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摘要:本文就热拌沥青路面压实质量对平整度影响的问题,从沥青混合料特性、压实机具选择、碾压温度、压实速度与遍数、碾压时间、振频与振幅几个方面进行了阐述。
关键词:沥青路面;平整度;混合料;碾压;压实度
1 碾压对沥青路面平整度的作用
1、提供沥青混合料的初始强度和平整度。
同一油石比条件下沥青混合料在不同击实次数下标准马歇尔试验稳定度曲线数据和对成型公路沥青路层钻孔检测的资料说明:沥青混合料在没有充分压实时由于孔隙率过大强度很低,马歇尔稳定度随混合料密度的增长而增长。如碾压不密实,短期开放交通情况下就会产生纵向裂缝和车辙等病害,从而影响路面平整度。
2、防止在重交、超载情况下面层追密,产生过量的永久变形影响路面平整度。
如果沥青路面压实的初始密度过低,在重交、超载交通情况下,追密现象将会增加车辙量的产生,进而影响到路面平整度。简单的计算可以说明一些问题,例如 15cm 的沥青层厚度,初始压实度为实验室标准密度的 94%,则其在交通荷载作用下压实到 100%,仅追密产生的变形为 15×(100%-94%)=0.9cm。
3、提高压实质量,保证实现路面使用功能,提高路面整体稳定性,最大限度降低外界环境干扰,提高路面的平整度。
公路是暴漏在自然环境中的线性构造物,受外界环境影响较大,高等级公路对路面的行车及排水等功能要求很高,通过对混合料的设计可以提高这些性能,同时压实质量的好坏,也直接影响着路面的上述功能,压实度不够,沥青混合料会产生较大的空隙率过大,就不能达到混和料设计要求的密水性,必将导致严重透水,强度降低,长期行车就会导致路面松散、车辙、唧浆、坑槽等病害发生,严重影响路面的平整度。比如混合料设计的孔隙率为 4%,若压实度为 94%,则此时孔隙率为 1-0.94×0.96=10%,这不是最初密级配设计的初衷,必将导致严重的渗透,影响路面的平整度。
4、好的压实质量可以提高路面耐久性,减小大气、水体对沥青混合料的作用面积,降低沥青老化速度,防止松散、剥落、坑槽等早期损坏,保证路面在使用过程中的平整度。
2 碾压过程的各个阶段
碾压通常分为三阶段,即初压、复压和终压,三个阶段压路机应以慢而均匀的速度碾压,压路机的碾压速度应符合规定,不同碾压阶段起着不同的作用,有不同的施工工艺。施工中应根据试验路段成果合理确定碾压机械设备的配置、排列和碾压方式、压路机与摊铺机的距离、碾压温度、碾压速度、压路机的洒水情况、碾压段长度、掉头方式。
1、初压阶段
初压起平整稳足的作用,应在混合料摊铺后较高温度下进行,并不得产生推移、开裂。压路机应从外侧向中心碾压。相邻的碾压带应重叠1/3-1/2轮宽,最后碾压路中心部分,压完全幅为一遍。当边缘有挡板、路缘石、路肩等支挡时,应紧靠支挡碾压。当边缘没有支挡时,可以将边缘先空出宽30-40cm,待压完第一遍后,将压路机大部分重量位于压实过的混合料面上再压边缘,以减少向外推移,提高边缘平整度。
初压时,宜采用轻型钢筒式压路机或关闭振荡(振动)装置的振荡压路机碾压1-2遍,同时,压路机的驱动轮应面向摊铺机,且碾压路线和方向不能突然改变,以免导致混合料产生推移。压路机起动、停止必须减速缓慢进行。初压后检查平整度,有严重缺陷及时进行修整乃至返工。
2、复压阶段 复压起压实作用,这是关键的压实工序,应紧跟初压后进行,宜采用振动压路机,具体的碾压方式由实验路确定。碾压的遍数应经试压确定,不宜少于3-5遍,以达到要求的压实度和空隙率,并无明显轮迹。
3、终压阶段 终压起整理作用,可消灭轮迹等。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,不宜少于2遍,以消灭轮迹,提高平整度。
3 碾压施工过程中提高平整度的注意要点有:
1、 机械设备的配套选择。
首先,沥青混合料的特性对压实质量有较大影响。如混合料矿料含量的增加或最大尺寸的增大,都会使其工作度下降,要达到要求的密实度就需要有较大压实能力的压路机。沥青稠度高时,也是如此。所以针对混合料不同特性影响压实质量的原因,需要在实际施工中采取不同的压实机械。其次,在高等级沥青路面大面积施工过程中,对平整度要求更高,所以在选择压实机械设备时要求也更高,这个一般在业主招标文件机械设备强制性要求表中多有体现。还有,在一些大型压实设备不能施工的薄弱部位,就应当选择小型压实机具来保证压实质量,提高平整度。
2、碾压时的温度控制。
