刍议公路沥青混合料路面压实施工技术
时间：2023-06-26 19:10:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
黄育周
（广州市市政工程试验检测有限公司，广东广州 510000）
在公路建设过程中，沥青路面施工是关键的部分，对混合料成型，增强混合料强度有着关键的作用，基于混合料以及工艺配合，能够极大地增强路面的性能。在有关施工技术中，压实施工是关键的方法，接下来将基于压实工艺进行探讨。
压实属于路面施工不可或缺的工序，针对沥青混合料进行压实操作能够切实提升混合料强度、可靠性以及密实程度，压实处理为路面施工的关键所在。相关研究显示，路面空隙率提高1%，并且疲劳寿命还会减少35%。图1 为渗透性和压实关系。压实不到位，造成空隙率变大，基于渠化交通作用下，可能产生车辙，且推动沥青老化。不过压实过度还会导致集料破碎，减小强度，偏小的空隙率可能发生泛油以及稳定性较低。所以要选取合适的压实设备、温度、快慢以及遍数等。
图1 渗透性和压实的关系
1.1 碾压设备的选择
实际开展公路桥梁施工时，常常会借助钢轮、轮胎及振动压路机开展施工建设。对于钢轮压路机来说，往往会用来开展切压及收光，它有两种类型，分别是双轴双轮及三轮式。双轴双轮的质量通常都是6~8t，而三轮式压路机基本是8~15t。三轮式压路机是近些年产生的，吨位非常大，可以结合路面的凹凸状况，对滚轮的负荷能力开展科学调整，因此，往往会将其运用于公路路面压实施工，对平整度有着较高的要求。从轮胎数来看，应结合其压路机大小，为其配备5~11 个橡胶轮胎，这将对轮胎压力的能力进行优化，它的运行质量通常是12~25t[1]。对于轮胎压路机来讲，其吨位非常大，往往是复压作业中使用的机具，能够运用其开展接缝处理，对外道部位实施预压，以规避裂缝的出现，对摊铺层开展压实处理。就压路机而言，往往借助振动，让材料形成共振，降低材料颗粒之间的摩擦力，进一步增强压实效果。它主要有3 种类型：①自行式单轮；
②串联振动；
③复合式振动，它的质量通常在2~14t。对于振动压路机，往往被运用在初始压实作业中，可以结合沥青层结构上的差异，选取科学的振幅。若是厚度在6mm 以下，应借助振幅在0.35~0.6mm 的振动压路机，若是厚度在10mm 以上，应借助高振幅振动压路机。
1.2 碾压组合
从行走方式来看，存在拖式以及自行式，就现代压路机而言，基本都是自行式的，它的结构质量非常小，并且还十分机动灵活，具有良好的压实成效。根据滚轮材料性质划分，主要有铁轮及轮胎两种，前者主要为钢制金属轮，它的结构非常简单，造价也比较低，有着广泛的运用；
对于轮胎压路机来看，其滚轮为特制的轮胎，基于其弹性作用，它的压实面是非常均匀及密实的，同时其接地面积还非常宽，可以获得良好的压实成效[2]。根据滚轮形状分类，主要包含3 种类型，依次是钢制、仰角式以及凸爪式。根据压实原理进行划分，包括静碾压及动碾压两种类型，前者通常是采用滚压的方式完成，后者一般运用液压及夯实方法完成。
应选用科学的压路机组合方式，按照有关流程标准开展操作，这样才能获得良好的压路效果。对于沥青混合料开展压实施工，应借助静态压路机，同时和轮胎压路机开展行组合使用，在进行初压作业时，要注重提升面层横向平整度。对于压路机使用数量，需结合生产效率进行确定。从整个压实程序来看，主要包含3 道工序，依次是初压、复压及终压。对于初压来看，主要是为了对混合料进行平整，以促进复压作业有效开展，为其奠定夯实的基础。在进行初压过程中，通常会借助6~8t 双轮压路机开展一至二遍碾压作业。就初压作业来看，需基于高温下开展摊铺作业，这样可以避免推移现象的出现。
