影响沥青混合料压实的因素分析

2013-08-15张建光

山西建筑 2013年13期

张建光

(山西路桥第一工程有限责任公司，山西太原 030006)

1 概述

沥青混合料压实是沥青面层施工的关键步骤，也是沥青面层质量形成的重要组成部分。由于沥青混合料类型和其结构的不同，压实工艺也有区别。综合分析影响沥青路面压实的因素，主要有压实机械、沥青混合料、压实工艺、外界环境等几个方面。现将这几个方面的因素作以下分析。

2 压实设备

压路机是影响路面压实的重要因素。根据沥青混合料的特点，不同的压实阶段应选择不同的压路机。沥青路面常用的压路机主要有:钢轮压路机、轮胎压路机、振动双钢轮压路机。

2.1 钢轮压路机

钢轮压路机属静作用压实机械，它主要利用其自身重量对混合料进行压挤，减少混合料的空隙率，使混合料中的集料之间进一步靠近从而提高密实度。钢轮压路机的压实层厚度较小，其作用范围一般小于7.5 cm。

钢轮压路机适用于各类沥青混合料的初压和终压。初压是初步稳压，提高平整度;终压主要是消除轮迹。用于初压时行进速度一般控制在 1.5 km/h～2 km/h，终压一般为 2.5 km/h～3.5 km/h，1.5 km/h ～2 km/h。碾压段落一般控制在80 m 以内。

2.2 胶轮压路机

胶轮压路机通过揉压的方式与下承层一起作用给混合料一个变化的挤压力。压实过程中，胶轮与胶轮之间以及胶轮下的混合料被胶轮挤压，压实范围内的整体处于高压受限制的状态，从而使沥青路面更加密实、稳定。胶轮压路机压实行进速度一般控制在3.5 km/h ～4.5 km/h。

胶轮压路机的轮胎气压非常影响压实效果，气压高时，接地面积会减小，因此传递到铺层上的单位面积压力越大，胶轮压路机适用于密级配沥青混合料的复压，可增加混合料的泌水性。

2.3 振动双钢轮压路机

振动双钢轮压路机是通过自身重量加上钢轮的振动冲击力来提高混合料的压实效果，由于增加了振动冲击的作用，大大提高了对沥青混合料的压实效率，从而减少了压实的遍数和压实时间。双钢轮振动压路机可以振动压实，也可关闭振动静压，因此可以用于各种条件的沥青路面各个压实阶段的压实，尤其是粗骨料为主的混合料，更宜采用振动压路机复压。其振动频率一般为35 Hz～50 Hz，振幅为0.3 mm ～0.8 mm。

3 沥青混合料

沥青混合料中的集料与沥青对压实有着重要的影响。

3.1 集料

在沥青混合料中，集料颗粒间的摩阻力是影响压实的重要阻力，也是影响沥青面层稳定性的重要因素。混合料中细集料过多时，施工和易性好，但是不易碾压容易出现裂缝;混合料的中间细集料过多时会使混合料变脆，影响混合料的稳定性，容易过压;粗集料过多时，混合料中的空隙大，也不易达到要求的压实度。

因此混合料中集料的各种技术指标要符合要求。混合料的配比经设计配合比、生产配合比、验证配合三阶段后接近完善，施工时应根据实际情况准确控制混合料的配比，确保混合料配比的准确和出料品质的稳定。

3.2 沥青

沥青胶结料的用量也对混合料的压实有直接影响。沥青用量过大时，混合料中沥青胶粘材料游离于集料之间，粒料摩阻力减小，容易出现大范围推移，混合料稳定性差，难以压实;沥青用量过少时，混合料中缺少胶结材料，混合料松散，耐久性差，也不易压实。因此混合料中沥青用量的控制也是确保混合料压实的重要环节。

3.3 层厚

通常来说，较厚的铺层保温时间长，有足够的时间碾压，但需要较大的压实功，进行更多次的压实;层厚较薄则降温快，需要压路机尽可能快地压实。因此薄层(4 cm以下)混合料的初压温度要高，厚层(7 cm以上)可以适当降低初压温度。沥青路面结构层的厚度应与混合料的最大公称粒径相匹配，对于常规的沥青混合料，层厚宜不小于混合料最大公称粒径的3倍，且一般层厚不大于10 cm。