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,而温度较低时,碾压工作变得较为困难,且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,要求在摊铺结束后即时进行碾压,保证施工规范要求的该类型沥青混合料碾压要求的初压和终压温度,一般来说,沥青混合料的最佳压实温度在120℃~130℃之间,最高不超过 150℃。若压实时混合料温度过高,会引起压路机两旁混合料推移、隆起、碾压后的摊铺层裂纹、碾轮上粘结沥青混合料(尽管用水喷洒)及前轮推料等问题。而碾压温度过低时(70℃以下),由于混合料的粘性增大,导致压实无效,或起副作用。
3、碾压有效时间控制。
沥青混合料的有效压实时间指混合料从摊铺后的温度冷却至最低允许压实温度所需的时间。摊铺后的沥青混合料受气温、湿度、风力及铺筑厚度等影响,温度下降较快,因此掌握混合料温度下降规律,协调摊铺碾压程序,使压实工作更加有效地在规范终碾温度前完成,是获得高密度的基本措施。压实质量与压实温度有直接关系,而摊铺后混合料的温度是在不断变化的,特别是摊铺后的 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。特别是薄的摊铺层,受外界环境影响温度下降更快,必须尽快完成碾压工序,及时碾压。
4、合理的压实速度与遍数控制。
合理的压实速度,对减少碾压时间,提高作业效率,保证平整度有十分重要的意义。在施工中,根据初压、复压、终压各个阶段,选择适当的碾压速度是非常必要的。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,使路面的平整度降低。
5、选择合理的振频和振幅
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,合理地选择振频和振幅是非常重要的。 振频主要影响沥青面层的表面层的压实深度。当碾压层较薄时,最好使用高频率低振幅(0.35~0.6mm内)的中小型振动压路机。而碾压层较厚时,则可选择高频率大振幅的压路机(0.6~0.8mm)进行碾压。
4 结语
目前,沥青路面平整度控制在高速公路建设中已达到较高水平,但在地方道路和城市道路施工中还未受到应有重视,而影响平整度的因素较多,本文仅从沥青路面碾压的角度阐述了碾压对沥青路面平整度的作用和碾压施工过程中提高平整度的注意要点,实践证明,只要在施工作业过程中进行精密的组织严格过程的控制与管理就能有效地提高沥青路面的平整度。
关键词:沥青路面;平整度;混合料;碾压;压实度
1 碾压对沥青路面平整度的作用
1、提供沥青混合料的初始强度和平整度。
同一油石比条件下沥青混合料在不同击实次数下标准马歇尔试验稳定度曲线数据和对成型公路沥青路层钻孔检测的资料说明:沥青混合料在没有充分压实时由于孔隙率过大强度很低,马歇尔稳定度随混合料密度的增长而增长。如碾压不密实,短期开放交通情况下就会产生纵向裂缝和车辙等病害,从而影响路面平整度。
2、防止在重交、超载情况下面层追密,产生过量的永久变形影响路面平整度。
如果沥青路面压实的初始密度过低,在重交、超载交通情况下,追密现象将会增加车辙量的产生,进而影响到路面平整度。简单的计算可以说明一些问题,例如 15cm 的沥青层厚度,初始压实度为实验室标准密度的 94%,则其在交通荷载作用下压实到 100%,仅追密产生的变形为 15×(100%-94%)=0.9cm。
3、提高压实质量,保证实现路面使用功能,提高路面整体稳定性,最大限度降低外界环境干扰,提高路面的平整度。
公路是暴漏在自然环境中的线性构造物,受外界环境影响较大,高等级公路对路面的行车及排水等功能要求很高,通过对混合料的设计可以提高这些性能,同时压实质量的好坏,也直接影响着路面的上述功能,压实度不够,沥青混合料会产生较大的空隙率过大,就不能达到混和料设计要求的密水性,必将导致严重透水,强度降低,长期行车就会导致路面松散、车辙、唧浆、坑槽等病害发生,严重影响路面的平整度。比如混合料设计的孔隙率为 4%,若压实度为 94%,则此时孔隙率为 1-0.94×0.96=10%,这不是最初密级配设计的初衷,必将导致严重的渗透,影响路面的平整度。
4、好的压实质量可以提高路面耐久性,减小大气、水体对沥青混合料的作用面积,降低沥青老化速度,防止松散、剥落、坑槽等早期损坏,保证路面在使用过程中的平整度。
2 碾压过程的各个阶段
碾压通常分为三阶段,即初压、复压和终压,三个阶段压路机应以慢而均匀的速度碾压,压路机的碾压速度应符合规定,不同碾压阶段起着不同的作用,有不同的施工工艺。施工中应根据试验路段成果合理确定碾压机械设备的配置、排列和碾压方式、压路机与摊铺机的距离、碾压温度、碾压速度、压路机的洒水情况、碾压段长度、掉头方式。