当初压结束之后，应第一时间开展复压，以确保混合料足够密实及稳定，这在沥青路面压实作业中是最为关键的环节。通常会借助重型压路机开展多次压实，若是借助轮胎压路机进行作业，要求其总质量要在15t以上，并且轮胎允许压力应超过0.5MPa，对于厚层碾压，应尽可能地借助20~25t 的压路机完成。若借助振动压路机开展施工作业，应对其振动频率开展有效控制，尽量在35~50Hz。对于振动压路机倒车操作，需先避免振动，朝着相反方向运动，当完成相关操作后再进行振动，如此才能避免混合料出鼓包问题。
在进行碾压过程中，压路机行驶方向需与路中心线保持平行，从一侧路边逐渐往路中间前进。针对轮胎式压路机来看，也应开展重叠碾压；
然而轮胎式压路机是可以对轮胎内压进行调整的，获得所需接触压力，从而实现集料的有效挤合，确保其均一密实度。根据工程实践可知，它能够全面增强密实度2%~3%，由此，应尽可能选取轮胎式压路机开展复压碾压作业。
对于沥青混合料终压来看，应在复压之后开展，主要是对轮迹进行消除，最终建立平整的压实路面[3]。该道工序应避免借助重型压路机完成，如若不然将对平整度造成不良影响。可借助双轴双轮压路机开展，并且要碾压两遍以上，直到没有轮迹。对沥青混合料开展碾压施工时，在每实施一遍碾压作业之后，需把压路机往前移动一点，如此就能防止达到整个摊铺宽度，防止因为换向而导致压痕问题。在对碾压道进行变换时，需基于压实区冷的一端开展，同时暂停振动装置。利用压路机开展碾压作业，需从路边逐渐往路中进行，对于邻近的碾压带，需具备重叠宽度，同时把驱动轮往摊铺机方向移动。
压实质检要按照文件要求与施工标准开展，通常检测内容包含压实度与平整程度等，路面表观要均匀。检测期间出现部分较大的质量不足，例如，松散与厚度不够要第一时间停工，即便混合料已成型也要进行返工处理。对于压实度及其厚度，一般采取钻孔取芯手段来开展检测，对于压实度的控制，核子密度仪也属于可行的手段，不过在实践之前要认真标定。对于密实度的控制，要确保结果的精准，通常选择马歇尔密度将其当作控制标准，不过对于现场空隙率，需要确保处于3%~7%。表1 为马歇尔体系指标技术要求。
表1 马歇尔体系指标技术要求
路面施工期间，温控属于影响作业质量的核心因素。混合料施工期间要充分控制温度，在所有工序中混合料温度没有达到相关标准，均要报废重新开展。针对改性沥青路面的建设，和常规的HMA 路面除了作业温度上要结合粘度合理提高，整体上区别不大。对于温度增加多少，应根据改性剂的种类以及剂量来进行明确，相关技术标准中进行了详细规定[4]。通常情况下，可基于常规混合料施工温度增加10~20℃。若是SMA 混合料，因为要添加一定的冷矿粉，则适当增加拌合温度。不仅施工这样，针对室内试验也要增加温度开展。表2为温控技术要求。
表2 温控要求
压实属于路面施工不可或缺的环节，压实质量高低同路面强度、使用寿命等息息相关。伴随经济稳健发展，国内交通量持续增加，交通渠化与重载等情况突出，路面若压实不到位，会造成路面孔隙率变大，车辆荷载影响路面，而过于压实会造成集料破碎，路面发生泛油等，所以充分管控压实作业质量，选取科学的压实工艺，对路面使用寿命有着很大的意义。
4.1 沥青混合料的压实机制与特性
（1）压实机制。压实过程是把混合料从松散慢慢过渡成粘聚态，在此期间，压实像黏土变形和再次组合，伴随粘度变低，内聚力慢慢下降，另外，压实好比非粘聚性材料，颗粒再次组合被摩擦力影响，棱角性不大的易于压实。伴随压实开展，集料颗粒再次排列，基于压实功影响，混合料跟着流动，直至全部内外力实现平衡。
