淺談瀝青混凝土路面坑槽靜力熱壓的修補(bǔ)方法_工程管理

1、淺談瀝青混凝土路面坑槽靜力熱壓的修補(bǔ)方法本文分析了在靜力熱壓條件下高溫?zé)釣r青混合料剪切流變密實(shí)的機(jī)理，同時(shí)建立了高溫?zé)釣r青混合料的流變模型，并通過(guò)坑槽修補(bǔ)密實(shí)性驗(yàn)證試驗(yàn)，證明所提方法的可行性和有效性。大路養(yǎng)護(hù)中，對(duì)瀝青路面的修補(bǔ)在瀝青混凝土路面坑槽修補(bǔ)中常用的壓實(shí)裝置主要有小型振動(dòng)平板夯、小型振動(dòng)壓路機(jī)褐手扶式振動(dòng)碾，都是依據(jù)振動(dòng)壓實(shí)原理設(shè)計(jì)制造的。在振動(dòng)能量的激勵(lì)下，混合料顆粒相互嵌擠重新排列，并將混合料空隙中的空氣排出，從而使材料變得更加密實(shí)。但是，振動(dòng)壓實(shí)所作用的垂直壓力很短暫，在滾壓過(guò)被壓材料后這種壓實(shí)力就消逝了，來(lái)不及將混合料空隙中的空氣完全擠出，而未擠出的空氣會(huì)恢復(fù)自身的體積而保持

2、顆粒間的空隙。因此，振動(dòng)壓實(shí)必需有足夠大所振動(dòng)能量和垂直壓力，以及經(jīng)過(guò)多遍的碾壓過(guò)程，才能漸漸擠出混合料空隙內(nèi)的空氣，使材料達(dá)到要求的密實(shí)程度。但是，用于坑槽修補(bǔ)的壓實(shí)裝置重量和振動(dòng)能量都較小，很難使修補(bǔ)材料達(dá)到原有路面的壓實(shí)度。因此，本文本文結(jié)合養(yǎng)護(hù)實(shí)際工作提出幾點(diǎn)看法。1. 靜力熱壓修補(bǔ)法瀝青混凝土路面坑槽修補(bǔ)靜力熱壓法，是指修補(bǔ)材料在較高溫度狀態(tài)下依靠較長(zhǎng)時(shí)間的靜壓力作用使混合料一次性達(dá)到要求密實(shí)程度的方法。作為修補(bǔ)材料的熱拌瀝青混合料，在較高溫度(160165)狀態(tài)下，其粘結(jié)材料瀝青具有良好的潤(rùn)滑作用，且粘度下降很多，可以有效的削減礦料顆粒間的內(nèi)摩阻力和粘聚力，再借助較長(zhǎng)時(shí)間的靜壓力作

3、用，可使混合料空隙內(nèi)的空氣(包括被瀝青薄膜封住的那部分空氣)更多地被擠出去，從而大幅度地削減了混合料顆粒間的空隙，使礦料顆粒排列更為緊密，很快使修補(bǔ)材料達(dá)到所要求的壓實(shí)度。由于熱拌瀝青混合料在高溫狀態(tài)下具有較好的流淌性，采納靜力熱壓法，還有一個(gè)好處，就是通過(guò)靜壓力作用可以產(chǎn)生較大的、較長(zhǎng)時(shí)間的側(cè)向壓力，使修補(bǔ)材料更好地與坑槽壁面材料擠壓砌合在一起，進(jìn)一步提高了坑槽修補(bǔ)的質(zhì)量。2. 基本原理礦質(zhì)混合料與熱瀝青經(jīng)充分拌和后，瀝青會(huì)勻稱(chēng)地包裹在礦料顆粒表面，使瀝青混合料具有肯定的粘聚力。但是在高溫條件下，熱瀝青的粘度很低，可看作牛頓流體。同時(shí)，由于高溫液態(tài)瀝青存在于礦料顆粒之間，使礦料顆粒間的摩擦為

4、濕摩擦或滾動(dòng)摩擦(因?yàn)r青裹覆細(xì)礦料顆粒而相當(dāng)于小滾輪)，致使高溫?zé)釣r青混合料的內(nèi)摩擦阻力較常溫時(shí)下降很多，抗剪強(qiáng)度較低。采納靜力熱壓法對(duì)坑槽內(nèi)熱瀝青混合料的壓實(shí)，整體上看來(lái)屬于有側(cè)限的受壓密實(shí)，而局部上來(lái)講則應(yīng)屬于無(wú)側(cè)限受壓密實(shí)，這也符合坑槽修補(bǔ)工藝的實(shí)際狀況(即壓實(shí)頭比坑槽的尺寸小)。這樣，熱瀝青混合料在受壓密實(shí)的過(guò)程中，其空隙內(nèi)的空氣可在較長(zhǎng)的時(shí)間的靜壓力作用下，從壓實(shí)頭四周排出，由此可獲得更高的密實(shí)度。在對(duì)坑槽進(jìn)行實(shí)際壓實(shí)修補(bǔ)時(shí)，需多個(gè)位置的靜力熱壓來(lái)完成一個(gè)坑槽的壓實(shí)。一個(gè)位置壓實(shí)完成后，可移到相鄰的另一個(gè)位置再進(jìn)行壓實(shí)。這樣，在壓實(shí)的同時(shí)可以使微微隆起的混合料也被壓下去，而前一個(gè)位置

