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沥青路面压实度分析

曲歌
  
安家(建筑与工程)
2022年32期
齐齐哈尔市龙沙区交通运输事业发展中心

摘要:沥青混合料经过摊铺、碾压后,成为可承受行车荷载的沥青面层。成型后的沥青面层具有密实性、抗滑性、平整性等特征,这些特征直接同沥青路面的路用性能相关,决定了沥青路面的承载能力、耐久性、行车舒适性及安全性。压实度、平整度这两项主要的沥青路面成型性质。

关键词:  沥青路面 压实度 特征

道路沥青压实过程是减少沥青混合料中气孔含量的过程,此过程为固体颗粒在一种粘弹性介质中的填实和定位,以形成一种更密实和有效的颗粒排列形式。满足结构要求的沥青路面的耐用性能受两个主要指标的影响,即设计的混合料和压实。在这两个指标中,缺少任一个都不能保障路面耐用性能。如果不充分压实,甚至最优设计的混合料,都会降低路面的使用性能。然而,经过良好地压实能有效地改进一种不标准的混合料的结果。

一、沥青压实度是道路平整度的保证

平整度是体现路面行车服务质量的重要指标,直接影响行车的的舒适性,而行车舒适正是沥青路面在高速公路建设中占主要地位的首要原因。

根据有关调查,影响路面使用性能的第一条就是平整度。这个平整度是广泛的概念,包括新建路面平整度及使用期平整度,使用期路面平整度会随着开裂、松散、车辙等病害的出现而衰减。

路面压实是保证沥青路面质量的关键工序,沥青混合料经过摊铺及压实后,才能形成具有设计路用性能的路面。在沥青路面施工中,沥青路面的压实度(孔隙率)是关键指标,而影响压实度的因素主要有碾压工艺、碾压温度、环境条件等因素。不同结构类型的沥青混合料应采取不同的碾压工艺。

在公路沥青面层施工中,常用的压实设备有:静压钢轮压路机、轮胎压路机、振动钢轮压路机。静压钢轮压路机,利用其自重将摊铺层中的空气挤出,减小孔隙率,使矿料颗粒嵌紧,从而使路面密实。静压常用于初压,在较高温度下,使新摊铺沥青混合料初步压实,以便于后序振动及重型碾压的开始,减少碾压中的推移。静压钢轮压路机通常也用于终压,用以消除碾压轮迹,提高平整度.

胶轮压路机利用施加给沥青混凝土路面的揉搓作用,使沥青混合料粗颗粒在受限空间重新分布,互相挤压密实。胶轮压路机根据吨位的大小,一般有4-6组轮胎,这种轮胎组合使在其下的沥青混合料处于一种上下及侧向的受限制状态,结果使沥青面层均匀压实。一般胶轮压路机用于沥青混合料复压阶段。

振动钢轮压路机通过振动冲击力来增加对沥青混合料的压实力,也可关闭振动作用等同于静压钢轮压路机。振动钢轮压路机比静压钢轮压路机能获得更快更强的压实效果,在复压阶段广泛使用。振动钢轮压路机也可用于初压,用于初压时,一般采用前进静压、后退弱振的方式。振动压路机的振幅、振频均可调节,用以改变压实效果。

二、沥青压实度变异性影响因素

压实度是衡量沥青路面内在质量的关键指标,压实度的好坏直接影响到沥青路面的高温度稳定性及耐久性。良好的压实度是减小车辙、坑槽等早期损害的有力保障。在沥青路面施工技术规范中,压实度的检测频率要求是每2000mx检查1次,压实度标准是大于马歇尔试验密度的96%。此压实度标准偏低,且压实度值以马歇尔试验密度为计算基础,故测值受试验人员因素影响较大。

1、下承层影响

沥青面层的施工下承层有两种,沥青下面层的施工下承层为水稳碎石或二灰碎石等半刚性基层,沥青中、上面层的下承层为沥青面层。沥青路面中、上面层同下面层在施工时其下承层是不同的,一是刚性的,一是柔性的。对于沥青面层压实工序来说,其下承层为沥青面层时,沥青层更易压实,但变异系数变大.表6-3为A1, A3, A5三个标段中、下面层压实度检测结果及其变异性分布情况(所选路段施工日期均在近似时段,但环境温度仍对压实效果有一定的影响)。三个标段下面层检测路段孔隙率均值分别为5.23%, 5.0%, 4.9%,对应中面层孔隙率均值分别为4.29%, 4.60%, 4.60%。

