影响沥青混凝土路面压实度的因素与控制

所属栏目:项目管理论文 发布日期:2010-10-20 08:08 热度:

  摘要:沥青混凝土路面以其优良的平顺性广泛应用于公路和城市道路。沥青面层的质量优劣是否产生早期破坏以及使用寿命长短,都与现场混合料压实度有密切关系。要保证路面压实度的质量,应该在施工中严格控制,本文结合沥青路面施工,分析影响沥青路面压实度的因素,提出提高压实度的措施和方法。
  关键词:沥青;混合料;压实度;影响因素;控制
  沥青混凝土属于柔性路面,因其施工速度快,社会效益高,即使有问题便于修复,被公路、市政工程广泛运用。压实质量的好坏,将直接影响沥青路面的平整度和密实度。在沥青混凝土道路施工中,压实的目的是提高沥青混凝土混合料的强度、稳定性以及疲劳特性。较高的路面密实度和平整度可提高路面的承载能力和不透水性,减小车辆对路面的冲击载荷。延长路面和车辆的使用寿命并提高运输速度和运输效益。而路面的压实质量决定着路面的密实度,并对平整度产生较大影响。良好的路面质量最终要通过碾压来实现,因此必须重视压实工作,如果压实度不足,路面会产生变形、松散或在行车作用下产生推移等,最终导致路面早期损害。
  一、原材料质量的控制
  (一)矿料
  用作沥青混合料的矿料包括粗集料、细集料、再生料和填充料,这些材料要求较小的含水量和含泥量,这样可以提高拌和设备的生产率,保证出料温度的稳定性,能提高矿料与沥青的粘附性。首先必须明确石屑与人工破碎的机制砂是有本质不同的,机制砂是由制砂机生产的细集料,粗糙,洁净,性好,应该推广使用。而石屑中粉尘含量很多,强度很低,扁片含量及碎土比例很大,且施工性能较差,不易压实,路面残留空隙率大,在使用中还有继续细化的倾向。因此,标准大都限制石屑,而推荐采用机制砂。天然砂与沥青的粘附性较差,呈浑圆状,使用太多对温度稳定性不利,但使用天然砂在施工时容易压实,路面好成型是其很大的优点,所以石屑和天然砂共同使用往往能起到互补的效果。
  (二)沥青
  1.作好沥青的各项指标检测。沥青标号应根据当地的气温来选取。当地平均气温越低,则选用的沥青标号应越高,针入度越大,稠度越低,路面的低温抗裂性越好,但高温稳定性差。在实际施工中,不同面层也应采用不同标号的沥青,通常表面层采用较稀的沥青,以提高表面层的抗裂性能,而中下层选用较稠的沥青以提高抗车辙能力。
  2.沥青的特性。沥青的稠度越高,沥青的针入度PI指数越高,路面的高温稳定性和抗车辙能力越强,但低温抗裂性差,所以施工中可以在石油沥青中掺加各种改性剂,以提高路面高温稳定性和低温抗裂性。
  二、沥青混合料温度的控制
  (一)安排好施工时间。沥青面层,特别是表面层应安排在气温较高的2~3个月内施工,切忌在低气温季节施工,同时应安排在白天气温较高的时间段施工。
  (二)拌和温度的控制。混合料温度的高低直接影响路面的施工质量,当温度过低时,沥青包裹不均匀,易产生花白料,更不能保证摊铺碾压温度。拌和温度过高,不仅浪费燃油,还容易使沥青老化,拌和温度的起伏变化会引起摊铺、碾压温度的不稳定,影响路面的压实密度和平整度。拌和成品料初期,要手动控制矿料加热温度,使矿料温度比设定温度高20℃,并且待稳定一段时间后,才开始启动自动控制装置。
  (三)提高开始碾压的温度。纯沥青混合料的摊铺温度应在140℃~165℃之间。每天开始碾压时的温度不低于120℃~150℃。不要等待摊铺机后面铺出30m~50m后再开始碾压。碾压时,压路机要紧跟在摊铺机后面,也就是初压一直压到摊铺机末端。总之要趁混合料处于高温时,将其压实。因为此时最容易达到高密度。为了保证混合料的摊铺温度,需要严格控制混合料出厂温度。从混合料出厂开始直到运料车卸料为止,在此时间内,应严格采取保温措施,如用蓬布、棉被等覆盖运料车上的混合料。不管运距远近和气温多高,都应采取这种措施。
  三、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。
  四、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60%-80%(根据摊铺机型号不同而定),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。
  五、碾压方式
  (一)沥青路面铺筑时,建议使用三台压路机,应配备钢轮压路机两台(DD110或BW202AHD-2),胶轮压路机(徐工XP-26)一台。
