摘要:本文就如何提高瀝青路面壓實質量,從混合料、碾壓溫度、壓實機具組合與施工方法等方面進行探討。
關鍵詞:瀝青路面;壓實質量;分析探討
近年來,高等級瀝青混凝土路面廣泛應用于我市主次干道中。隨著拌和、攤鋪、壓實等機械設備的改進和施工管理技術的提高,我市的瀝青混凝土路面的工程質量有了質的飛躍。我們認為,影響瀝青路面面層施工質量的主要因素,除選擇合格的材料和設計出配合比合格的混合料結構層外,壓實是瀝青路面施工的最后一道工序,也是質量控制的關鍵。壓實這道工序必須引起足夠重視。否則再好的混合料結構層也不能做出合格的瀝青混凝土面層。
壓實是瀝青混合料受機械力作用體積縮小的過程。它將引起瀝青混合料特性的如下變化:空隙減小,使得集料顆粒重新分布,從而使得粒料間形成嵌擠結構并被瀝青強有力地膠結在一起。瀝青混合料只有經過正確的壓實才能成為具有所需結構力學綜合性質的瀝青混凝土,正確的壓實可以增加路面材料的強度和穩定性和抗疲勞特性等。壓實技術的好壞直接影響到瀝青混凝土路面的平整度、密實度和強度等,同時壓實技術還對路面的耐久性有十分重要的作用,許多路面早期病害與其壓實情況息息相關,如路面的松散、坑槽、裂縫、沉陷等都在一定程度上受壓實的影響。
下面結合我市近年瀝青路面的施工情況,對提高瀝青路面壓實質量談一些淺顯的看法。
1 瀝青混合料
瀝青混合料性能更大程度地影響瀝青路面壓實質量,這種影響甚至比單純集料或瀝青更明顯。瀝青混合料必須在對同類配合比設計和使用情況調查研究的基礎上,充分借鑒成功的經驗,選用符合要求的材料,進行配合比設計。瀝青混合料的礦料級配應符合工程規定的設計級配范圍。
當瀝青混合料中瀝青用量較低時,易形成干澀、粗糙的混合料,這種混合料往往難于壓實;當瀝青用量太大時,可形成過渡潤滑混合料,使混合料在壓路機作用下,形成不穩定而且可開裂的混合料;如果集料在烘干時含水量未達到規范最小值的要求,這種濕的瀝青混合料.在壓實過程中也易呈現推移的病害。所以針對混合料不同特性影響壓實質量的原因,在實際施工中采取不同的對策。
2 碾壓溫度
實踐證明,在瀝青混合料的壓實過程中,碾壓溫度是影響瀝青混合料壓實密實度的最主要因素。碾壓溫度應符合規范的要求,并根據混合料種類、壓路機、氣溫、層厚等情況經試壓確定。在不產生嚴重推移和裂縫的前提下,初壓、復壓、終壓都應在盡可能高的溫度下進行。同時不得在低溫狀況下作反復碾壓,使石料棱角磨損、壓碎,破壞集料嵌擠。
混合料溫度較高時,可用較少的碾壓遍數,獲得較高的密實度和較好的壓實效果。而溫度較低時,碾壓工作變得較為困難,且易產生很難消除的輪跡,造成路面不平整。因此,在實際施工中,要求在攤鋪完畢后及時進行碾壓。一般來說,瀝青混合料的最佳壓實壓實溫度在120℃左右,低溫施工時最高不超過160℃,當溫度在90~115℃溫度時,瀝青處于黏彈狀態,混合料不易壓實;溫度小于90℃時,瀝青彈性降低,混合料碾壓過程中易產生剪切開裂,集料也易破碎。
瀝青混合料的最佳碾壓溫度是指在材料允許的溫度范圍內,瀝青混合料能夠支承壓路機而不產生水平推移、表面無開裂情況且壓實阻力較小的溫度,此時可用較少的碾壓遍數,獲得較高的密實度和較好的壓實效果。最佳碾壓溫度與瀝青性質有關。在確定瀝青混合料的碾壓溫度時需要考慮很多因素,如:瀝青標號、礦粉含量、基層的溫度、層厚、空氣溫度、風速和混合料類型等。由于厚層瀝青混合料有較好的保溫效果,因此厚度小于5cm時,混合料攤鋪碾壓溫度應較大于8cm厚的混合料提高13~15℃.可見瀝青混合料溫度較高時,有利于縮短碾壓時間,加快施工進度。
