沥青混凝土路面压实主要因素及其改进

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  【摘 要】 当前,在我国的交通公路建设中,沥青混凝土路面的应用比较广泛。但是在沥青路面施工的过程中,仍然存在着一些问题,比如压实度不够,从而影响到路面的整体质量。文章通过对沥青混凝土路面的压实进行综合的分析,以期能够更好的促进我国的公路交通事业的发展。
  【关键词】 沥青混凝土路面;压实技术;因素;改进措施
  引言:
  不同的路面结构类型和混合料、路面结构的压实工艺均不相同,路面压实决定着沥青路面质量的好坏。在公路使用的过程中,其出现路面损坏的情况较为严重。所以,要充分保证路面的压实度,对其影响因素进行有效的控制,使其能够不断的改进。
  1.路面压实施工不周的危害
  1.1龟裂和网状裂缝。龟裂及网状裂缝产生的主要原因是路面的整体强度不够,这可能是沥青路面的结构设计不够合理、路面材料没有搅拌均匀或路基路面的压实度未达要求等,还可能是路面纵向或者横向裂缝出现后未及时封填,致使部分水分渗入下层,在融雪季节,冻融相互交加,就对沥青路面造成很大的损坏。此外,沥青的老化也会导致龟裂及网状裂缝。
  1.2水损害。由上到下的表面层水损害,主要现象就是表面型坑槽很多,形成条件是水分进入表面层内不能继续下渗,浸入到沥青材料与集料之间,以水气或水膜的形式存在,在表面张力的作用下,沥青与集料很难粘附在一起。再加上反复载荷的作用,路面间的真空吸附及轮胎对路面的搓揉挤压导致集料和沥青膜的剥离速度加快,沥青路面表面层逐渐掉粒、麻面及松散,形成坑洞,最终成为坑槽。
  1.3辙槽。辙槽是只在沥青路面发生的主要破坏现象,沥青路面上轮迹带的凹陷就属于相对较轻的辙槽。如果在沥青路面上轮迹带凹陷的同时,在辙槽两侧,还会有沥青混凝土鼓起的现象发生,这就是比较严重的辙槽。
  1.4松散现象。导致松散现象的主要原因是沥青混凝土表面层上集料颗粒的脱落,在自上而下的发展过程中,沥青材料与集料颗粒之间粘结力降低甚至丧失都会导致沥青混凝土颗粒出现脱落。导致松散的因素有:较厚的粉尘将集料颗粒包裹,造成粉尘与沥青膜相互粘结,而并非沥青膜与集料相互粘结;表面上的磨擦将会导致沥青膜的掉落,最终出现集料颗粒的脱落;表面出现离析处无大部分细集料,在离析面上,细集料和粗集料之间接触,但只在部分的接触点上有沥青粘结集料,一段时间过后,沥青将逐渐老化剥落,沥青和集料的粘结力就会下降,造成松散现象。
  2.影响因素
  2.1原材料、混合料的影響
  (1)原材料。由于沥青混凝土中混合了很多建筑材料,这些混合材料都具有不同的性能,而这些存在的差异性,对沥青混凝土路面的压实度具有一定的影响,而且其影响程度也相当明显。在一定的外界温度下,沥青的黏度越高,沥青混合料的劲度就会随之而增大,沥青混合料也会因为劲度的增大,而越难被压实,这时候,若想要沥青混合料的压实度达到所要求的密度,就需要相压路机设备施加更多的压实功。而在沥青的混合料的生产和搅拌过程中,沥青结合料的硬化程度也会影响沥青混合料的压实程度,因此在选择沥青是要考虑这一因素。
  (2)混合料。级配是沥青混合料最重要特性之一,可以影响到沥青混合料的各种性能,如施工的难易、抗滑性、高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性,甚至连沥青混凝土公路的耐久性都可以产生一定的影响。为了令沥青混合料达到规定的密实度,施工方一般会选用连续密级配的混合料,由这样的混合料配备而成的沥青混合料,通常很容易被压实,而开级配或半开级配混合料则需要更多的压实力度进行压实工作,才能达到所要求的压实密度。
  2.2路面下承层平整度的影响
  路面施工中,下层路面平整度的好坏,直接影上层平整度的好坏,当铺设基准面不严,或者基层出现平整度超出偏差时,会造成铺筑的沥青砼面层标高,厚度产生偏差及不均匀现象,在同样功能的压实机械压实作用下,推铺厚度的偏差就成了压实度的偏差。对较薄沥青层就有可能超密,对厚的沥青层就有可能压实度达不到设计要求,这样就影响了路面的使用寿命。
