高速公路沥青路面高性能碾压工艺研究

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2013-02-27浏览：14次

　　摘要:在现场实证的基础上，采用高温下胶轮碾压，消除路面连通空隙，防止路面严重渗水的现场压实试验与机理分析，并提出沥青路面渠化交通条件下的，因施工压实不均或压实度不足所产生的连通空隙，在被追密车道边侧发生坑槽的一般规律与预防措施方面的新观念;提出了高性能碾压工艺新概念。

　　关键词:高速公路,沥青路面,碾压工艺

　　一、概　　述

　　路面的最终成品是碾压出来的，无论是采用何种设计方法，能否通过现场的施工工艺(主要是碾压工艺)取得高性能的沥青路面就显得十分重要。特提出了沥青路面高性能碾压这一新工艺的研究问题。

　　二、试验研究过程

　　路面成品是最终碾压而成的，最为接近行车作用路面作用力的排序是，室内试验→钢轮碾压→胶轮碾压→行车。就施工而言，胶轮碾压几乎是行车作用的“预仿真”。所以，在生产设计的基础上，碾压工艺验证和工艺控制就成为了保证路面真正的质量特性的重要环节。

　　三、研究成果

　　(一)总结制定出标准高性能碾压工艺

　　制定施工《实施细则》其中要点为：

　　1、遍数优化(通过试验路压实曲线获取)

　　①剔除——即将压实曲线中任意一点压实度上升不明的遍数剔除;

　　②截取——即将曲线尾端已达到压实度而又趋于平缓或呈下降趋势点的前几遍截取为有效遍数。

　　③组合——即按不同机型的功能进行组合调整。

　　2、基本流程

　　初压：

　　①宜采用双驱双振钢轮压路机2台，从两侧向中间紧跟摊铺机进行复盖性碾压。

　　②尽可能第一次启动高频低幅振动紧跟摊铺机进行碾压。如为单驱压路机，驱动轮向前，第一次碾压前进振动，快速返回(减轻碾轮线压力和压痕高差，使骨科向前进方向排列)。

　　复压：

　　①继续采用双钢轮来回振动碾压l~2遍。宜可采用胶轮压路机。

　　②采用胶轮压轮机紧跟前道工序碾压l~2遍。宜可与钢轮轮翻进行。

　　③与初压交错进行(即不需等初压全幅压完再上复压)。

　　终压：

　　①宜采用碾轮较宽钢轮压路机进行复盖性收光碾压。

　　②与复压交错进行(以恢复胶胎碾压逆向运动所产生的集料表面排列扰动)。

　　③速度不宜太慢。

　　在上述流程基础上，通过生产试验路进行优化修定。例如，初压到复压到终压实际上是横向紧跟交错平行作业的，而不是上道工序全部完毕再进行下道工序的流水作业方式。

　　3、现场压实要点

　　①采用粘—温曲线规定的温度开始碾压。而所谓初压温度应该是第一次横向覆盖终点的碾压温度。

　　②碾压次数和碾压面长度可据气温决定，以尽可能避开温度敏感区，每遍温度损失推算不影响终压温度为准;

　　③在尽可能的高温条件下进行胶轮碾压;

　　④对不同的混合料通过生产试验路决定碾压组合。

　　4、相关因素控制要点

　　①混合料最大理论密度和标准密度要准确相符，级配、油石比检验应在设计范围内。

　　②在生产试验路取得尽可能多的压实次数的压实曲线进行曲线分析。至混合料达到拒压状态，钻芯检验合格时，表明混合料为高性能混合料。否则应进行混合料调整。

　　③取压实度达到100%的压实遍数为选用遍数，减少多余的压实遍数，并以此压实度验证和修正室内马歇尔击实的标准密度。

　　④采用核子仪跟踪测试压实度和数显温度计跟踪测试摊铺温度和终压温度

　　⑤摊铺初始压实度应达到85%以上。

　　⑥出现推移应进行混合料组成，材料湿度，细料、天然砂掺量、初始密度等进行调整。

　　⑦较粗的混合料应适当增加碾压温度和碾压次数，必要时可以强振。

　　⑧成型路面应进行渗水检验，并在雨后观察是否有干湿不均匀的水迹现象。

　　⑨检验混合料的马歇尔试验应采用与各设计阶段试验相同固定的粘一温曲线温度成型。必要时取样做动稳定度试验和冻融劈裂试验。

　　(二)采用压实度和空隙率双重控制

　　许多高速公路都采用了压实度空隙率双重控制方法，取得一定成效。现将所采用的控制方法专述如下：

　　(1)压实度控制

　　压实度指被压实的沥青混合料的密度接近于设计密度的程度，由丁设计密度的空隙率有一个允许范围，如果采用一个固定的压实度标准>97%，则有可能出现空隙率超出允许范围的可能性。如，当设计空隙率为6%时，而压实度为97%，其剩余的空隙率为(100%-97%)3%时，则设计空隙率+压实剩余空隙率=6%+3%=9%，因此，在施工现场控制中可根据设计空隙率的大小决定压实度控制点，即设计空隙率越大，标准密度就越小，所要求的压实就应越高。变固定的压实度控制值为动态的压实度控制值：

　　动态压实度控制值≥[100-(6-生产设计空隙率)]生产设计空隙率—允许范围为3%~6%。

　　动态压实度控制值-处上界限时，单点压实度有超出100%的可能，但不宜超出1~2%：

　　处下界限时，单点压实度有小于97%的可能性，在保证统计评定值的前提下不宜小于96%。

　　(2)空隙率控制

　　空隙率控制与压实度控制不同的是，它既反映混合料的压实密度，也反映混合料的压实性能和分析出压实度、空隙率的真实性。

　　(3)标准密度真实性的重要性

　　施工过程中，标准密度是有变化的，保证确定的击实温度是一个决定性的因素，往往被监理人员所疏忽。下图是一种混合料温度与空隙率的变化关系曲线。

　　由图可知，只要选择(或任意改变)击实温度，就可以使混合料的标准密度得以改变。

　　所以，规定混合料标准密度击实温度统一采用粘一温曲线温度，相对最大理论密度采用理论密度仪实测。同时也证明，采用现场高性能碾压工艺验证混合料性能是十分必要的，而且比单纯的钻芯抽样分析更具有整段覆盖性。

　　四、结论

　　1、生产实践证明，高性能碾压工艺所包涵的高温碾压、第一次振动碾压、胶轮碾压、消除连通空隙等改进方法比传统碾压工艺更为优化、细化、具体化。能在超载、重载交通条件下有效地预防路面水损害和高温变形，保证路面的各项使用性能。是行之有效的工艺。

　　3、高性能碾压工艺不但不影响路面平整度，反而能在较高温度条件下，使终压平整度得以恢复。能相对减少压实次数，提高压实效率，且设计空隙相对偏大，压实度不出现超出100%的现象，混合料中多余的填充细料或粉料少，油石比相对偏小，反而可以提高其质量效益。