基層的施工質(zhì)量,施工中離析問題及碾壓問題應(yīng)得到充分的重視。

一、瀝青混合料離析的產(chǎn)生

瀝青穩(wěn)定碎石的最大公稱粒徑較大,而瀝青含量又較瀝青混凝土低,因此,在混合料運送、攤鋪及碾壓過程中極易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。瀝青混合料離析通常主要指級配離析、溫度離析和碾壓離析。級配離析是指熱拌瀝青混合料各組成部分在路面上分布不均勻從而偏離了設(shè)計級配,瀝青含量的不均勻則與設(shè)計的最佳瀝青用量不一致,從而使配合比設(shè)計變成了一種擺設(shè),等于瀝青路面的設(shè)計失去了控制。若產(chǎn)生級配離析現(xiàn)象,則混合料易出現(xiàn)水損害或容易產(chǎn)生塑性變形的累積。溫度離析是指瀝青混合料溫度出現(xiàn)較大差異的現(xiàn)象。若瀝青混合料溫度不均勻,碾壓結(jié)束后高溫混合料和低溫混合料的空隙率不同,高溫區(qū)的壓實度高,空隙率小,而低溫區(qū)的壓實度低,空隙率大。低溫區(qū)在重荷載長期碾壓作用下繼續(xù)壓實,高程降低,平整度下降,形成車轍。同時,由于其空隙率大,當(dāng)降雨通過面層滲入基層時,在車輛荷載反復(fù)的作用下,集料逐漸松散、脫落,最后造成基層的損壞,路面的使用壽命縮短。碾壓離析是指在碾壓過程中,由于不同區(qū)域施加的壓實功的變化或瀝青混合料在各種因素影響下自身發(fā)生了一定變化而造成的路面壓實度和空隙率的變異。

二、離析的控制

為防止瀝青混合料級配離析的出現(xiàn),施工過程中應(yīng)確保瀝青混合料與試驗室設(shè)計級配匹配,嚴(yán)格控制料源的粒徑,盡量降低集料的變異性。在瀝青混合料正式拌和時,應(yīng)嚴(yán)格控制混合料的礦料級配,使其在規(guī)定的級配范圍內(nèi),并接近設(shè)計級配。在級配曲線中影響鋪面均勻性較大的是4.75mm和2.36mm篩孔的通過率,應(yīng)接近設(shè)計值。此外還要改變以前做一次生產(chǎn)配合比就不再改變的做法,而應(yīng)每隔一段時間從熱料倉取料進(jìn)行篩分試驗,根據(jù)篩分出的結(jié)果重新調(diào)整生產(chǎn)配比。這樣可大大減少實際生產(chǎn)中的瀝青混凝土的顆粒組成變異性,防止或減少瀝青穩(wěn)定碎石材料的級配離析的產(chǎn)生。正式進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)前應(yīng)進(jìn)行試拌,若試拌效果良好,拌和時的各種參數(shù)在生產(chǎn)工藝過程中不應(yīng)隨意變動。同時應(yīng)隨時對拌和好的混料進(jìn)行外觀檢查,除色澤一致、拌和均勻、無花白料外,粗細(xì)料的分布亦應(yīng)均勻,無粗細(xì)料的散?；蚪Y(jié)團(tuán)現(xiàn)象。否則,應(yīng)及時調(diào)整料溫或拌和時間,這樣便不會發(fā)生不均勻的混合料在攤鋪后出現(xiàn)片、團(tuán)狀離析。

瀝青混合料在運輸、攤鋪時會發(fā)生不同程度的溫度離析。為了降低溫度離析對路面性能的影響。可使用重攪拌螺旋機(jī)構(gòu)來減輕或消除溫度離析。在混合料運輸過程中,不論氣溫高低均應(yīng)用保溫措施,防止混合料表面溫度降低、結(jié)殼、造成溫度離析。

碾壓是瀝青路面施工的一道重要工序,是保證瀝青混合料質(zhì)量、物理力學(xué)性質(zhì)和功能特性符合設(shè)計要求的重要環(huán)節(jié)。要消除碾壓離析就必須改善或消除混合料溫度和級配離析的產(chǎn)生。為防止碾壓離析出現(xiàn),應(yīng)避免自卸汽車與攤鋪機(jī)直接接觸發(fā)生碰撞,保證作業(yè)的穩(wěn)定性;避免停機(jī)待料的狀況發(fā)生,保證攤鋪機(jī)連續(xù)勻速作業(yè),從而可以保證鋪出高質(zhì)量的瀝青混凝土路面。此外,在路面碾壓成型的工藝過程中,要科學(xué)合理的安排初壓,復(fù)壓和終壓所使用的壓路機(jī)的類型和次序。還要嚴(yán)格控制瀝青混合料的攤鋪成型溫度,把碾壓的負(fù)面影響降到最小。

