熱拌瀝青混合料路面壓實度的關(guān)鍵影響因素分析

周永軍

（四川交投建設(shè)工程股份有限公司）

熱拌瀝青混合料路面壓實度的關(guān)鍵影響因素分析

周永軍

（四川交投建設(shè)工程股份有限公司）

通過對遂廣高速SG1-LM1合同段公路瀝青混合料路面現(xiàn)場鋪筑實測數(shù)據(jù)的分析，研究了瀝青膠結(jié)料類型和混合料級配、施工工藝、環(huán)境溫度等關(guān)鍵因素對熱拌瀝青混合料路面壓實度的影響，對指導現(xiàn)場施工、保證施工質(zhì)量具有重要意義。

道路工程 壓實度 實測數(shù)據(jù) 分析熱拌瀝青路面影響因素

1、工程概況

遂廣高速SG1-LM1合同段起點位于四川省遂寧市蓬溪縣金橋新區(qū)，終點位于廣安市武勝縣賽馬鎮(zhèn)，全長約41千米，主線路面結(jié)構(gòu)為15cm級配碎石墊層+28cm水泥穩(wěn)定級配碎石底基層+28cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層+1cm同步碎石封層+8cm普通瀝青AC-20下面層+6cmSBS改性瀝青AC-20中面層+4cmSBS改性瀝青SMA-13上面層。

2、原材料技術(shù)指標

中下面層碎石為卵碎石，由涪江中5cm以上的卵石依次經(jīng)顎破、圓錐破、沖擊破三級破碎而成，砂為卵碎石的機制砂；上面層碎石為峨邊縣龍騰礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的4.75-9.5mm、9.5-13.2mm玄武巖碎石，砂為重慶銅梁的石灰?guī)r機制砂；礦粉為四川嵩瑞礦業(yè)有限公司生產(chǎn)的礦粉；下面層普通瀝青為中石化“東海牌”70號道路石油瀝青，中上面層瀝青為四川寶利瀝青有限公司生產(chǎn)的SBS改性瀝青。碎石和砂的檢測指標見表1、表2。

表1 粗集料技術(shù)指標統(tǒng)計

表2 細集料技術(shù)指標統(tǒng)計

3、壓實度的關(guān)鍵影響因素分析

3.1 瀝青膠結(jié)料類型和混合料級配

主要指瀝青的種類和碎石、砂的組成比例。遂廣高速SG1-LM1合同段中下面層均為AC-20型瀝青混合料，下面層為70號普通瀝青，中面層為SBS改性瀝青，相同的礦料組成比例，相同的壓實工藝，中面層的壓實度較下面層要偏低。礦料組成比例，見表3；中、下面層壓實度對比，見表4。

表3 中、下面層試驗路混合料篩分結(jié)果對比

下面層10098.8 89.475.561.1 38.5 26.3 18.4 16.1 11.97.84.3中面層10097.8 89.275.863.6 38.6 28.1 20.4 15.6 12.68.54.2

表4 中下面層試驗路壓實度試驗結(jié)果對比

主要原因是中面層的SBS改性瀝青比下面層的70號普通瀝青更硬更稠，因此在碾壓混合料的過程中，改性瀝青混合料顆粒的重新分布比普通瀝青混合料顆粒的重新分布需要克服更大的阻力。本工程采用同樣的壓實工藝，下面層為8cm普通瀝青AC-20，中面層為6cmSBS改性瀝青AC-20，但普通瀝青混合料的壓實度要大于改性瀝青混合料的壓實度。

另外，瀝青混合料的級配也會影響壓實度。瀝青混合料同樣為大小碎石逐級填充的密實結(jié)構(gòu)，大小碎石搭配合理，混合料填充的充分，瀝青在碾壓過程的潤滑作用也要明顯一些，壓實度就會較大。瀝青路面檢測時，離析路段的壓實度會偏低，主要就是因為瀝青混合料的礦料組成比例發(fā)生變化而導致的。

3.2 拌和工藝

先進的瀝青混合料拌合機并具有足夠的生產(chǎn)能力是確保瀝青混合料以及瀝青面層質(zhì)量的關(guān)鍵。為保證瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定,瀝青用量更準確,宜采用間隙式拌和機拌和。本工程采用林泰閣4000型拌和樓,拌和必須均勻,對于密級配混合料,應(yīng)做到拌和后的混合料均勻一致,無細料和粗料分離及花白、結(jié)成團塊的現(xiàn)象。礦料加熱溫度（礦粉不加熱）和瀝青加熱溫度決定瀝青混合料的出廠溫度，從而決定著瀝青混合料運送到施工現(xiàn)場溫度、攤鋪溫度和碾壓溫度。因此控制好瀝青混合料拌合溫度至關(guān)重要。只有當SBS瀝青改性劑完全分散在瀝青中, 才能充分發(fā)揮其效能，因此SBS改性瀝青的混合料的拌合溫度宜在160-175℃范圍內(nèi)，瀝青才會與集料充分拌和均勻，碾壓過程中溫度宜在140-170℃，瀝青及瀝青和細集料形成的瀝青膠漿的潤滑作用才會得到充分的發(fā)揮，會有利于壓實度的提高。在遂廣高速SG1-LM1合同段中面層正式施工前3天，礦料加熱溫度（礦粉不加熱）和SBS改性瀝青加熱溫度控制在150℃左右，混合料組成比例、溫度控制、攤鋪、碾壓等其他環(huán)節(jié)都保持不變的情況下，但是壓實度始終偏低，現(xiàn)場孔隙率較大，壓實度平均值依次為97.8%、96.8%、97.2%。其主要原因是拌合溫度沒有達到要求，使得瀝青和集料不能充分的拌和均勻，從而導致瀝青混合料的出廠溫度、瀝青混合料運送到施工現(xiàn)場溫度、攤鋪溫度和碾壓溫度都偏低，因此導致壓實效果不理想。后來將混合料拌和溫度調(diào)整到160℃至165℃時，混合料的壓實度得到明顯提高。后續(xù)幾天的壓實度依次為98.9%、98.2%、97.9%、99.0%。其次，拌合時間也是影響混合料拌合質(zhì)量的因素之一。在K4+800左右處右幅上面層施工時，原先設(shè)定的拌和時間為干拌17秒，濕拌30秒；調(diào)整為15秒和32秒后，現(xiàn)場混合料在碾壓時出現(xiàn)明顯的推移。將拌和時間調(diào)整為原先設(shè)定的時間，混合料即恢復正常。因此，合理的拌合工藝是影響瀝青混合料壓實度的關(guān)鍵影響因素之一。