1、初压阶段
初压起平整稳足的作用,应在混合料摊铺后较高温度下进行,并不得产生推移、开裂。压路机应从外侧向中心碾压。相邻的碾压带应重叠1/3-1/2轮宽,最后碾压路中心部分,压完全幅为一遍。当边缘有挡板、路缘石、路肩等支挡时,应紧靠支挡碾压。当边缘没有支挡时,可以将边缘先空出宽30-40cm,待压完第一遍后,将压路机大部分重量位于压实过的混合料面上再压边缘,以减少向外推移,提高边缘平整度。
初压时,宜采用轻型钢筒式压路机或关闭振荡(振动)装置的振荡压路机碾压1-2遍,同时,压路机的驱动轮应面向摊铺机,且碾压路线和方向不能突然改变,以免导致混合料产生推移。压路机起动、停止必须减速缓慢进行。初压后检查平整度,有严重缺陷及时进行修整乃至返工。
2、复压阶段 复压起压实作用,这是关键的压实工序,应紧跟初压后进行,宜采用振动压路机,具体的碾压方式由实验路确定。碾压的遍数应经试压确定,不宜少于3-5遍,以达到要求的压实度和空隙率,并无明显轮迹。
3、终压阶段 终压起整理作用,可消灭轮迹等。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,不宜少于2遍,以消灭轮迹,提高平整度。
3 碾压施工过程中提高平整度的注意要点有:
1、 机械设备的配套选择。
首先,沥青混合料的特性对压实质量有较大影响。如混合料矿料含量的增加或最大尺寸的增大,都会使其工作度下降,要达到要求的密实度就需要有较大压实能力的压路机。沥青稠度高时,也是如此。所以针对混合料不同特性影响压实质量的原因,需要在实际施工中采取不同的压实机械。其次,在高等级沥青路面大面积施工过程中,对平整度要求更高,所以在选择压实机械设备时要求也更高,这个一般在业主招标文件机械设备强制性要求表中多有体现。还有,在一些大型压实设备不能施工的薄弱部位,就应当选择小型压实机具来保证压实质量,提高平整度。
2、碾压时的温度控制。
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,而温度较低时,碾压工作变得较为困难,且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,要求在摊铺结束后即时进行碾压,保证施工规范要求的该类型沥青混合料碾压要求的初压和终压温度,一般来说,沥青混合料的最佳压实温度在120℃~130℃之间,最高不超过 150℃。若压实时混合料温度过高,会引起压路机两旁混合料推移、隆起、碾压后的摊铺层裂纹、碾轮上粘结沥青混合料(尽管用水喷洒)及前轮推料等问题。而碾压温度过低时(70℃以下),由于混合料的粘性增大,导致压实无效,或起副作用。
3、碾压有效时间控制。
沥青混合料的有效压实时间指混合料从摊铺后的温度冷却至最低允许压实温度所需的时间。摊铺后的沥青混合料受气温、湿度、风力及铺筑厚度等影响,温度下降较快,因此掌握混合料温度下降规律,协调摊铺碾压程序,使压实工作更加有效地在规范终碾温度前完成,是获得高密度的基本措施。压实质量与压实温度有直接关系,而摊铺后混合料的温度是在不断变化的,特别是摊铺后的 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。特别是薄的摊铺层,受外界环境影响温度下降更快,必须尽快完成碾压工序,及时碾压。
4、合理的压实速度与遍数控制。
合理的压实速度,对减少碾压时间,提高作业效率,保证平整度有十分重要的意义。在施工中,根据初压、复压、终压各个阶段,选择适当的碾压速度是非常必要的。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,使路面的平整度降低。
5、选择合理的振频和振幅
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,合理地选择振频和振幅是非常重要的。 振频主要影响沥青面层的表面层的压实深度。当碾压层较薄时,最好使用高频率低振幅(0.35~0.6mm内)的中小型振动压路机。而碾压层较厚时,则可选择高频率大振幅的压路机(0.6~0.8mm)进行碾压。
4 结语
目前,沥青路面平整度控制在高速公路建设中已达到较高水平,但在地方道路和城市道路施工中还未受到应有重视,而影响平整度的因素较多,本文仅从沥青路面碾压的角度阐述了碾压对沥青路面平整度的作用和碾压施工过程中提高平整度的注意要点,实践证明,只要在施工作业过程中进行精密的组织严格过程的控制与管理就能有效地提高沥青路面的平整度。