三、施工壓實的要求

由于瀝青穩(wěn)定碎石材料一般是作為基層材料使用,集料的公稱粒徑較大,設(shè)計層厚度一般也較大,因此,傳統(tǒng)的鋪筑瀝青面層的碾壓工藝組合不再適用于瀝青碎石基層。壓實時采用的機(jī)械組合方式及碾壓層厚度都會對最終的壓實質(zhì)量有一定的影響。現(xiàn)場碾壓后發(fā)現(xiàn),將鋼輪壓路機(jī)作為初壓時的碾壓機(jī)械效果不理想,主要是由于瀝青穩(wěn)定碎石混合料的顆粒粒徑較大,并且鋪筑層厚度較厚,在這樣的情況下,靜力光輪壓路機(jī)在初壓時的穩(wěn)壓作用失去意義,基層鋪筑時當(dāng)?shù)貧鉁剌^高,并且層厚較大,因此靜力光輪壓路機(jī)在初壓時的保溫作用也失去意義。鑒于以上原因,在柔性基層的初壓階段不推薦采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。而輪胎壓路機(jī)具有特別好的搓揉作用、密水性效果好、碾壓均勻、不需要灑水、比剛性碾達(dá)到更大的密實度。在初壓過程中采用膠輪壓路機(jī)是考慮到結(jié)構(gòu)層厚度較大,鋪筑層的底部往往是壓實的薄弱環(huán)節(jié),這樣就可以利用輪胎壓路機(jī)的優(yōu)點,在混合料溫度較高時利用該機(jī)械較強(qiáng)的搓揉作用盡快將混合料的顆粒排列緊密,保證攤鋪層的上、中、下三部分盡可能壓實均勻,保證混合料的均勻、密實。鑒于以上原因,在柔性基層碾壓的初壓階段推薦采用輪胎壓路機(jī)。復(fù)壓是壓實的主要階段,由于碾壓層厚度較大,優(yōu)先采用振動壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓。但是在碾壓過程中發(fā)現(xiàn),如果在復(fù)壓初始階段就采用強(qiáng)振碾壓,集料的破碎現(xiàn)象比較明顯,集料表面的瀝青膜被破壞,這對后期瀝青穩(wěn)定碎石的路用性能必將產(chǎn)生一定的負(fù)面作用。而如果在復(fù)壓的初期階段采用弱振形式,則可有效的改善了集料的破碎狀況,但是該種碾壓方式對碾壓時間的要求比較嚴(yán)格,應(yīng)在一定的溫度范圍內(nèi)完成碾壓,否則,由于鋪筑層底部溫度相對較低,容易造成在一定厚度的瀝青混合料的壓實度不能滿足規(guī)范的要求。

四、結(jié)語

根據(jù)實際的瀝青穩(wěn)定碎石基層的鋪筑經(jīng)驗,瀝青混合料在運送、攤鋪及碾壓過程中極易產(chǎn)生級配離析、溫度離析和碾壓離析。本文在總結(jié)實際施工情況的基礎(chǔ)上,針對三種離析提出了控制方法。并對碾壓過程中初壓及復(fù)壓機(jī)械的組合方式進(jìn)行了討論。但是由于現(xiàn)場情況變化較大,如何在施工中合理控制瀝青穩(wěn)定碎石混合料的離析及提高其壓實度,還有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn):

[1]滕旭秋,瀝青碎石基層混合料設(shè)計及碾壓工藝研究,蘭州交通大學(xué)學(xué)報,2007年2月.

[2]張宗明等,大粒徑瀝青混合料柔性基層施工與質(zhì)量控制,交通科技與經(jīng)濟(jì),2008年第二期.

[3]鄭寶存、劉巖,瀝青路面機(jī)械攤鋪工藝及控制,黑龍江交通科技,2007年12月.

[4]劉廣軍,淺談瀝青混合料碾壓離析的產(chǎn)生及預(yù)防,山西交通科技,2008年2月.

[5]李斌、王雪剛等,瀝青路面施工中的離析與防治措施,武漢理工大學(xué)學(xué)報,2007年9月.