施工碾壓推移對(duì)瀝青面層的影響分析

胡波

摘 要：本文根據(jù)坦桑尼亞尼雷爾大橋引道項(xiàng)目實(shí)際工作，從瀝青路面的施工病害及原因分析入手，著重分析面層施工中碾壓設(shè)備對(duì)瀝青混合料的碾壓推移作用，并就影響施工碾壓推移作用的因素進(jìn)行分析，從而提出控制施工碾壓推移作用，提高路面施工質(zhì)量的措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;施工碾壓;推移;質(zhì)量控制

一、瀝青路面施工病害及主要影響因素

表面波浪是指在瀝青面層施工中混合料在機(jī)械設(shè)備攤鋪碾壓下造成表面不平整，形成局部高低起伏的現(xiàn)象。表面波浪主要是由于碾壓方式不當(dāng)造成的，攤鋪機(jī)熨平板前方的瀝青料量改變?cè)斐善桨逯戏戳Σ痪纬赡雺汉蟮奈⒉?另外瀝青含量過高會(huì)加速推移現(xiàn)象，熨平板裝置運(yùn)行中產(chǎn)生掛線現(xiàn)象，頂攤剎車過緊使攤鋪機(jī)負(fù)荷增大、速度發(fā)生變化都會(huì)導(dǎo)致攤鋪層波浪的出現(xiàn)。表面波浪會(huì)增大路面的孔隙率，降低密實(shí)度，在后期極易產(chǎn)生網(wǎng)裂、水損害。

接縫不良主要是在混合料分幅攤鋪中產(chǎn)生的縱縫以及橫向的施工縫等。接縫的產(chǎn)生主要是由于施工碾壓方式不當(dāng)造成的，新舊攤鋪車重疊出入太大、壓路機(jī)在接縫兩側(cè)壓效果不同，熨平板上混合料過多或不足致使板傾斜等都會(huì)影響到接縫的處理。接縫不良會(huì)造成行車顛簸，導(dǎo)致雨水下滲。

發(fā)裂是由于面層分層攤鋪中在結(jié)構(gòu)層之間出現(xiàn)的細(xì)小裂縫，會(huì)影響到后期面層的使用壽命，與各層瀝青混合料的類型有關(guān)。下面層較軟容易產(chǎn)生較大的彎沉，碾壓時(shí)溫度過高，形成細(xì)裂縫，并容易產(chǎn)生側(cè)向推移。

二、施工碾壓推移影響因素

（一）施工碾壓推移過程

瀝青面層的施工碾壓推移現(xiàn)象是指混合料在壓路機(jī)接觸面的前方及兩側(cè)因不能支撐壓路機(jī)產(chǎn)生的壓力而向前及兩側(cè)流動(dòng)的現(xiàn)象，表現(xiàn)為向上的隆起，在壓路機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)尤為明顯。施工碾壓推移能有效促進(jìn)瀝青混合料的密實(shí)性，通過壓路機(jī)產(chǎn)生的豎向力以及集料間生成的水平分力，使壓力機(jī)內(nèi)部的混合料嵌擠作用得到加強(qiáng)，而壓路機(jī)前方和兩側(cè)的瀝青混合料則會(huì)在水平分力下向外流動(dòng)，形成瀝青面層的波浪現(xiàn)象。邊緣混合料的這種定向移動(dòng)與施工碾壓方式、瀝青混合料類型、壓實(shí)溫度和瀝青面層結(jié)構(gòu)都有密切聯(lián)系。

（二）碾壓推移混合料級(jí)配變化

在施工現(xiàn)場(chǎng)觀察中發(fā)現(xiàn)，碾壓推移作用會(huì)使壓路機(jī)邊緣的大粒徑集料流向外面，因此為研究碾壓作用對(duì)集料流動(dòng)的影響，參考瀝青混合料的級(jí)配研究方法，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)中因推移作用流出壓路機(jī)邊緣的瀝青結(jié)合料取樣分析，利用瀝青抽提儀，分析集料級(jí)配變化情況。

經(jīng)過抽提試驗(yàn)后將抽提級(jí)配與生產(chǎn)配合比進(jìn)行比較分析，可以看出，推移流動(dòng)后的混合料級(jí)配與生產(chǎn)配合比有明顯差異，尤其是集料粒徑大于4.75mm以上的粗集料所占比例增加。因此，可以判斷在混合料施工碾壓推移中起主要作用的是粗集料，粗集料的定向移動(dòng)會(huì)造成原有混合料的骨架作用發(fā)生變化，當(dāng)混合料面層超過一定厚度時(shí)還會(huì)導(dǎo)致粗集料浮于上表層，對(duì)結(jié)構(gòu)受力不利，因此施工中需要控制好碾壓厚度。

