大粒徑透水性瀝青混合料壓實(shí)工藝探討

馬士強(qiáng)

（山東魯橋建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250002）

引言

大粒徑透水性混合料是一種完整的粗集料骨架結(jié)構(gòu)，粗集料含量較大，大于9.5 mm粒徑集料通常占70%以上，因此施工時(shí)既要保證形成骨架結(jié)構(gòu)達(dá)到壓實(shí)度又要防止過碾而導(dǎo)致骨架棱角的破壞。從拌合到碾壓，尤其是碾壓的工藝選擇是保證大粒徑透水性瀝青混合料達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要環(huán)節(jié)。

1 混合料設(shè)計(jì)與拌和

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)以及山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大粒徑透水性瀝青混合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（DB37/T1161-2009）要求進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)，確定合成級配見表1，最佳瀝青用量為3.1%。

表1 LSPM-30混合料確定級配

混合料拌和采用間歇式拌合機(jī)，配有自動控制與打印功能，在生產(chǎn)時(shí)逐盤打印?；旌狭喜捎肕AC-70#改性瀝青，根據(jù)黏溫關(guān)系曲線可以得到混合料攤鋪溫度＞160℃，拌和溫度＞170℃。瀝青采用導(dǎo)熱油加熱，加熱溫度在160～170℃之間，集料加熱溫度應(yīng)比瀝青溫度高10～20℃?；旌狭系某鰣鰷囟瓤刂圃?65～180℃，廢棄溫度為190℃[1]。

2 壓實(shí)工藝選擇

由于大粒徑透水性混合料是一種完整的粗骨料骨架結(jié)構(gòu)，施工時(shí)既要保證粗骨料的骨架結(jié)構(gòu),又要防止由于過碾而導(dǎo)致骨架棱角的破壞。通過試驗(yàn)確定適宜的大粒徑瀝青混合料壓實(shí)工藝和控制方法，以便達(dá)到良好的壓實(shí)效果。由于其骨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)鋪筑厚度一般較厚在8～12 cm。試驗(yàn)路段厚度為12 cm，因此選擇使用大噸位雙鋼輪振動壓路機(jī)和較大噸位的膠輪壓路機(jī)，選擇基本配備為11～13 t雙輪雙振壓路機(jī)2臺；16～30 t膠輪壓路機(jī)2臺；7～11 t鋼輪壓路機(jī) 1臺。試驗(yàn)路段選擇的壓實(shí)設(shè)備為BMG 203雙鋼輪振動壓路機(jī)和XP301膠輪壓路機(jī)。

混合料初壓溫度控制在160～170℃。采用兩種壓實(shí)工藝，每一種壓實(shí)工藝在壓完每一遍后，都采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行精確測量，觀測每壓實(shí)一遍混合料高程的變化，同時(shí)觀察混合料表觀變化，以便最后確定合適的壓實(shí)工藝。

2.1 壓實(shí)工藝一

振動壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)振動壓實(shí)，壓實(shí)速度為4～5 km/h。應(yīng)盡可能減少灑水量，為保證壓實(shí)過程中不出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象，壓路機(jī)水箱中應(yīng)加入少量洗衣粉類表面活性劑。為防止過分振動而振碎粗骨料，振幅應(yīng)調(diào)整到最低狀態(tài)，灑水裝置進(jìn)行間斷灑水，只要不粘輪即可。振動壓實(shí)兩遍后，膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，隨后趕光。壓實(shí)過程中隨時(shí)注意骨料有無壓碎現(xiàn)象，如出現(xiàn)壓碎現(xiàn)象，應(yīng)立即停止高強(qiáng)度的碾壓。

2.2 壓實(shí)工藝二

由于鋪筑厚度比較厚，振動壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)振動壓實(shí)容易引起混合料推移，采取了膠輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)壓實(shí)。為了避免粘輪嚴(yán)重，最先可以擦拭少量植物油[2]，等到輪胎溫度升高后則不再擦拭。膠輪壓路機(jī)壓實(shí)1遍，使混合料骨架結(jié)構(gòu)變得緊密；初步穩(wěn)定后用振動壓路機(jī)同工藝壓實(shí)2遍后，再用膠輪靜壓1遍，最后趕光。