5、已受壓密實(shí)的混合料，則可作為這次受壓密實(shí)的一個(gè)側(cè)限，促進(jìn)并加快了高溫?zé)釣r青混合料在受靜力熱壓時(shí)的密實(shí)。3. 高溫?zé)釣r青混合料的技術(shù)性能對(duì)于熱瀝青混合料來(lái)說(shuō)，在高溫條件下，其瀝青結(jié)合料可看作牛頓流體，具有牛頓流體的特征，故高溫?zé)釣r青混合料的流變特性與冷卻固結(jié)后的瀝青混合料有很大的區(qū)分。瀝青混合料中有約95%的材料為礦質(zhì)集料顆粒,特殊是在高溫狀況下，熱瀝青混合料在外力作用下明顯地呈現(xiàn)出集料型材料的特點(diǎn)(即抱負(fù)的塑剛體)，它表示隨著壓力的增加礦料顆粒間的間隙不斷減小，而壓縮變形則逐步增大，此時(shí)材料會(huì)變得越來(lái)越密實(shí)，直至礦料顆粒達(dá)到最密實(shí)的排列時(shí)，連續(xù)增加壓力將不再引起壓縮變形的增長(zhǎng)，而且這種壓縮變形

6、是不行逆的。故抱負(fù)的塑剛體可假設(shè)為一個(gè)彈簧受到活塞壓縮，在活塞缸的上部空腔中布滿(mǎn)不行壓縮的液體，并在其補(bǔ)油口安裝一個(gè)單向閥，以是卸載時(shí)，彈簧變形不能回復(fù)。當(dāng)彈簧被完全壓扁而到達(dá)變形極限時(shí)，連續(xù)增大壓力將不再產(chǎn)生新的壓縮變形。所以，高溫?zé)釣r青混合料的流變模型，可以用塑剛體和粘塑性體的并聯(lián)結(jié)構(gòu)來(lái)表示。4. 坑槽修補(bǔ)靜力熱壓法密實(shí)性驗(yàn)證試驗(yàn)試驗(yàn)重點(diǎn)是驗(yàn)證利用熱壓頭對(duì)坑槽修補(bǔ)材料進(jìn)行的靜力熱壓法是否可行有效;修補(bǔ)材料在較高溫狀態(tài)下，通過(guò)靜力熱壓是否能夠快速達(dá)到要求的密實(shí)程度。試驗(yàn)用修補(bǔ)材料或試樣成型材料，均采納細(xì)粒式瀝青混合料，礦質(zhì)集料為玄武巖，粘度等級(jí)為45幾級(jí);瀝青結(jié)合料為AH-90重交通瀝青。4

7、.1試驗(yàn)方案。為了使瀝青混合料在被壓實(shí)過(guò)程中始終保持在160165的較高溫度狀態(tài)，以及保證熱壓頭維持較高溫度。故試驗(yàn)采納帶有導(dǎo)熱油夾層的壓實(shí)模具和具有能容納肯定量導(dǎo)熱油空腔的壓頭，通過(guò)給壓實(shí)模具夾層和壓頭空腔中注入較高溫導(dǎo)熱油，來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)較高溫 度的熱瀝青混合料并用熱壓頭壓實(shí)的要求。試驗(yàn)是利用NYL-300型壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行加載的，所加荷載P分別為600Kg、1000Kg 、1400Kg、1800Kg、2200Kg。壓實(shí)完成后，待模具內(nèi)壓實(shí)成型的材料完全冷卻至室溫后(不少于12h)，再進(jìn)行脫模，然后利用鉆孔機(jī)在其正中間鉆取直徑為100的芯樣試件。最終，測(cè)定不同荷載下靜力熱壓所獲得試樣的壓實(shí)度和空

8、隙率，以及瀝青混合料壓實(shí)后的沉陷量。4.2密實(shí)性驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果。依據(jù)測(cè)定的靜力熱壓試樣相對(duì)密度值，以理論最大相對(duì)密度作為試驗(yàn)用瀝青混合料的標(biāo)準(zhǔn)密度。對(duì)于密實(shí)性驗(yàn)證試驗(yàn)測(cè)定的沉陷量h及壓實(shí)度K和空隙率VV的計(jì)算結(jié)果，皆列于表1中。模具內(nèi)瀝青混合料壓實(shí)后的沉陷量h與靜力熱壓所加荷載P的關(guān)系曲線;靜力熱壓成型試樣的壓實(shí)度K與荷載P的關(guān)系曲線分析如下：從密實(shí)性驗(yàn)證的結(jié)果可以看出：采納靜力熱壓法，當(dāng)所加荷載為1000Kg(即壓實(shí)應(yīng)力為0.566MPa)時(shí)，成型試樣的壓實(shí)度便超過(guò)了理論最大密度的92%，已符合一般等級(jí)大路對(duì)壓實(shí)度的要求;而荷載為2200Kg(即壓實(shí)應(yīng)力為1.245MPa)時(shí)，成型試樣的壓實(shí)度達(dá)到了理論最大密度的95.59%，已完全滿(mǎn)意高速大路和一級(jí)大路對(duì)瀝青混凝土路面的要求