（三）碾壓過程影響

產(chǎn)生碾壓推移現(xiàn)象最直接的因素是壓路機(jī)的作用力。壓路機(jī)噸位越大、壓實(shí)效果越好，產(chǎn)生的推移現(xiàn)象也越明顯。相比較振動(dòng)壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)揉搓的作用力更強(qiáng)，更容易導(dǎo)致推移現(xiàn)象產(chǎn)生。經(jīng)研究表明，敏感性的瀝青混合料在施工碾壓時(shí)防止產(chǎn)生較大的碾壓推移，需要用膠輪壓路機(jī)代替振動(dòng)壓路機(jī)，延長(zhǎng)碾壓時(shí)間以達(dá)到揉搓壓實(shí)的效果。根據(jù)壓實(shí)原理和施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，也可判斷膠輪壓路機(jī)產(chǎn)生的推移作用要遠(yuǎn)小于振動(dòng)壓路機(jī)，但是根據(jù)施工需求，在本項(xiàng)目試驗(yàn)中依舊選用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓方式的影響分析。通過控制變量法，改變振動(dòng)壓路機(jī)噸位和碾壓溫度及接茬處理方式，通過測(cè)量混合料的推移高度和長(zhǎng)度來定性評(píng)價(jià)施工碾壓的影響。試驗(yàn)路采用5t和10t兩種規(guī)格的壓路機(jī)進(jìn)行瀝青面層的初壓。為防止試驗(yàn)對(duì)道路使用的影響，試驗(yàn)距離為50m，并及時(shí)對(duì)推移高度進(jìn)行測(cè)量，后續(xù)施工工序按計(jì)劃進(jìn)行。對(duì)試驗(yàn)段兩層不同瀝青混合料分別計(jì)量。根據(jù)瀝青面層厚度分別為4cm和6cm計(jì)算，在5t壓路機(jī)下推移高度達(dá)到157%和245%，10t壓路機(jī)下達(dá)到215%和308%，壓路機(jī)噸位越大施工碾壓推移作用越明顯。同時(shí)，混合料中粗集料所占比例越高，推移作用也越明顯。為研究溫度對(duì)碾壓推移的影響，選用影響較小的下面層進(jìn)行試驗(yàn)。這主要是由于瀝青流動(dòng)性降低造成的，低溫下瀝青混合料粘結(jié)在一起在壓路機(jī)作用下產(chǎn)生的推移量較小，而且在一定溫度范圍內(nèi)減小的幅度是增大的，這也與瀝青感溫性的變化規(guī)律相吻合，可見瀝青的性質(zhì)也是影響混合料施工碾壓推移的重要影響因素。當(dāng)混合料在碾壓時(shí)溫度過高就容易造成嚴(yán)重的推移現(xiàn)象。如攤鋪后瀝青混合料溫度達(dá)165℃，碾壓式出現(xiàn)了較大的推移和凸起輪跡，而降溫后推移現(xiàn)象明顯減輕。

三、瀝青路面施工推移控制措施

（一）控制瀝青混合料質(zhì)量

首先需要控制好集料和石粉的質(zhì)量，集料如果不干凈相當(dāng)于變相增加了石粉的含量，石粉要檢查細(xì)度、塑性指數(shù)以及鈣鎂含量等指標(biāo)，以保證與瀝青的有效膠結(jié)，提高結(jié)合料的膠結(jié)性;其次選用高品質(zhì)瀝青，例如SBS改性瀝青、納米改性瀝青等，高粘瀝青可有效降低施工碾壓中的推移;最后需要嚴(yán)格控制配合比。

（二）控制碾壓溫度調(diào)整

碾壓溫度，是防止推移的有效措施。根據(jù)研究分析和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，溫度過高會(huì)導(dǎo)致瀝青老化，粘聚性下降，施工推移較大;溫度較低不利于施工壓實(shí)，路面病害更大。因此，要避開混合料的溫度敏感區(qū)。

（三）合理選擇碾壓方式

在壓實(shí)設(shè)備的選擇上，應(yīng)根據(jù)瀝青層厚度和混合料類型綜合考慮。瀝青面層較厚時(shí)需要選用中重型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，混合料較軟時(shí)可用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行往復(fù)多次碾壓。在對(duì)待接茬接縫上，在能較好處理好分幅的平整度。通常針對(duì)出現(xiàn)的推移現(xiàn)象，要及時(shí)找到原因并在接下來的施工中加以解決，在已修路段中如果瀝青路面質(zhì)量滿足要求下盡量用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行后續(xù)的改善處理。

四、結(jié)束語

瀝青路面的施工碾壓推移問題是多種因素綜合導(dǎo)致的。本文簡(jiǎn)要介紹了推移的過程，對(duì)推移過程中的混合料級(jí)配變化進(jìn)行了抽提試驗(yàn)，分析了碾壓器械、施工溫度、混合料級(jí)配等對(duì)推移的影響，提出了相應(yīng)的控制措施。

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