影響瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的因素

任國化

中交二公局東盟公司，陜西西安 710064

影響瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的因素

任國化

中交二公局東盟公司，陜西西安 710064

瀝青路面壓實(shí)過程是保證瀝青路面質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，它直接影響路面的耐久性和使用性能。本文主要從瀝青混合料本身特性、壓實(shí)工藝、碾壓溫度、瀝青層厚度、壓實(shí)機(jī)械等方面闡述了影響瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的因素，從而為制定合適的施工方案提供理論依據(jù)。

瀝青路面；壓實(shí)質(zhì)量；壓實(shí)工藝；碾壓溫度

1 壓實(shí)的功用

1.1 保證實(shí)現(xiàn)路面功能性和使用性

同一配合比的瀝青混合料在不同的擊實(shí)遍數(shù)下，其標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：瀝青混合料在壓實(shí)不充分時(shí)強(qiáng)度很低，馬歇爾穩(wěn)定度隨著混合料密實(shí)度的增大而增大。實(shí)現(xiàn)瀝青路面的功能性和使用性對(duì)高等級(jí)路面的抗滑效果和排水能力要求也很高。通過對(duì)混合料配合比的設(shè)計(jì)可以提高這些性能，同時(shí)碾壓質(zhì)量的好與壞，也直接影響構(gòu)造深度和擺值。當(dāng)壓實(shí)度較小時(shí)，擺值和構(gòu)造深度可能較大，但隨著通車量的增長(zhǎng)衰減程度很快，最終的穩(wěn)定值較低。

1.2 防止荷載追密形成車轍損壞

竣工時(shí)如果瀝青路面碾壓的初始密實(shí)度過低，在高等級(jí)公路交通的渠化作用下，追密現(xiàn)象將會(huì)大大增加車轍量。如果采用動(dòng)穩(wěn)定度來評(píng)價(jià)不同密實(shí)度下，瀝青混合料的抗高溫變形能力，同樣也可以說明壓實(shí)度不夠?qū)?huì)導(dǎo)致產(chǎn)生大的車轍損壞。

1.3 實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的密水性

實(shí)現(xiàn)瀝青混合料設(shè)計(jì)的密水性，瀝青混合料密實(shí)度過低就會(huì)產(chǎn)生較大的空隙率，不能保證混合料設(shè)計(jì)要求的密水性，必將產(chǎn)生嚴(yán)重的滲透，最終破壞路基。

1.4 確保瀝青混合料的耐久性

瀝青混合料壓實(shí)不足必將導(dǎo)致空隙率增大，這樣瀝青路面在使用過程中瀝青接觸空氣、紫外線、水的表面積就會(huì)增大，這就會(huì)加快瀝青的老化速度，影響其耐久性，從而出現(xiàn)松散、剝落等早期損壞。

2 瀝青混合料壓實(shí)特性的分析

2.1 集料顆粒形狀和性質(zhì)的影響

所用集料的形狀、棱角、吸水率和表面構(gòu)造對(duì)路面瀝青混合料密實(shí)度有一定的影響，集料的最大尺寸、粗集料所占比例、含砂量、礦粉含量對(duì)瀝青混合料壓實(shí)后的密實(shí)度也有較大的影響。當(dāng)其他各項(xiàng)指標(biāo)一樣時(shí)，均勻級(jí)配的瀝青混合料比間斷級(jí)配的容易碾壓，粗集料含量較多的混合料，需要明顯增大碾壓的壓實(shí)力，才能保證所需空隙率。另一方面，含沙量較大時(shí)或者細(xì)集料含量較多時(shí)，由于其塑性較大也難壓實(shí)。

2.2 瀝青的影響

瀝青的黏度也會(huì)影響混合料的壓實(shí)度。當(dāng)碾壓瀝青混合料時(shí)，瀝青黏度過大就會(huì)牽制顆粒間的相互移動(dòng)；如果黏度過小，碾壓時(shí)集料就會(huì)很容易的移動(dòng)。當(dāng)瀝青混合料溫度較高時(shí)，瀝青主要起顆粒之間潤(rùn)滑劑的作用，當(dāng)混合料溫度較低時(shí)，瀝青起顆粒間結(jié)合料的作用。135℃瀝青的黏度越大，瀝青混和料降低空隙率的抵抗力就越大。因此，當(dāng)使用高黏度瀝青時(shí)，為了保證路面的壓實(shí)度，宜采用較高的碾壓溫度。

