论热拌沥青混凝土路面的压实工艺

一、沥青混凝土路面的压实原理沥青路面压实的目的是提高路面强度，稳定性和抗疲劳性能，从而保证其质量。若是路面施工中没有达到规定要求的压实度，由于孔隙率大，透水性大，会加速混合料的老化，空气、雨水等杂物易进入，使路面产生车辙，疲劳寿命降低等多种不良后果。而过分压实也是不足取的，一方面浪费不必要的资源，增大施工成本；另一方面也会使混合料中集料破碎，密实度不增反而降低，而且孔隙率过小，无处容纳沥青的热膨胀，在炎热的夏季易出现泛油和失稳，降低路面的强度和稳定性。因此必须对沥青路面进行合理的碾压。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，使其具有良好的路面性能，满足使用要求。沥青混合料的压实过程是从松散、塑态逐步过渡到高抗拉强度粘聚态的过程。一方面，混合料的压实非常像粘性土，即通过颗粒的变形和重新组合，同时随着沥青胶结料粘度的降低，内聚力逐步降低，压实趋于容易；另一方面，混合料的压实又像非粘聚性材料，因为集料颗粒的重新组合受到集料之间摩擦力的阻抗，棱角性小的混合料比棱角性大的易于压实。沥青混合料包含自由粒状颗粒、胶结颗粒、空气和低粘性胶结剂(水)，传统设备通过颗粒重排来压实。在压实过程中，沥青结合料起润滑作用（它的粘弹性质随温度、荷载大小及荷载作用时间而改变）。使沥青混合料达到最佳压实度的最好方法应是提供足够作用时间的压实力。随着压实的进行，悬浮在沥青相中的集料颗粒将会重排；同时，在附加压实功的作用下，伴随着沥青结合料的流动，最终的排列将包括旋转和滑移，直到所有的内力和外力在集料的接触点上达到平衡。二、影响沥青路面压实的因素影响沥青路面压实的因素有很多，其主要包括路基，摊铺和碾压，材料的性质，厚度的影响，混合料的温度以及气候的因素。（一）路基的影响路基和路面基层施工质量对面层的影响极大。路面面层施工前，应对路基和基层压实度、路基的整体抗变形能力和路面基层的强度等指标做认真检测，为了保证沥青混凝土面层的厚度均匀一致及面层表面的平整度和路拱，从路基顶面起就要有与面层相一致的路拱。验收合格后，方可进行面层施工。（二）摊铺和碾压的影响1．摊铺作业中的预压实。现代机械铺摊作业中，熨平振捣装置已对沥青混凝土铺装层进行振实和夯实，一般压实度以达83%－90%．预压实不仅大大减少了压路机压实的工作量，相对延长了有效压实时间，而且，由于铺装层具有初压实度，避免了碾压过程中产生的推移、车辙、裂纹、波浪等弊病。2．碾压速度。碾压速度的合理选择对压实是十分重要的。从道理上讲，低的碾压速度比高的碾压速度所形成的压实度要高。但因受碾压温度、压实层厚度、设备因素、混合料成分及基层条件等方面的影响，实际压实度并非与理论上完全一致，所以合理的碾压速度应在现场实验中确定。3．碾压遍数。在最大密实度范围内，压实度随碾压遍数的增加而增加，为达到压实度指标，需要通过实验压实，确定必须的碾压遍数，应强调指出，过多的碾压遍数不一定收到最佳的压实效果。相反，可能造成碾压过分、使表面粗糙度破坏，表层强度和整体强度下降，甚至产生压实层的纵向裂纹和横向裂纹等缺陷。（三）材料的性质材料的性质主要指集料的级配、表面纹理构造、颗粒形状、安定性以及吸水性等，还有沥青胶结料的粘度和沥青含量。高粘度的沥青会限制集料颗粒的移动。而沥青含量低的混合料集料间的润滑较差，形成干涩，坚硬的混合料，难以压实。（四）厚度的影响通常来说较厚的铺层易于达到规定的压实度，厚的铺层保温时间长，因此有足够的时间来碾压。而薄层降温快，需要压路机尽可能快地压实，因此薄层（4cm以下）混合料的初压温度要高，以保证有足够的时间去压实，层厚（7cm以上）可能要稍微降低初压温度。沥青路面的结构层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。当铺层厚度过小时，路面会产生离析，出现压实困难、集料压碎的状况。路面压实得不到保障。（五）混合料的温度混合料温度过高会导致压路机作用下混合料流动，而太低的温度会导致混合料太硬而不易压实。合适的压实温度应该为：有足够的时间完成压实的温度。最佳压实温度取决于集料间的摩阻力、混合料级配、混合料体积性质以及沥青粘度，如果其中一个因素变化，压实温度也会发生变化。尽可能在沥青混合料温度比较高时碾压，只要摊铺料能承受压路机的重量，粒料不被钢轮沾起，或有过大的压痕，或推移物料，就应当开始碾压。（六）气候因素天气条件。天气晴朗、温和、基层干燥容易获得满意的压实效果。下雨、刮风、气温较低和基层含水量较大时，铺装层混合料冷却加快、压实有效时间缩短，对压实不利。