  (二)路面施工前,应认真铺筑试验段,以确定压路机的最佳遍数及各压路机之间的最佳组合形式。
  1.沥青混凝土路面的施工配合比,压路机碾压遍数与铺筑的厚度有一定关系,一般厚度越大,碾压遍数越多。
  2.确定好压路机遍数与采用的沥青面层结构的关系,沥青混凝土类(AC-13、AC-20、AC-25)等结构,压路机压实的遍数应区分对待。
  (三)初压。第一条碾压带开始前进碾压时用静压,直到摊铺机前。沿原碾压带后退碾压时,开始振动碾压。第二条碾压带前进碾压时,仍用静压,但需错轮1/3轮宽,碾压至稍超过第一条碾压带时,沿原轮迹带后退振动碾压,如此反复进行第三条碾压带、第四条碾压带……的压实工作。注意:各条碾压带的末端不要在同一横断面上,通常从横坡的下侧边部开始碾压,逐次错轮到横坡上侧的边部碾压一遍。然后压路机回到下侧的边部开始碾压第二遍,从第三遍开始,不管是前进方向还是后退方向都要用振动碾压。由于碾压厚度较薄通常采用高频低振幅碾压。初压需碾压2一3遍。在振动压路机开始第三遍碾压时,轮胎压路机参与碾压。
  (四)复压。用轮胎压路机进行复压。复压的碾压方式与初压相同,也需要错轮碾压。一般需碾压4遍以上。
  (五)终压。用10t一l2t钢轮压路机进行终压。一般碾压两遍以消除可能存在的轮迹。在现场,需要设专人管理碾压,初压、复压、终压需要有一条大致的分界线,以求顺序前进和纵向碾压均匀。第二天要尽早到现场,在前一天碾压完成的路段上用钻机取钻件(俗称芯样)。观测钻件周边是否有小孔。如周边没有小孔或仅有1一2个小孔,可初步证明压实度达到要求。如周边有较多小孔,则压实度没有达到要求,需要增加初压和复压的碾压遍数,或提高碾压温度。
  六、选择合理的压实工艺、压实速度与压实遍数
  合理的压实工艺、压实速度与压实遍数,对减少碾压时间、提高作业效率十分重要。选择碾压速度的基本原则应是:在保证沥青混合料碾压质量的前提下,最大限度地提高碾压速度,从而减少碾压遍数,提高工作效率。必须严格控制压实速度,使初压为1.5~2.0Km/h,复压为4~5Km/h,终压为2.5~3.5Km/h。因为速度过低时,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密实度。碾压速度过快时,会产生推移、横向裂纹等。
  七、选择合理的振频和振幅
  (一)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,则可获得较好的压实效果,施工中选取的振频为40Hz-50Hz。
  (二)振幅主要影响沥青面层的压实深度。当碾压层较薄时,宜选用高振频、低振幅。由于施工的碾压层较薄,因此选择的低振幅确定为0.5mm左右。
  八、准确把握胶轮压路机的轮胎气压,气压大小会直接影响路面压实的质量。
  九、处理好压实度与平整度的关系
  在施工中不要片面追求平整度而忽略压实度,以免通车后随着行车碾压沥青混凝土的密实度进一步提高,平整度就会降低,或因压实度不足而导致路面早期破损。就整体工程质量而言,应在保证压实度的基础上来提高平整度。
  沥青面层施工时,则严格控制碾压质量,层层把关,随时检测,当出现问题时,一是立即修正不合格的地方,二是找出问题原因,为继续施工消除隐患。
  压实度的定义:K=D/D0×100;
  式中:K—沥青层的压实度,%:
  D—沥青混合料试件实际密度,g/cm3
  D0—沥青混合料的标准密度,g/cm3。
  以实验室密度作为标准密度,即沥青拌合厂每天取样1-2次实测的马歇尔试件密度,取平均值作为该批混合料铺筑路段压实度标准密度。
  十、结语:
  路面压实度是沥青路面工程质量的重要指标。应该按照设计和施工规范要求,对路面进行认真压实的公路,路面的强度高、整体承载能力强且稳定性好,在使用过程中路面不发生局部早期损坏;反之,路面承载能力达不到要求和稳定性不好,开放交通后,在较短时间内路面产生局部沉陷、纵向裂缝,甚至产生结构破坏。
  
  参考文献:
  [1]JTGF80∕1-2004,公路工程质量检验评定标准[S]北京:人民交通出版社
  [2]JTGF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社
  [3]公路工程管理与事务北京:中国建筑工业出版社

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