2.3 混合料的性能及其比例的影響

瀝青混合料的整體性能能極大地影響路面的壓實(shí)特性，這種影響比其他單一集料的影響更顯著。當(dāng)瀝青的用量較小時(shí)瀝青混合料就會(huì)變的干澀、粗糙。當(dāng)瀝青的用量過大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)過潤(rùn)滑，碾壓時(shí)就會(huì)極不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)開裂現(xiàn)象；如果瀝青用量稍低于最佳瀝青用量時(shí)，為了降低孔隙率，可以適當(dāng)?shù)脑黾訅簩?shí)來達(dá)到較好的效果，但倘若瀝青用量高于最佳瀝青用量時(shí)，增加壓實(shí)對(duì)于阻止混合料的極限變形幾乎是無用的。如果集料中的含水量未達(dá)到規(guī)定要求，就會(huì)對(duì)瀝青的粘附性能造成較大影響，使混合料整體的黏結(jié)力大幅下降，在碾壓的過程中容易出現(xiàn)移動(dòng)，很難保證碾壓效果。

3 提高瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的措施

3.1 壓實(shí)工藝

壓實(shí)一般分為初壓、復(fù)壓和終壓三道工序。初壓是為了整平和穩(wěn)定混合料，同時(shí)為復(fù)壓創(chuàng)造有利的條件；復(fù)壓是使混合料密實(shí)、穩(wěn)定、成型，混合料的密實(shí)程度取決于這道工序；終壓的目的是消除輪跡，形成平整的壓實(shí)面。

3.1.1 初壓

當(dāng)設(shè)計(jì)有路緣石、擋板和路肩等支擋時(shí)，應(yīng)緊靠支擋壓實(shí)。當(dāng)無支擋時(shí)，可將路緣的混合料稍稍耙高，然后進(jìn)行碾壓。在坡道上應(yīng)該遵循由低向高的碾壓次序。初壓應(yīng)采用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)關(guān)振后靜碾1～2遍，線壓力不應(yīng)小于350N／cm。初壓后主要檢查路面的平整度和路面的成型，必要時(shí)應(yīng)給與修整。

3.1.2 復(fù)壓、終壓

復(fù)壓宜采用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，經(jīng)試壓后確定碾壓遍數(shù)，不應(yīng)少于4遍，必須達(dá)到要求的密實(shí)度和空隙率，確保路面的平整度；確定合適的碾壓段長(zhǎng)度，一般不超過60～80米。對(duì)密級(jí)配瀝青混合料的復(fù)壓應(yīng)先進(jìn)行低頻大振幅的碾壓，以增加下面的密實(shí)度，通常為1～2遍；然后進(jìn)行高頻低幅碾壓，確保表面的密實(shí)度，相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3～1/2的碾壓輪寬度。復(fù)壓之后立即進(jìn)行終壓，終壓可選用輪胎壓路機(jī)和關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，以確保路面的平整度。如經(jīng)復(fù)壓后能夠滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求可免去終壓。

3.2 碾壓溫度

溫度對(duì)瀝青混合料碾壓的影響尤為顯著，只有掌握溫度對(duì)碾壓特性的影響規(guī)律，才能保證瀝青混凝土路面的壓實(shí)效果。瀝青混合料在進(jìn)行碾壓作業(yè)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變形，而混合料內(nèi)部的約束力則阻止這種變形。研究表明約束力的大小隨溫度的增大而減小，因此，為了防止碾壓過程中的推移等變形，對(duì)瀝青混合料的碾壓溫度有一個(gè)最高限制，同時(shí)為了確保能夠碾壓，達(dá)到一定的密實(shí)度，又對(duì)溫度有一個(gè)最低限制。所以，必須在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行碾壓。

3.2.1 初壓溫度的確定

隨著溫度的變化，瀝青的黏度也會(huì)增大或者減小，不同種類瀝青的粘溫特性也不盡相同。初壓時(shí)應(yīng)該選擇合適的碾壓溫度，過高或者過低都會(huì)影響其壓實(shí)效果。當(dāng)壓實(shí)溫度過高時(shí)，瀝青黏度低，瀝青料很不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)較嚴(yán)重的推移現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)裂紋。當(dāng)碾壓溫度過低時(shí)，瀝青變稠，很難碾壓，還會(huì)出現(xiàn)發(fā)裂現(xiàn)象。因此，需要通過實(shí)驗(yàn)求出粘溫特性曲線，確定初壓溫度。

