关于提高沥青面层压实质量的几点探讨

建平县公路工程公司  邹吉伟

[摘要]本文系统概述沥青路面面层压实是沥青路面施工的关键，要确保路面摊铺的质量必须保证混合料的压实度。

[关键词] 碾压温度、振幅、振频、碾压遍数
路面摊铺是沥青路面施工的关键工序之一。摊铺机摊出了良好的混合料层，而要想获得理想的路面质量，最终还要靠精良的压实技术来实现。压实是为了提高沥青混合料的强度、稳定性和抗疲劳性。本文就如何提高压实质量做几点探讨。
１.碾压温度
碾压温度的高低,直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高时,可用较少的碾压遍数,获得较高的密实度和较好的压实效果;而温度降低时，碾压工作变得较为困难,且容易产生很难消除的轮迹,造成路面不平整。因此,在实际施工中,要求在摊铺完毕后及时进行碾压。一般来说,沥青混合料的最佳压实温度为110～130℃之间（与沥青材料性能及压实设备有关），最高不超过160℃。所谓为碾压最佳温度是指在材料允许的温度范围内，沥青混合料能够支撑压路机而不产生水平推移、且压路机阻力较小的温度。
摊铺机后面的碾压作业长度，由混合料的种类和压实温度来确定。一般来说，压路机尽可能靠近摊铺机进行碾压。达到了密实度后，再以最少的碾压遍数进行表面修整时，压路机可离摊铺机远一点。
若碾压时混合料温度过高，会引起压路机两旁混合料隆起，碾轮后的摊铺层裂纹，碾轮上粘起沥青混合料（尽管用水喷洒），及前轮推料等问题。而碾压温度过低时（50～70℃），由于混合料的粘性增大,导致压实无效,或起副作用。研究表明:当沥青混合料的摊铺初始温度每提高10℃，则碾压时间就可缩短近16%;而最低碾压温度每降低10℃，碾压时间需延长近30%。可见沥青混合料温度较高时，有利于缩短碾压时间，加快施工速度。
压实质量与压实温度有直接关系,而摊铺后混合料温度是在不断变化的,特别是摊铺后4～15min内,温度损失最大（1～5℃/min）,因此必须掌握好有效压实时间,适时碾压。有效压实时间的长短与混合料的冷却速度、压实厚度等因素有密切关系。影响冷却速度的因素有气温、湿度、风力和混合料下承层的温度等。凡遇气温低、湿度大、风力大，以及下承层温度低等，都会使有效主实时间缩短，并增加碾压困难。当沥青层厚增大25%时，其有效压实时间将会增大近50%。对较薄层沥青层碾压时，反而要比较厚层的沥青层压实困难些，这主要是因为较薄层的沥青混合料温度降低速度要比厚层快得多，从而使其有效压实时间大大缩短。
2.选择合理的压实速度与遍数
合理的压实速度对减少碾压时间提高作业效率有十分重要的意义。在施工中，保持适当的恒定碾压速度是非常必要的。一般速度控制在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。碾压速度过快会产生推移、横向裂纹等。
国外有关资料指出：振动压路机压实沥青混合料的速度为8～10km/h，可获得较高的压实质量和经济效益。下表所列三组对比实验表明，在不同碾压温度条件下，当碾压遍数相同而速度不同时（5km/h和10km/h两种速度），沥青混合料的压实度平均值相差很小，仅为百分之一左右。
压实度、碾压速度和碾压遍数的关系
试验路编号        碾压遍数        碾压速度（km/h）        压实度(%)        空隙率(%)        碾压温度  (℃)
        振压        静压                                
1        2        1        5        97.9        3.9        /
        2        1        10        97.0        5.0        115～130
        4        1        5        97.8        3.7        
        4        1        10        97.5        4.0        
2        2        1        5        99.0        3.0        /
        2        1        10        98.1        3.4        155～170
        4        1        5        98.8        3.5        
        4        1        10        97.8        3.1        
3        2        1        5        99.0        2.7        
        2        1        10        97.0        4.1        
        4        1        5        97.1        4.3        80～115
        4        1        10        97.3        4.4        120～140
选择碾压速度的基本原则是：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。
3.选择合理的振幅和振频
目前,越来越多的振动压路机被用来碾压沥青混合料,为了获得最佳的碾压效果,合理地选择振幅和振频是非常重要的。
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。试验表明，对于沥青混合料的碾压，其振频多在42～50Hz的范围内选择。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；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。
4．混合料特性
沥青混合料的特性对压实质量亦有较大影响，下表中列出了影响的原因、后果及对策，在碾压作业中可供参考。

沥青混合料特性对压实作业的影响

原因        后果        对策
矿料        表面光滑
表面粗糙
强度不足        粒间摩擦力小
粒间摩擦力大
会被钢轮压路机压碎        使用轻型压路机和较低的混合料温度
使用重型压路机
使用坚硬矿料，使用充气轮胎压路机
沥青        粘度        高低        限制颗粒运动
碾压过程中颗粒容易移动        使用重型压路机，提高温度
使用轻型压路机，降低温度
        含量        高低        碾压时失稳
降低了润滑性，碾压困难        减少沥青用量
增加沥青用量，使用重型压路机
混合料        粗矿料过量
砂子过量
矿粉过量
矿粉不足        不易压实
工作度过高，不易碾压
混合料软粘，不易碾压
粘性下降，混合料可能离析        减少粗矿料使用重型压路机
减少砂用量，使用轻型压路机
减少矿粉用量，使用重型压路机
增加矿粉用量
以上仅对提高沥青面层的碾压技术做些粗浅分析，然而随着公路压实机械和有关材料的改进及提高，可能尚有不妥之处，还有待于进一步改进。
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