瀝青路面壓實過程及方法研究

1、瀝青路面壓實過程及方法研究 摘要：高速公路建設(shè)對經(jīng)濟(jì)有重要的促進(jìn)意義，但在建設(shè)高等級公路的過程中，道路的質(zhì)量問題仍然很突出，而瀝青路面早期破壞的最重要的原因是壓實度沒有達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。通過研究壓實過程和方法，能夠更好地分析壓實過程中存在的問題，為今后進(jìn)一步改進(jìn)壓實方法提供較為有參考價值的資料。 關(guān)鍵詞：高速公路；質(zhì)量問題；壓實 1 研究目的及意義 當(dāng)前，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展對國家基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提出了更高的要求。在前幾年，由于全球金融危機(jī)的影響，國家出臺的一系列刺激經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策中，其中重要的一項就是加快公路、鐵路和機(jī)場等重大基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。由此可見，對于國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義的

2、交通建設(shè)事業(yè)會在今后的發(fā)展中更加迅猛。但是，在建設(shè)高等級公路的過程中，道路的質(zhì)量問題仍然很突出，路面的早期破壞以及局部沉陷等病害經(jīng)常會發(fā)生，不僅給國家造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會嚴(yán)重妨礙正常的交通。以上道路質(zhì)量問題的最主要原因是路基和路面壓實度沒有達(dá)到設(shè)計和施工規(guī)范中所要求的標(biāo)準(zhǔn)。 在路基路面碾壓過程中，獲得足夠密實度的環(huán)節(jié)是碾壓環(huán)節(jié)。若碾壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，則壓實度就達(dá)不到設(shè)計的要求，結(jié)果會使工程返工或者質(zhì)量低劣1；若重復(fù)碾壓遍數(shù)太多，則既不經(jīng)濟(jì)又可能壓壞路面粗骨料，從而影響路面工程質(zhì)量，而且也是對人力、財力以及物力的浪費。因此，準(zhǔn)確的反應(yīng)出被壓實對象的壓實情況，有效地避免欠壓和過壓的發(fā)生，

3、得出最佳的壓實效果，是保證道路質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性有效的措施之一。傳統(tǒng)檢測壓實度的方法有很多，其中在路基壓實度檢測中最常用到的是環(huán)刀法、灌砂法，路面壓實度最常用到的是鉆心取樣法及核子密實度儀法等。采用傳統(tǒng)方法檢測，試驗過程工作量較大、費用昂貴，時間較長；而且在碾壓過程中不能實時檢測和評估壓實情況，僅是依靠碾壓結(jié)束后取少量的樣品進(jìn)行檢測2。因此，對壓實度實行監(jiān)控的重要手段是采用合適的壓實度檢測方法3。瀝青路面早期破壞的最重要的原因是壓實度沒有達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。 盡管碾壓技術(shù)有了很大的提高，壓路機(jī)、攤鋪機(jī)等施工機(jī)械得到了很大發(fā)展，但在實際壓實質(zhì)量檢測過程中依然采用傳統(tǒng)的鉆心取樣法等破壞性試驗或核子儀、無核密度

4、儀等無損檢測方法；壓實度的質(zhì)量控制則依靠施工經(jīng)驗與鋪筑試驗段來確定，并且是以事后壓實度檢測為依據(jù)來調(diào)整壓實遍數(shù)。傳統(tǒng)檢測壓實度的方法不能及時獲得壓實過程中的相關(guān)情況，壓實檢測結(jié)果滯后于碾壓過程4，不能夠及時發(fā)現(xiàn)是否過壓或者欠壓，此外傳統(tǒng)的壓實度檢測方法都是抽樣檢測方法，代表性較差，描述比較粗糙，很難準(zhǔn)確反映道路上每點的壓實質(zhì)量，很容易造成壓實質(zhì)量“薄弱點”漏檢現(xiàn)象5，會進(jìn)一步給道路質(zhì)量留下隱患；這樣既費工又費時，而且勞動量大、不安全，同時要求具備熟練的操作技巧，試驗結(jié)果不能進(jìn)行復(fù)現(xiàn)；壓路機(jī)的碾壓參數(shù)是否合理以及工作狀態(tài)是否穩(wěn)定都不能進(jìn)行實時有效的監(jiān)控。 2 瀝青混合料的壓實方法 壓實是指經(jīng)過施