3.2.2 終了溫度的確定

實(shí)踐證明，碾壓終了溫度一般應(yīng)在90℃～110℃間。從路面的早期損壞來看，在90℃以下碾壓的路段，早期損壞情況最為嚴(yán)重。通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)可以看出，當(dāng)碾壓溫度小于70℃時(shí)，壓實(shí)度在96%以下，達(dá)不到高等級(jí)公路的壓實(shí)要求。當(dāng)復(fù)壓溫度控制在90℃～115℃時(shí)，可以達(dá)到較高的壓實(shí)度；當(dāng)壓實(shí)溫度小于90℃時(shí)，壓實(shí)效果已不明顯，繼續(xù)碾壓基本不能提高壓實(shí)度。雖然碾壓溫度較高時(shí)能夠得到較高的壓實(shí)度，但終了溫度也不能太高，因?yàn)檫@樣會(huì)留下壓路機(jī)的輪印甚至出現(xiàn)混合料的推移現(xiàn)象。

3.2.3 有效壓實(shí)時(shí)間的確定

1）攤鋪層厚度的影響?；鶎邮┕ぶ械母鞣N因素導(dǎo)致水穩(wěn)基層的標(biāo)高與設(shè)計(jì)會(huì)不能保持一致，這必導(dǎo)致攤鋪機(jī)攤鋪的下面層厚度不均勻。同樣的瀝青混合料，同樣的設(shè)備攤鋪，從初壓到終壓，攤鋪層各處的溫度高低不一。瀝青混凝土的鋪層越厚，冷卻的速度就越慢，溫度便會(huì)較高；反之，其溫度也便較低。因此在實(shí)際施工中我們應(yīng)根據(jù)不同的鋪層厚度選擇適當(dāng)?shù)臄備?、碾壓速度，以確保較高的壓實(shí)度和路面質(zhì)量。

2）環(huán)境溫度的影響?？紤]到環(huán)境溫度對(duì)瀝青混合料的影響，在實(shí)際的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)上一般均使用上限溫度，為了減少其運(yùn)輸過程中熱量的散失，通常使用保溫布加以覆蓋，攤鋪、初壓、復(fù)壓以及終壓各個(gè)工藝環(huán)節(jié)銜接緊密，就是為了防止混合料的熱量散失，確保各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的施工溫度。

3）風(fēng)力的影響。風(fēng)會(huì)帶走混合料表面的熱量，特別是環(huán)境溫度較低時(shí)，影響尤為明顯。當(dāng)風(fēng)力大于4級(jí)時(shí)，攤鋪層表面的溫度以5℃／min～6℃／min的平均速度降低，由于壓路機(jī)的碾壓需要大概20米的碾壓段，從攤鋪結(jié)束至初壓開始會(huì)降低大概20℃～30℃，這對(duì)瀝青混合料的壓實(shí)有較大的影響。碾壓會(huì)降低瀝青混合料溫度降低的速度，因此，碾壓工藝一般要求初壓壓路機(jī)盡可能尾隨攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓。

表1 是不同的攤鋪溫度在風(fēng)力2～5級(jí)時(shí)有效壓實(shí)時(shí)間

3.3 壓實(shí)速度與遍數(shù)

合理的壓實(shí)速度對(duì)路面的質(zhì)量和壓路機(jī)碾壓作業(yè)效率有非常重要的影響。在碾壓作業(yè)時(shí)，速度一般控制在1.5Km／h～3.0Km／h并保持恒速，輪胎壓路機(jī)的速度可適當(dāng)高點(diǎn)，但不能超過4Km／h。碾壓速度過大，會(huì)產(chǎn)生推移，橫向裂紋，影響路面的平整度；速度過低，會(huì)使整個(gè)攤鋪工藝銜接不上，混合料溫度的降低同樣會(huì)影響碾壓質(zhì)量。實(shí)踐表明，碾壓速度的選擇原則是在確保瀝青混合料碾壓質(zhì)量的前提下，盡量提高碾壓速度，從而減少碾壓遍數(shù)，提高碾壓效率。

表2 壓實(shí)度、碾壓遍數(shù)和碾壓速度的關(guān)系

4 結(jié)語

本文主要分析了瀝青混合料的壓實(shí)特性和提高瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量的措施，結(jié)合自己實(shí)踐從壓實(shí)工藝和碾壓溫度兩個(gè)角度闡述了對(duì)瀝青混合料碾壓效果的影響因素。因此，為了提高路面的壓實(shí)質(zhì)量，必須綜合考慮本文所論述的各影響因素，制定合理的施工方案和施工工藝，使公路施工的經(jīng)濟(jì)利益最大化。

[1]易家龍.淺談?dòng)绊憺r青路面壓實(shí)的因素[J].城市道橋與防洪,2010.

[2]鄧年生.如何提高瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量[J].河南水利,2006.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.018