  3.公路沥青混凝土路面的压实工艺
  3.1初压
  对沥青混凝土路面进行初压的目的在于将混合材料进行稳定处理,使其能够承受较高的载荷,从而使得路面在之后的工序中不会因载荷的提高而出现堆移的情况。在对路面进行初压期间,其常用的设备为双钢轮静力压路机。该种设备在前进压实以及后退压实的过程中,均能产生较好的压实效果。在进行初次碾压时,应对混合材料的温度进行有效的控制。一般而言,其最佳碾压温度在140℃左右,设备运行的速度应以不超过4km/h为宜,在碾压期间应运用重叠半轮,其一次碾压的长度应控制在45m左右。
  3.2二次压实
  在混合材料经过第一次压实之后,对其进行二次压实能够有效地提升其密实程度以及稳定性。应运用重型轮胎压路机配合振动压路机进行二次碾压。重型轮胎压路机的主要作用在于对混合材料进行一定程度的揉搓。当路面混合材料的密实度增大时,轮胎与路面的接触面积相对减小,比压随之增大,因而其压实效果较为显著。在此之后,运用振动压路机对路面再次进行碾压,其运行速度应低于4km/h,每次碾压钢轮的重叠量应控制在30cm左右。根据相关研究资料显示,当混合材料的厚度小于6cm时,采用高频率、低振幅对沥青混凝土路面进行碾压能够取得最佳的压实效果。因此在对路面进行碾压的过程中,应将频率控制在50Hz,其振幅应控制在0.3—0.6mm的范围内。
  3.3终压
  对沥青混凝土路面实施终压的目的在于消除之前碾压的轮胎等印记,从而使得公路的路面保持平整。该过程主要运用的设备为静力钢轮压路机,其运行速度应保持在5km/h以下,而此时混合材料的温度应控制在90℃以上。
  3.4接缝处的碾压
  沥青混凝土路面的接缝往往是横向接缝,因而在对其进行压实处理时,应先横向碾压,之后再纵向进行二次碾压,最后再次横向碾压。在对其进行横向压实的过程中,其钢轮的支撑点应选择在已做过压实处理的路面上,其一次碾压的宽度应保持在150—200mm的范围内,之后根据路面压实的实际情况,选择是否需要进行振动压实。   4.改进措施
  4.1沥青混凝土路面压实过程之中的沥青混合料温度因素及其改进
  在一定范围内提升沥青混凝土公路的压实温度可以有效的提升沥青混凝土公路的压实效果。针对这样的情况,在进行沥青混凝土公路的压实工艺改进的过程之中,要注重对压实温度的合理控制,保证沥青混凝土公路的压实效果:首先,要保证进行沥青混凝土公路的压实操作的过程之中,温度不能低于八十五摄氏度,否则就会产生沥青湖凝土压实无效的结果;其次,要求沥青混凝土压实施工工作人员具体的分析施工现场的实际情况,整理分析出施工现场的各种实际施工条件(这些施工条件包括有决定沥青混凝土质量的沥青标号、沥青混凝土矿粉含量、沥青混凝土各种原材料的类型,决定沥青混凝土地基强度的沥青混凝土公路的地基温度、沥青混凝土层的厚度,决定施工温度的施工现场温度和施工现场风速情况),并根据这些施工现场条件的数据进行对压实温度的设计;最后,在进行沥青混凝土公路的压实操作过程之中,要随时对沥青混凝土的温度进行测量,并随时观察沥青混凝土原材料是否存在问题,并针对具体的问题找出可行的补救措施和方法,保证压实施工的有效运行。
  4.2沥青混凝土路面压实过程之中的沥青含量因素及其改进
  就需要在具体的沥青混凝土公路的施工过程之中充分注意沥青混凝土公路的施工现场情况,分析出具体的沥青混凝土公路的施工方案,进而改进沥青混凝土公路的压实工艺:首先,要求对沥青混凝土原材料进行成分设定,在保证沥青混凝土原材料的裹复性能的基础上,尽可能的满足沥青混凝土材料的孔隙率和稳定性要求,保证沥青混凝土原材料的沥青成分不会过高,一般情况下,沥青混凝土材料之中沥青组分的含量越高,沥青混凝土材料的颜色就会愈加黑亮;其次,为了保证沥青混凝土材料的裹复性能和压实效果,必须要充分保证沥青混凝土材料之中的沥青组分达到一定的含量,保证沥青混凝土材料可以将所有的骨料全部有效的裹复在一起,充分保证沥青混凝土公路的压实效果。一般情况下,沥青混凝土材料的沥青组分含量越低,所呈现的颜色就会越接近浅褐色。
  4.3沥青混凝土路面压实过程之中的骨料性质因素及其改进
