瀝青混凝土路面的壓實原理及應用分析

唐劍華 72719部隊

瀝青混凝土路面的壓實原理及應用分析

唐劍華 72719部隊

瀝青混凝土路面有著平整度好、維修方便等諸多優點，在我國公路建設中得到廣泛采用。而壓實是瀝青混凝土施工中的重要環節，本文從瀝青混凝土壓實原理出發，簡要分析了瀝青混凝土施工中各方面因素的影響，就如何保證瀝青混凝土路面的壓實度，提高路面施工質量，延長瀝青混凝土路面的使用壽命提出了建議。

瀝青混凝土路面 壓實 應用

瀝青混凝土路面因為行車舒適、平整度好、維修方便等優點，在我國公路建設項目中廣泛采用。在瀝青混凝土道路施工中，壓實是瀝青混凝土施工中的重要環節，其目的是提高瀝青混凝土混合料的強度、穩定性。壓實質量的好壞直接影響到瀝青路面的平整度、密實度，更關系到行車的安全性、舒適度和路面的使用壽命。有的施工企業在壓實度質量控制上做的不到位，導致路面極易出現路面破壞問題，導致路面壽命縮短，因此施工過程中必須重視壓實工作。

一、壓實概述

瀝青混凝土路面的碾壓，是瀝青混凝土路面施工的最后一道工序，也是決定瀝青混凝土路面質量的關鍵工序之一。碾壓就是通過一定機械和一定工藝，把一定體積的熱拌瀝青混凝土，壓縮到更小體積的過程。在此過程中，使裹覆瀝青的集料顆粒相互擠壓到一起，從而消除了混合料中的大部分空隙，由此提高了混合料的密實度。良好的碾壓能使面層達到理想的空隙率和密實度。

瀝青混凝土路面的密實度，是影響瀝青混凝土路面質量的重要指標之一。在密實度達不到要求的路面混合料中，空隙常趨于相互連通，容易造成空氣和水分侵入。而空氣和水分中的氧也就能氧化混合料中的瀝青結合料，使其變脆。因此，路面難以經受交通荷載，引起反復變形，結果致使道路遭到破壞。此外，在低氣溫下，路面中的水分發生凍脹也將造成道路的破壞。

數據證明，瀝青路面的抗老化性能、高溫抗車轍能力、耐疲勞破壞能力、抗水剝離能力等，都與路面的空隙率有直接關系。當瀝青混合料空隙率大于7%時，每增大1%其透水性將增大2倍；空隙率小于8%時，則可以消除剝落現象；空隙率由8%降至4%，其彈性模量將提高63.6%；空隙率由8%降至5%時，路面壽命將延長3倍。由此數據可以看出密實度對路面質量的影響。

施工中未得到充分壓實的道路，車輛通行會產生車轍、凹陷或溝槽。然而在壓實的混合料中仍需要有一定的空隙率，否則由于空隙率過小，路面在瀝青熱膨脹與交通荷載的作用下，將出現泛油和失穩現象。一般認為，密級配混合料路面空隙率不應高于7%至8%。在此條件下，空隙之間一般并不連通，如果空隙率過大，道路容易剝落松散，但空隙率過小，道路又會出現泛油現象，并使熱穩定性降低。

壓實作業主要目的：一是使混合料具有良好的強度和穩定性；二是使混合料中的空隙率適中，既能產生密封，阻止空氣和水分侵入，避免道路的加速老化及凍融破壞和剝落現象，又能克服路面的泛油并抵抗車轍。

二、壓實原理

在瀝青混合料的壓實過程中存在三種作用力，即：壓路機的壓力、混合料內部的抵抗壓實力（內部阻力）、下部穩定基礎層（下臥層）產生的支承反力。獲得充分壓實并具有理想密度的瀝青混合料，在瀝青路面的使用過程中混合料顆粒會受到充分的制約，從而在相當長的時間內保持足夠力學性能，具有抵抗各種破壞的能力。

為達到壓實目的，壓路機的壓力與下部穩定基礎層產生的支承反力的合力，必須能夠克服面層內部的抵抗壓實力。

根據我國相關規定，在路基路面施工過程中，對壓實度的執行標準有嚴格的規范，分別為：公路工程質量檢驗評定標準（JTGF80/1-2004）附錄B、《瀝青路面施工技術規范》、《公路路基施工技術規范》（JTGF10-2006）等。

壓路機的壓力產生于壓路機的自重或其自重與動能之和。下臥層的支承反力取決于下臥層的穩定性、強度和剛度。

混合料的內部阻力取決于集料顆粒之間的摩阻力和瀝青的黏度。隨著混合料密實度的加大和溫度下降，混合料的內部阻力也隨之加大。當混合料密實度和溫度達到能使內部阻力與壓路機壓力和基礎應力相等狀態趨于平衡時，壓實作業即完成。

對瀝青混合料的壓實，一方面需要克服混合料之間的內聚力，另一方面要克服混合料之間的內摩擦力。因此，對瀝青路面的有效壓實，既要使混合料之間的內聚力和內摩擦力盡可能小，又要對混合料施加足夠的壓實力。

我國瀝青路面經常發生的早期損壞現象，一般都是壓實不足導致，保證混合料充分壓實是提高瀝青路面質量的關鍵。

瀝青混合料的內聚力，主要是由瀝青結合料和填料的性質決定的。內聚力的大小，主要受混合料的溫度影響，溫度越高，瀝青黏度越低，混合料之間的內聚力越小，越易于壓實；反之，溫度越低，瀝青黏度越大，混合料之間的內聚力越大，就越不利于壓實。但是，溫度過高時，雖然混合料流動性大，但穩定性差，碾壓時混合料容易被推移，會破壞鋪層材料的均勻性，使路面平整度下降。因此，碾壓溫度必須控制在一個最佳的范圍內。最佳的碾壓溫度，使混合料具有一定的強度和穩定性，能夠支撐壓路機壓力而不會產生水平推移，又不至于因混合料的變形模量過高而難以壓實。

混合料的內摩擦力，主要是混合料的配合比、集料的形狀和大小決定的。碾壓瀝青混合料時，需要克服的主要是內摩擦力。

施工技術人員為有效地控制壓實效果和合理安排施工工藝，必須了解影響壓實效果的各種因素及它們之間的關系。

瀝青混凝土路面平整度的影響因素很多，關系到路基、路面施工的全過程，只有在充分研究分析產生的原因后抓好施工的每一個細節，才能有效控制路面壓實質量。

影響壓實的因素主要有：混合料級配組成與材料的性質、混合料的溫度、混合料鋪層厚度及碾壓方法與設備等四個方面。在實際施工過程中，一定要從四個方面有針對性地采取有效措施，減少以上因素影響，防止瀝青混凝土路面出現壓實質量問題。

瀝青混凝土路面壓實是施工企業質量管理水平、施工機械設備、施工工藝等的綜合能力反映，施工企業只有認真組織施工，加強施工現場管理，努力提高技術水平，完善施工工藝才能保證瀝青混凝土路面的壓實度，提高路面質量，延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

[1]劉濤編著，《瀝青路面集料特性與加工技術》[M].人民交通出版社，出版時間：2013-05

[2]王淑紅.楊平等編著，《瀝青路面施工》[M].科學出版社，出版時間：2011-06