3 壓實(shí)結(jié)果分析

由于壓實(shí)工藝二首先采用膠輪壓路機(jī)使混合料表面平整度變化非常大，沒有辦法進(jìn)行第一遍壓實(shí)時(shí)候的高程測量，只有在振動壓路機(jī)壓實(shí)后才能進(jìn)行測量。但是最終壓實(shí)效果能夠和工藝一相比較，兩種壓實(shí)工藝觀測數(shù)據(jù)見表2、表3，多遍振動壓實(shí)觀測數(shù)據(jù)見表4。

表2 工藝一壓實(shí)效果觀測數(shù)據(jù)

表3 工藝二壓實(shí)效果觀測數(shù)據(jù)

表4 多遍振動壓實(shí)效果觀測數(shù)據(jù)

通過對表2、表3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出工藝一和工藝二可以達(dá)到同樣的效果，同時(shí)也可以看到在復(fù)壓結(jié)束時(shí)高程仍然在下降，但是幅度已經(jīng)很小。這是因?yàn)榛旌狭喜捎肕AC改性瀝青，瀝青膜厚而且混合料為大空隙混合料，在膠輪壓路機(jī)搓揉作用下粗集料有輕微滑動，并且使覆裹在集料周圍的瀝青變成游離態(tài)瀝青，因而混合料也不宜過度碾壓。從表4可以看出，每振動一遍高程都在下降；但通過對現(xiàn)場混合料觀察，從第三遍開始已經(jīng)出現(xiàn)集料輕微破碎現(xiàn)象，說明混合料已基本達(dá)到骨架嵌擠狀態(tài)；在第四遍時(shí)厚度又出現(xiàn)大幅下降，此時(shí)集料破碎現(xiàn)象嚴(yán)重；第五遍又逐漸穩(wěn)定，因此振動壓路機(jī)最好采取2遍開振，不宜過度。

通過分析還可以得到，從達(dá)到混合料壓實(shí)效果來看，工藝一和工藝二都是合適的壓實(shí)工藝。但觀察發(fā)現(xiàn)，由于混合料過厚加之直接開振，工藝一振動壓路機(jī)在碾壓時(shí)出現(xiàn)稍微推移。綜合考慮各因素，為了保證試驗(yàn)路質(zhì)量，采用工藝二進(jìn)行了后面的施工。當(dāng)然，在以后的施工中由于混合料剛鋪筑以后溫度較高而且厚度較大存在一些不穩(wěn)定因素，如果直接采用壓實(shí)工藝二可能會引起混合料的大面積推移，甚至?xí)斐赡z輪壓路機(jī)陷入混合料之中，對鋪筑混合料性能造成影響。如果采用壓實(shí)工藝一在振動壓實(shí)以后混合料基本成型，此時(shí)膠輪壓路機(jī)在進(jìn)行碾壓混合料則比較穩(wěn)定，不會出現(xiàn)工藝二的情況。

在制定壓實(shí)工藝時(shí)，要根據(jù)原材料性能以及鋪筑以后混合料情況來采用壓實(shí)工藝。如果大面積展開施工，則必須進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑，以研究兩種壓實(shí)工藝的可行性，施工完成效果見圖1。

圖1 施工完成后效果

4 結(jié)語

（1）采用兩種碾壓工藝均可達(dá)到相同壓實(shí)效果，但應(yīng)根據(jù)原材料情況、鋪筑厚度、碾壓溫度等通過試驗(yàn)段確定合理的碾壓工藝。（2）大粒徑透水性瀝青混合料是一種典型骨架空隙結(jié)構(gòu)，碾壓到一定遍數(shù)會造成粗集料破碎，因此應(yīng)密切關(guān)注壓實(shí)過程中集料破碎現(xiàn)象，及時(shí)調(diào)整碾壓工藝。