（2）压实特性。通常指路面施工以及使用期间体积参数的改变以及可靠性，决定压实特性的因素较多，其中包括材料、设备与环境因素。就材料来看，其中涉及掺量以及混合料种类等；
而对于机械因素来说，其中涉及机械的碾压频次以及快慢等；
而对于环境因素，通常包括作业环境温度与风速等。所以，在各种路面作业条件下，相应的压实特性也有所差异，当明确压实方案时，应该加以分析压实特性，提升作业质量。
4.2 原材料
（1）集料。粗集料基于彼此嵌挤，可以发挥骨架作用，提供强度；
细集料基于填充空隙，可以确保混合料足够密实，继而促使其更加稳定；
其中填料的作用是，可以填充空隙，也能够吸附沥青，增强粘附力。为增强路面作业质量，选取玄武岩碎石以及人工砂，将前者当作粗集料，后者当作细集料，而对于填料则选择矿粉。
（2）沥青。沥青发挥胶结作用，为了提高黏结性，选择SBS 改性沥青将其当作胶结剂，它的制备方法：把基质沥青加热至170~180℃，在全面熔融之后添加SBS 改性剂，通过剪切机转速剪切45min，然后在170℃下发育半小时。
（3）级配。选择AC-13 型混合料对上面层开展铺筑，表3 为级配设计。
表3 级配设计
4.3 工程实践
（1）工程概况。试验路位于某一公路K32+520—K49+355 路段，路面设计宽度是12.15m，结构设成6cm下面层+5cm 中面层+4cm 上面层。
（2）压实方案选取。为了分析压实工艺和作业质量的关联，选择以下工艺对试验路开展建设，对于K32+520—K40+150 段选择振荡压实，对于K40+150—K49+355 段选择振动压实。
（3）压实过程施工质量措施。为保证施工完成后路面的使用情况，在开展路面压实作业时，应全面根据施工标准进行，对施工质量开展科学控制。具体措施如下：①对施工温度进行有效控制，在开展初压过程中，路面温度要在150℃以上，在碾压结束之后，还应保证路面温度超过90℃[5]。②就压路机碾压长度来看，需确保同摊铺机速度保持一致，实际进行碾压时，应避免中途暂停和制动，在开展来回碾压作业时，对于停留地点之间的距离，应在10m 以上。③压路机要避免停留于温度超过75℃的且碾压结束的混合料上，在这一过程中，应对压路机作业过程中的油渍等开展清理。④实际进行碾压时，想要避免产生粘轮问题，应对其胶轮喷涂一定的豆油。⑤压路机在起步及停车过程中，应尽可能地保证平稳，避免急刹及快起步而导致混合料出现鼓包问题，从而不利于路面压实效果。
（4）路面检测包括以下3 个方面：①压实度。其属于路面质控核心指标，可以体现压实度，按照相关现场测试规程，通过钻芯取样手段对两种工艺的试验路开展检测。得知压实度都能符合标准，选择振荡压实方案压实度均值是96.9%，低于振动压实的97.5%，选择第二种工艺压实效果更好。②平整度。其属于体现平整性的指标，该指标和行车安全、舒适息息相关，通过平整度仪对两种工艺作业后试验段开展检测。得知采用两种工艺对路面作业之后，平整度都能符合标准要求，第一种工艺平整度标准差，低于振动压实的，选择第二种工艺路面平整度更佳。③路面厚度。其是体现路面施工质量的核心控制指标，采取钻心取样手段对上面层厚度开展检测。得知采取两种工艺对路面作业后，上面层厚度都能达到标准要求，选择振荡压实路面厚度是39.6mm，高出第二种工艺的38.2mm，前者路面厚度控制更佳。
压实属于路面施工过程中的关键工序，较高的路面质量最终需基于碾压来达到。建设单位要沥青压实机制，针对沥青混合料路面，要充分掌握相应的压实工艺流程，且加以关注压实注意事项，以充分保障路面施工质量。
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