公路沥青混合料路面压实施工技术探讨

2013-11-20刘建雄

交通运输研究 2013年14期

刘建雄

（新疆公路工程咨询公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

沥青路面施工作为公路建设的重要组成部分，其是沥青混合料最终成型并提高强度的关键步骤，通过沥青混合料与科学的施工工艺相配合，可以有效地确保公路沥青路面具有优良的使用性能。其中沥青混合料压实施工是路面施工的主要方法之一，以下将针对沥青路面的压实施工工艺进行探讨。

1 沥青混合料碾压施工

压实是沥青路面施工的最后一道重要工序，通过对沥青混合料采取压实处理可以有效地提高沥青混合料的强度、稳定性和密实度，压实施工是路面施工的核心。研究表明：沥青路面的空隙率增加1%，疲劳寿命将降低35%。渗透性与压实的关系如图1所示。压实不足，导致空隙率增加，在渠化交通条件下，易形成压实型车辙，并加速沥青的老化。但过度压实将使集料破碎，降低混合料的强度，过小的空隙率易出现泛油和高温稳定性不足。因此必须选择合理的压实机械、压实温度、速度和遍数等。

图1 渗透性与压实程度的关系

1.1 碾压设备的选择

常用的压路机有钢轮压路机、轮胎压路机和振动压路机。钢轮压路机常用于沥青混合料的切压和收光，可分为双轴双轮式和双轴三轮式。双轴双轮压路机的质量一般为6～8t，双轴三轮式压路机的质量一般为8～15t。三轴三轮式压路机是近几年新出现的，其吨位较大，并且具有根据路面的凹凸情况自动调整各滚轮上负荷的能力，主要用于对平整度要求较高的高速公路路面压实。轮胎数根据其大小，可安装5～11个光面橡胶轮胎，这些橡胶轮胎具有改变轮胎压力的能力，其工作质量一般为12～25t。轮胎压路机的吨位较大，是复压的主要机具，也可用来进行接缝、弯道处的预压，消除裂缝和薄摊铺层的压实作业。

振动压路机是利用机械高频振动，使材料颗粒产生共振，减少其颗粒间的摩擦阻力，从而提高压实效果。振动压路机分为自行式单轮振动压路机、串联振动压路机以及复合式振动压路机，其质量一般为2～14t。振动压路机多用于初始压实，根据沥青层的不同结构，应选择适宜的振幅。一般厚度小于6mm时，最好使用振幅为0.35～0.6mm的中小型振动压路机，当厚度大于10mm时，宜使用高振幅的大中型振动压路机。

1.2 碾压组合

压路机按行走方式分为拖式和自行式两种，现代压路机一般为自行式的，其结构质量较小，机动灵活，压实效果也较好。按滚轮的材料性质分，有铁轮压路机和轮胎压路机，前者的滚轮是钢制的金属轮，结构简单、造价便宜，应用较为普遍；后者的滚轮是特制的充气光面轮胎，由于胶轮的弹性作用，其压实表面均匀而密实，且压实的接地面积也较宽，故压实效果很好。按滚轮形状分，有钢制光轮压路机、羊脚碾滚轮压路机和凸爪式滚轮压路机。按压实的原理方法分，有静碾压式压路机和动碾压式压路机，前者采用的压实方法是滚压，而后者采用的是液压和夯实的综合。

应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤，以达到最佳效果。沥青混合料压实宜采用钢筒式静态压路机与轮胎压路机或振动压路机组合的方法，初压严禁使用轮胎压路机，以确保面层横向平整度。压路机的数量应根据生产率决定。整个沥青混合料压实程序分为初压、复压和终压三道工序。初压的目的是平整和稳定混合料，为复压创造有利的条件。初压时一般使用6～8t双轮压路机或6～10t振动压路机（关闭振动装置）碾压1～2遍。初压应在混合料摊铺后的较高温度下进行，以不发生推移为宜。

复压应紧跟初压进行，其目的是使混合料密实、稳定，是沥青路面压实的主要阶段。一般可以采用重型压路机进行反复压实，当采用轮胎压路机时，总质量不宜小于15t，轮胎允许压力不宜小于0.5MPa，厚层碾压宜选用20～25t的压路机。当选用振动压路机时，振动频率宜为35～50Hz。振动压路机倒车时，应先停止振动并在向另一方向运动后再开始振动，以避免混合料形成鼓包。

碾压时压路机开行的方向应当平行于路中心线，并由—侧路边缘压向路中。同时采用三轮压路机碾压时，每次应重叠后轮宽的1／2；双轮压路机则每次重叠30cm；对于采取轮胎式压路机同样需要重叠碾压；但轮胎式压路机能有效地调整轮胎内压，可得到所需的接触地面压力，有效地促进集料之间的互相挤合，从而获得均一密实度，工程实践表明，其可有效地提高密实度2%～3%，因此笔者建议采用轮胎式压路机应用于复压阶段的碾压。

沥青混合料的终压应紧跟在复压后进行，其目的是消除轮迹，最后形成平整的压实路面。这道工序不宜采用重型压路机在高温下进行，否则会影响平整度。可选用双轴双轮压路机或关闭振动的振动压路机进行，不宜少于两遍，以无轮迹为准。在沥青混合料碾压施工过程中，为了有效地确保碾压温度处于正常状态，每完成—遍重叠碾压，压路机就要向摊铺机靠近一些，这样也可避免在整个摊铺层宽度上，在相同的横断面上换向所造成的压痕。变换碾压道时，应在压实区内较冷的一端进行，并应关闭振动装置。压路机应由路边向路中碾压，相邻的碾压带应有一定的重叠宽度，并且应将驱动轮朝向摊铺机。

2 压实质量检测

压实质量的检测应根据合同有关文件的规定及施工规范要求进行，主要的检测项目包括压实度、厚度、平整度等，要求路面表观密实均匀。对于检测时发现一些较大的质量缺陷，如厚度不足、平整度太差、松散、泛油等应及时停工，即使沥青混合料已经成型变硬也应返工。沥青混合料的压实厚度和压实度主要通过钻孔取芯的办法来进行检测，核子密度仪也是现场压实度控制的有效手段，但使用前必须进行严格的标定。沥青混合料密实度的控制必须保证测定结果的准确性，一般采用当天室内马歇尔密度作为控制标淮，但要求同时控制现场空隙率在3%～7%的范围。

3 施工温度控制

沥青路面施工中，温度控制是影响施工质量的最关键因素。在混合料施工过程中的每一步都必须严格的控制温度，任何一道工序中混合料的温度不满足要求，都应报废重新进行。对于改性沥青路面的施工，与普通的热拌沥青混合料（HMA）路面除了在施工温度上应该根据改性沥青的粘度适当提高之外，基本上没有什么区别。至于温度提高多少，要视改性剂的品种和剂量确定，在《公路改性沥青路面施工技术规范》（JTJ 036—98）中作出了明确的规定。一般情况下，可在普通沥青混合料施工温度的基础上提高10～20℃。如为SMA混合料，由于需要加入较多数量的冷矿粉，则拌合温度需要更高一些。不仅施工如此，对于室内试验也应该提高温度进行。