  沥青混凝土材料之中的骨料成分的尺寸、形状、级配都将对沥青混凝土公路的压实效果和压实工艺造成较大影响。针对这样的情况,在进行沥青混凝土公路的骨料因素的优化设计的过程之中,要从以下方面进行改进:首先,要充分调查该沥青混凝土公路在施工完毕之后的具体的交通运输情况,确定该沥青混凝土公路要使用的骨料的具体的尺寸的大小,如果对于强度的要求较高,就要使用碎石等尺寸较大的骨料,如果对于强度的要求不是很高,可以使用砾石等尺寸比较小的骨料;其次,要充分的考虑到沥青混凝土公路的抗形变能力,在选择了骨料的尺寸之后,要充分的使用材质相对比较硬的物质,以便于保证沥青混凝土公路的抗形变能力;最后,為了保证沥青混凝土公路在保持较高的使用强度和抗形变能力的基础上,更容易实现压实操作,就需要在设计的过程之中充分的调查好沥青混凝土骨料的级配状况,确保沥青混凝土骨料的压实效果。
  4.4沥青混合料的摊铺
  (1)找平基准的选择熨平板稳定可靠的工作必须有一个准确的基准,在施工中有二种基准可供选择:一种是固定基准,即其准线;另一种是车基准,即基准梁或平均梁(也就是均衡梁),选择找平基准要考虑四个因素:一是下承层的平整度;二是下承层的株式会社坡度和纵坡度;三是铺层厚度;四是铺筑路面的平整度要求。一般采用平整度仪检测均方差值。
  (2)摊铺机的起步摊铺机工作前必须要先预热,一般预热时间不少于30分钟,使熨平板表面温度大于160摄氏度,摊铺机起步前,应准备两种垫块:一种是初次摊铺时使用,其厚度为设计厚度,乘以松铺系数;另一种是供摊铺机在摊铺过程中起步之用,其厚度与松铺厚度及压实度有关。准确确定松铺系数十分重要。
  (3)摊铺机作业速度摊铺机作业速度的调整范围较大(0~10m/min)时,由作业质量要求和搅拌站的生产能力等因素决定。为了获得高标准的平整度,摊铺机应连续、稳定的运行,时快、时慢或时开时停都会使熨平板的受力发生变化,出现上下波动,摊铺的机速度应按搅拌机设备的供料能力和每辆运料车载料量的多少且摊铺时间不小于4分钟综合考虑,在摊铺时,螺旋分件器应连续、均匀转动,其料量高度为螺旋的2/3。施工过程中的振动频率和振幅的调整应按摊铺机的类型、铺层厚度、作业进度、材料种类进行调整。一般厚度小于6cm时,采用高频低幅压实效果较好。
  5.公路工程路基路面压实施工质量控制
  5.1核子密度仪法,该方法主要适用于沥青混合料路基路面压实质量的测定,该测量方法要求测定层的厚度在20cm的范围内,其中沥青表面层的压实密度利用散射法测定,而土基层材料的压实质量的测量采用直接透射的方法。该试验方法的操作步骤如下:第一、位置的确定和仪器的预热。首先按照随机取样的方法来确定测试位置,然后预热仪器,并将核子仪平稳的放置在测试位置上,准备测试。第二、进行仪器测量和测量数据的读取。打开测量设备,按照测量方案进行测量,测量结束后读取测量结果,关闭测量仪器。第三、测量结束后要将核子密度仪仪器放置在专用的且符合核辐射安全规定的仪器箱里,确保仪器和人员的安全。
  5.2灌砂法,灌砂法是路基路面压实质量检测的标准方法,但是这种方法不适用于那些具有填石路堤的路基路面的压实质量的测量,这一方法的基本原理就是选用相应规格要求的均匀砂,并将其按一定高度以自由落体的形式下落到测试的洞里,结合单位重不变的原理以及集料的含水量等数据来进行路基路面压实质量的检测。
  5.3合理选择压实机具和采用正确的压实方法。采用的压实机具应先轻后重,以便能适应土体强度的增长。碾压速度应先慢后快,以免样土被机械推走。组织压实机具合理的工作路线,直线段一般先两侧后中间,以便保持路拱;在弯道部分没有超高时,由低的一侧开始逐渐向高的一侧碾压。相邻的两次轮迹应重叠轮宽的三分之一,保证压实均匀不得漏压,对于压不到的边角,应辅以人工或小型机械夯实。应注意检查土的含水量和密实度,并视需要采取相应的调整措施,以达到规定压实度的要求。
  6.结束语
  当前的沥青混凝土路面压实技术仍然存在着一定的问题,所以,在实际的施工中,要严格施工材料质量的控制,落实施工工序,以充分的保证道路工程的施工质量,使我国的公路运输事业可持续发展。
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