3.3 攤鋪及壓實工藝

壓實技術(shù)中壓實機械的選擇和先進的碾壓技術(shù)也是決定碾壓效果的關(guān)鍵。為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術(shù)規(guī)范要求, 必須保證攤鋪機前至少兩輛車等待卸料, 決不能出現(xiàn)攤鋪機等車的現(xiàn)象, 其余要求應(yīng)滿足改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的技術(shù)要求。本工程采用福格勒2100-2型攤鋪機，一般要求攤鋪機的攤鋪速度不超過2.5米每分鐘，做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪禁止隨意變換速度或中途停頓。同時攤鋪機在攤鋪過程中，攤鋪機的螺旋會對混合料進行再次攪拌和輸送，合理的調(diào)整攤鋪機螺旋高度及螺旋布料器中混合料的高度，同時在螺旋布料器前擋板和下承層之間處設(shè)置必要橡膠片，這樣可以減少混合料在厚度方向上的離析，使其均勻布置，有利于壓實度的形成。同時攤鋪機在攤鋪過程中，會對混合料進行一定程度的夯實，一方面可以減少混合料在碾壓前的溫度損失，另外，也降低了壓路機在碾壓過程中混合料的移動，會有助于壓實度的形成。

現(xiàn)有的壓實機械主要有靜態(tài)壓路機、振動壓路機和膠輪壓路機，但在瀝青路面的壓實過程中普遍使用的壓實機械與方式仍然是初壓用振動壓路機、副壓用輪胎壓路機及終壓用靜壓鋼輪壓路機。SBS瀝青混合料的壓實工藝本著以下原則進行∶按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進行碾壓, 壓路機必須緊跟攤鋪機的后面, 只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的效果, 壓實速度控制在 4 ～5 km/h。由于中下面層均為AC-20，因此選擇相同的碾壓方式。初壓為悍馬雙鋼輪壓路機碾壓1遍，復壓為兩臺三一的膠輪壓路機碾壓4遍，最后再用一臺三一的鋼輪壓路機終壓1遍。壓路機碾壓時，要求緊跟慢壓，速度應(yīng)控制在2.0-4.0米每分鐘，先慢后快，從橫斷面上較低的一側(cè)向較高的一側(cè)碾壓，壓路機在橫向上重疊輪寬的1/3-1/4，邊部增加一遍。攤鋪及壓實工藝也是影響瀝青混合料壓實度的關(guān)鍵影響因素之一。

3.4 施工環(huán)境

瀝青路面壓實效果的壞境影響因素主要包括溫度與風速。環(huán)境的溫度高風速小或沒有風瀝青混合料攤鋪后熱量損失小，壓實就比較容易。相反，如果環(huán)境溫度低，風速又較大，熱量損失就快，要達到要求的壓實度就比較困難。結(jié)合遂廣高速SG1-LM1合同段公路瀝青混合料面層攤鋪時數(shù)據(jù)的現(xiàn)場記錄。由于SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高,運輸車必須加蓋篷布或其他保溫材料, 防止結(jié)合料表面結(jié)硬。遂廣高速路面施工主要集中在2015年6月至12月之間施工，10月份之前氣溫一直較高，進入12月份后，氣溫明顯比之前氣溫偏低，盡管提高了混合料的拌和、出料溫度，運輸車輛采用雙層覆蓋，但是現(xiàn)場的壓實度還是比之前施工的偏低，SBS改性瀝青中面層上表現(xiàn)的比較明顯。因此，施工環(huán)境也是影響壓實度的重要因素之一。不同施工日期的中面層壓實度對比，見表5。

表5 不同施工日期的中面層壓實度對比

結(jié)論

1）瀝青類型和混合料級配會影響壓實效果。同樣的礦料組成比例，相同的壓實厚度，同樣的壓實工藝，SBS改性瀝青混合料比普通瀝青混合料更難壓實。同時，合理的混合料級配也有利于提高壓實效果。

2）瀝青混合料的拌合工藝也是影響壓實效果的重要因素之一。因此，在實際工程中應(yīng)根據(jù)瀝青混合料類型選擇適宜的拌合溫度、時間，以保證施工壓實度滿足要求。

3）合理的攤鋪及壓實工藝也是或得滿意壓實度的重要保障。

4）施工的環(huán)境特別是天氣、溫度、風力等對瀝青混合料的壓實效果也會產(chǎn)生顯著的影響。因此，施工單位應(yīng)該根據(jù)實際環(huán)境情況采取合理的措施，以保證施工質(zhì)量。

[1]《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTG E42-2005）

[2]《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011）

[3]《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）

U45

B

1007-6344（2017）01-0034-02

周永軍1978男，四川眉山人，工程碩士學歷，高級工程師，主要從事工程項目管理，橋梁隧道和瀝青路面。