壓實質量與壓實溫度有直接關系,而攤鋪后混合料的溫度是在不斷變化的,特別是攤鋪后的4—15分鐘內,溫度損失最大(1—5℃/min),因此必須掌握好有效壓實時間(所謂有效壓實時間,是指混合料從攤鋪后的溫度冷卻至最低壓實溫度所需時間),適時碾壓。有效壓實時間的長短與混合料的冷卻速度、壓實厚度等因素有著密切關系。影響冷卻速度的因素有氣溫、濕度、風力和混合料下承層溫度等,凡遇氣溫低、濕度大、風力大以及下承層溫度低等都會使有效壓實時間縮短,并增加碾壓困難。當瀝青厚增大25%時,其有效壓實時間表將會增大近50%,對較薄層瀝青層碾壓時,反而要比較厚的瀝青層壓實層困難些,這主要是因為較薄層的瀝青混合料溫度降低速度要比厚層快得多,從而使其有效壓實時間大大縮短。
3 壓實機具組合與施工方法
瀝青路面施工應配備足夠數量的壓路機,選擇合理的壓路機組合方式及初壓,復壓、終壓(包括成型)的碾壓步驟,以達到最佳碾壓效果。
碾壓速度的合理選擇對壓實是十分重要的,壓路機應以慢而均勻的速度碾壓。從道理上講,低的碾壓速度比高的碾壓速度所形成的壓實度要高。但因受碾壓溫度、壓實層厚度、設備因素、混合料成分及基層條件等方面的影響,實際壓實度并非與理論上完全一致,所以合理的碾壓速度應在現場實驗中確定。在施工中,保持適當的恒定碾壓速度是非常必要的,一般速度控制在2—5km/h,輪胎壓路機可適當提高,但不超過6km/h。速度過低,會使攤鋪與壓實工序間斷,影響壓實質量,從而可能需要增加壓實遍數來提高壓實度。碾壓速度過快,倒產生推移、橫向裂紋等。選擇碾壓速度的基本原則是在保證瀝青混合料碾壓質量的前提下,最大限度地提高碾壓速度,從而減少碾壓遍數,提高工作效率。
目前,碾壓瀝青混合料均使用振動壓路機。為了獲得最佳的碾壓效果,合理地選擇振頻和振幅是非常重要的。振動壓路機應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則,即緊跟在攤鋪機后面,采取高頻率、低振幅的方式慢速碾壓。
振頻主要影響瀝青面層的表面壓實量。振動壓路機的振頻比瀝青混合料的固有頻率高一些,則可獲得較好的壓實效果。試驗表明,對于瀝青混合料的碾壓.其振頻多在35—50HZ的范圍內選擇。
振幅主要影響瀝青面層的壓實深度。當碾壓層較薄時,最好使用振幅為0.35—0.6mm的中小型振動壓路機。而碾壓層較厚時,則可在較低振頻下,選取較大的振幅,通常振幅可在0.6-0.8mm內進行選擇。
根據我們瀝青路面施工經驗,結合瀝青路面自身結構特點,碾壓機具選型及組合最好使用兩臺雙輪壓路機和一臺膠輪壓路機。其中一臺雙輪壓路機初壓,然后有膠輪壓路機復壓,最后用一臺雙輪壓路機終壓。壓實遍數通過做試驗段來確定,這種壓路機組合方式對路面平整度和壓實度是較理想的。
壓路機應從外側向中心碾壓。相鄰碾壓帶應重疊1/3-1/2輪寬,最后碾壓中心部分,壓完全幅為一遍。當邊緣有擋板、路緣石等支擋時,應緊靠支擋碾壓。當邊緣無支擋時,可用耙子將邊緣的混合料稍稍耙高,然后將壓路機的外側輪伸出邊緣10cm以上碾壓。也可在邊緣先出寬30-40cm,待壓完第一遍后,將壓路機大部分重量位于已壓時過的混合料面上再壓邊緣,以減少向外推移。
4 結論
總之,影響瀝青混凝土路面壓實質量的因素來自很多方面,除以上所述混合料的材料的性能、碾壓溫度、壓實機具組合與施工方法等幾個主要方面外,還需要正確的配合比設計,要求施工時嚴格按照設計要求控制瀝青混凝土的級配組成,控制施工中的各個環節,保證達到要求的密實度,尤其要處理好路面特殊地段的施工質量。