3.4 混合料的温度

混合料温度是影响热拌沥青混合料压实的重要指标，混合料的压实温度控制应该保证有足够的时间完成压实。太高的温度会导致沥青的老化，在压路机的作用下混合料会出现推移;太低的温度会导致混合料缺少流动性变硬而不易压实。一般沥青混合料的初压温度应控制在125℃ ～145℃，终压温度不低于60℃ ～80℃。改性沥青通常宜较普通沥青混合料的生产温度提高10℃～20℃，初压温度不低于150℃，碾压终了温度应不低于90℃。

4 外界环境因素

施工气温、风级和日照强度、下承层温度都是直接影响沥青混合料温度的因素，对路面压实的影响明显。

1)气温低于5℃时，由于混合料温度下降过快而来不及压实，不宜施工薄层沥青路面(厚度小于5 cm)。2)外界气温偏低或者风力较大时，应适当提高沥青混合料的碾压温度，压实设备应跟进压实。3)下承层的温度是导致混合料冷却的另外一个因素，下承层温度过低会快速吸收热拌沥青混合料中的热量，使摊铺的面层底部迅速冷却而难以压实，因此下承层最适宜的温度为15℃～20℃。低于此范围时，应提高压实温度或增加压路机数量以加快压实速度，确保较短时间内碾压到要求的密实度。

5 碾压工艺

热拌沥青混合料施工中，混合料路面的摊铺、压实必须保持紧密的衔接，尽量减少停顿，使面层施工连续匀速进行，保证压实质量的稳定。

1)压实机械的组合。选择合适的压实机械组合是沥青混合料压实的重要环节。正确的压实机械组合既可节省机械投入和台班费用，又可保证压实的质量，否则可能会事倍功半，既造成资源的浪费又达不到压实效果。

2)压实工艺。压实施工一般遵循“先静后振，先轻后重”的压实顺序，从外侧向中心、由低处向高处进行压实。压实时主动轮面向摊铺机进行碾压。a.初压。初压是压实作业的第一步，是对所摊铺的混合料进行的初步稳压。初压一般采用钢轮压路机或振动压路机静压1遍～2遍，通常不采用胶轮压路机进行初压。初压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，以减少从动轮对混合料的水平推移。压实段落一般控制在30 m～60 m。b.复压。复压是获取压实度的关键过程，应紧跟初压进行，并在合适的温度范围内完成。一般可采用静作用钢轮、胶轮与振动压路机进行压实，一般压实4遍～6遍，振动压路机通常采用高频低振幅，相邻碾压带应重叠1/3～1/2轮宽。c.终压。终压主要是提高路面平整度，消除压实机械在压实过程中形成的轮迹，通常采用钢轮压路机或振动压路机静压。终压应在混合料低于80℃前完成。

6 影响压实的其他因素

除以上几个主要方面外，影响沥青混合料压实的因素还包括:下承层的平整度、混合料摊铺作业的稳定性、接缝部位、人工摊铺等。

6.1 下承层的平整度

下承层的平整度直接影响新铺沥青面层的厚度和平整度。下承层起伏较大时，会造成新铺面层个别部位出现过厚和过薄现象。压实时，过厚部位往往达不到要求的压实度，出现欠压，而过薄部位出现过压、面层损坏现象。

6.2 摊铺作业的稳定性

摊铺作业的稳定性包括摊铺机夯锤与熨平板对混合料的振压效果，摊铺作业的连续性以及摊铺混合料的均匀性。摊铺时振压均匀使压实机械更容易进行压实;摊铺在作业时出现停顿，使已铺混合料与后铺混合料出现较大温差，也影响压实效果，尤其是摊铺机停顿部位在压路机经过时会出现“跳车”现象;摊铺的混合料不均匀、出现的离析现象，也严重影响混合料的局部压实。