碾压工艺相同时,沥青路面中、下面层压实效果不同,沥青路面中面层压实度高于下面层,这其中有以下两个主要原因:①.相同环境温度时,下承层为沥青层时,沥青下承层的温度比水稳下承层的温度高。因为沥青层易于吸收阳光的热量,并且下承层为沥青层时,在摊铺、碾压过程中,被压实沥青层温度流失较慢。②.施工沥青硷中面层时,厚度均匀性好于沥青下面层。沥青下面层施工时,采用挂线法施工,要调整水稳基层存在的不平整,因此沥青中面层厚度更接近于设计值,当沥青层厚度在设计值(6cm)附近时,压实效果最好。

2,碾压工艺的影响

压实效果未达到规范要求原因有二,一是胶轮压路机数量不足,胶轮碾压6遍,只配备2台胶轮压路机,造成碾压效率降低,碾压段落拉长(摊铺机以3m/min速度行走),混合料温度损失较多:二是压实遍数偏少。针对以上两种原因,碾压方式二增加了钢轮振动碾压一次,并且增加了一台20t胶轮压路机,经试验检测压实效果很好,符合规范要求。

其次,复压阶段要采用钢轮同胶轮相结合的原则。钢轮压路机一般自重较大(一般20t以上),再加上振动力的作用,因此,压实效果好,是良好压实度的保证,但在复压阶段振动压路机碾压次数以1-3次为宜不能过多,尤其对于沥青混合料温度要求较高时,钢轮振动次数过多((3遍以上),则可能会出现类似于水泥硷路面的出浆现象,沥青路面外观出现泛油。当沥青混合料温度较高时(或沥青用量偏多),甚至出现局部弹簧现象。在复压阶段采用以钢轮为主的碾压方式,其压实度变异性也比较大。

3、正确选择压路机的技术参数。

胶轮压路机的胶轮气压,对胶轮压路机的压实效果很重要。气压越高,接地面积越小,传递到铺层上的压力越大,在复压阶段,轮胎气压应维持在较高的状态。减小胶轮的气压会造成轮胎底部鼓胀,接地压力减小,因此,压实功减小了,搓揉的作用增强了。低气压胶轮适用于终压阶段。

胶轮压路机的洒水系统很重要,当压路机开始碾压时,由于轮胎是凉的,容易粘沥青混合料,因此,胶轮压路机可少量喷小,以避免粘轮。当轮胎工作一段时间变热之后,即不会出现粘轮现象,也不用洒水了。

钢轮振动压路机的基本参数选择的好与坏,将影响振动压路机整机优劣,从而影响压实效果。振动压路机动机参数的选择依据如下:①.根据被压实材料的性质和振动压路机的用途选择参数;振动压路机在压实土路基、回填砂石料、沥青混凝土以及水泥混凝土等不同材料时,对振动轮的工作频率和振幅均有不同要求。用于压实路基和压实路面的振动压路机所要求的振动参数及总体参数也不尽相同;②.根据节能和高效的原则选择振动压路机的参数。希望用尽量少的压实遍数获得尽可能高的压实度和良好的路面质量。用于压实面层的振动压

路机,应尽量采用双轮振动、双轮驱动的串联振动压路机;③.振动压路机的参数选择应考虑到驾驶人员具有舒适、良好的工作环境,同时也应考虑机械零部件具有较高的使用寿命。

总之, 碾压工艺是沥青路面施工的最后一道工序,也是最重要的一道工序,为保证压实质量,只有采用严格的压实度标准,减少人为因素影响,才能得到良好的压实质量。

参考文献

[1].刘向荣,《沥青混凝土路面施工质量的要点及控制》,公路,2004. 07

[2].史石榴,《沥青混凝土路面施工技术咨询专家系统设计与实现》,公路,2004. 7

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