所以规定雨天或大气温度在5℃以下时，或相对湿度较大时，应停止沥青混合料铺摊作业。当基层含水量≤10%时，可以进行沥青混合料的摊铺，如先浇洒透层油时，基层含水量应不大于5%，下雨后应等基层表面干燥、无水洼后再进行摊铺。三、沥青路面的压实工艺流程沥青路面的碾压分为三个阶段，初压，复压和终压。每个阶段对压路机的碾压速度都有不同的要求。压实是达到路面密实度指标的唯一手段，因而正确选择和使用压实设备是保证路面压实度的关键所在。沥青混凝土铺装层形成过程的不同阶段必须选择不同类型的压路机。（一)初压阶段初压是压实的第一阶段，从铺装层形成过程讲属于稳定压实阶段。现代机械摊铺过程中，铺装层多已经过摊铺机烫平装置的预压实，具有83%～90%的压实度，但铺装层混合料的温度仍较高，所以只要施以较小的压实功，即可获得满意的稳定压实效果。通常选用工作质量较小的6－8T双轮静作用压路机或双光铰接震动压路机不施振进行碾压，碾压遍数一般为遍。（二）复压阶段复压是压实的第二阶段，从铺装层形成过程讲属于强度压实阶段，其目的是提高密实度并得到规定标准值，这是形成铺装层强度的基本阶段，需要较大的压实功，因而，须选用较大工作质量的静作用压路机或轮胎压路机，或相当线压力的全驱动振动压路机。复压阶段的最初几遍碾压，通常要选用大吨位的轮胎压路机。（三）终压阶段终压是压实过程的第三阶段，以沥青铺装层形成过程讲属于成型压实阶段。以消除压实前阶段的内应力、路面的微量变形和轮迹为目的，只要施以较小的压实功，即可获得满意的压实效果和高的表面质量。一般直接在复压后进行，选用小吨位静作用刚性轮压路机或双光轮压路机不施振较为适宜，碾压遍数一般为遍。四、压实施工的注意事项（一）压实温度。压实温度是影响沥青混合料压实密实度的最主要因素。因此，在实际施工中，要求在摊铺完毕后及时进行压实。一般来说，沥青混合料的最佳压实温度为120～140℃之间，SBS沥青混合料最佳压实温度为140～160℃。（二）压实速度与遍数。一般速度控制2～4km/h，轮胎压路机可适当提高，但不超过5km/h。速度过低，会使摊铺与压实工序间断，影响压实质量，从而可能需要增加压实遍数来提高压实度。（三）振动压实振频与振幅。振频主要影响沥青面层的表面压实质量。振动压路机的振频比沥青混合料的固有频率高一些，可以获得较好的压实效果。实践证明，对于沥青混合料的碾压，其振频多在40～50HZ范围内。振幅主要影响沥青面层的压实深度。当压实层较薄时，宜选用高振频、低振幅；而碾压层较厚时，则可在较低振频下，选取较大的振幅，以达到压实的目的。对于沥青路面，通常振幅可在0.4～0.8mm内进行选择。（四）碾压纵向进行，相邻碾压带应重叠至少30cm。（五）振动时必须先停振后停机，先起步后起振。（六）碾压方向由路面低处往高处，第一遍压边时应预留30cm左右的边缘不碾压，防止推移和产生纵向裂缝，第二遍将其压实。（七）钢轮压路机每次错半轮，轮胎压路机每次错两个小轮。（八）在碾压过程中应以缓慢而均匀的速度碾压，不在新铺混合料上突然加速、调头、左右摆动或突然刹车。倒车回程时应慢停、慢起步。（九）初压、复压、终压三个不同工序的压实段落比前一工序后退5~8m，不在同一断面上进行。（十）压路机不得在热铺路面上急转弯，急停。（十一）钢轮压路机使用喷水装置，前进时喷水，后退时关闭喷水，防止喷水量过大。胶轮压路机碾压前涂好油水混合物，不使用喷水装置。（十二）钢轮压路机不得中途停留、转向或制动，前后两次停留地点应相距10m以上，并应驶出压实起线3m以外。（十三）防止油料、润滑脂、汽油或其它杂质在压路机操作停放期间洒落在路面上。五、压实度的检测方法压实度的检测方法包括核子密度仪，钻芯取样和其他检测方法。我国沥青路面施工技术规范规定，沥青混凝土路面面层压实度的检测方法，是从成型的面层中钻取芯样，按JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定方法测定芯样密度。钻心取样需要记录的数据包括里程桩的位置，芯样距左右侧的距离以及芯样的厚度。取得的芯样要照相，并标上沥青的标号、芯样的厚度，且要等它自然风干，不能用烘箱烘干。沥青混合料的标准密度以沥青拌和厂取样试验的马歇尔试件密度为准，路面中取出芯样密度测定方法应与马歇尔试件标准密度测定方法相同。这样用沥青混合料马歇尔试件标准密度计算的压实度称为马歇尔密度的压实度，我国规范对压实度要求规定为96%。测压实度的方法虽然有很多优点，但是由于辐射比较大，现在很少有单位采用，因此现在主要的方法仍然是钻芯取样法。