5、加外力，從而使被碾壓材料得到壓實，這是一個復(fù)雜的物理過程。在這個過程中，粗細(xì)集料會發(fā)出碰撞、摩擦并重新排列與組合，強(qiáng)迫將顆粒的空氣進(jìn)行排除。有效的壓實，能大大的降低被壓材料的壓實系數(shù)，支撐能力不得不提高，沉陷也會極大的減少。壓實后，路面的承載能力得到了加強(qiáng)，滲水性也很小。 為了使路面的壓實質(zhì)量能夠達(dá)到很好的壓實效果，能夠極大的提高壓實效率，人們一直在不斷探索新的壓實方法和壓實技術(shù)。目前為止，現(xiàn)代瀝青路面壓實所采用的壓實方法可以歸納為以下兩種：靜作用壓實和振動壓實。 靜作用壓實 將重物放在所壓材料的表面上，利用重物的重力，使被壓材料承受垂直方向的作用力。這種作用力到達(dá)被壓材料內(nèi)部會產(chǎn)生二種力，一

6、種是法向應(yīng)力，另一種是剪切應(yīng)力。當(dāng)剪切應(yīng)力大于或等于材料的抗剪強(qiáng)度時，材料內(nèi)部的顆粒之間就會發(fā)生相對的滑移，然后進(jìn)行重新排列組合形成更加密實的結(jié)構(gòu)。在實際施工過程中，光輪壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)都是靠自己本身的重量來壓實瀝青混合料，都是屬于靜作用壓實。 為了獲得所要求的壓實度，必須強(qiáng)迫混合料進(jìn)行位移或移動，從而使混合料的結(jié)構(gòu)變得更加密實。但是，如果僅僅依靠靜荷載（自重）作用壓實混合料，顆粒之間的摩擦力以及瀝青的粘滯力會極大地阻止顆粒進(jìn)行大范圍的移動，那么即使靜荷載已經(jīng)增加的很大，但是顆粒也不會移動，此時壓實密度也不會增加。因此，靜作用碾壓是有一個極限的壓實效果和影響深度，也就是說即使無限地增加靜荷載

7、，相應(yīng)的壓實效果也不會明顯的增加，反而荷載加到一定程度會破會路面表層的結(jié)構(gòu)。 振動壓實 振動壓實是指壓路機(jī)對混合料進(jìn)行連續(xù)快速的反復(fù)沖擊，從而使混合料達(dá)到密實的工作過程。在這個過程中，來自壓路機(jī)的壓力波不斷地從路面的表面向深處擴(kuò)散，此時混合料顆粒一直處于振動狀態(tài)，顆粒間的內(nèi)摩擦力已經(jīng)被大部分消除，在這種情況下，小的顆粒就會填充到大顆粒的空隙中，混合料的容積會極大的縮小，壓實度會越來越大。 3 壓實過程 碾壓分為三步，初壓、復(fù)壓、終壓。初壓的作用是平整混合料粒料，而且起到穩(wěn)定混合料的作用，為以后的碾壓提供良好的條件，是后面碾壓的基礎(chǔ)，所以要把混合料碾壓平整；復(fù)壓的作用是盡可能的使混合料達(dá)到密實和

8、穩(wěn)定，同時混合料也會在這遍成型。而且這道工序也會直接決定混合料的密實度。因此，非常有必要進(jìn)行科學(xué)安排選擇壓路機(jī)類型，而且壓路機(jī)的振頻振幅也要按照實際情況進(jìn)行調(diào)整；終壓的最主要作用是消除輪跡，這樣才能形成比較平整的壓實面，因此，在這遍碾壓過程中最好不要用重型壓路機(jī)，同時碾壓溫度也不易過高。 4 結(jié)論 通過研究壓實過程和方法，能夠更好地分析壓實過程中存在的問題，為今后進(jìn)一步改進(jìn)壓實方法提供較為有參考價值的資料。 參考文獻(xiàn)： 1 寧甲琳，曹源文. 一種新型壓實度連續(xù)檢測方法j. 重慶交通學(xué)院學(xué)報， 2007， 26（1）：74-77. 2 寧甲琳.車載式壓實度檢測儀的研究d：碩士學(xué)位論文.重慶.重慶交通大學(xué)，2007. 3 吳梁. 路基土壓實度檢測技術(shù)研究d：碩士學(xué)位論文.重慶交通大學(xué)，