沥青路面压实的影响因素及碾压质量控制
时间：2020-12-13 08:05:25 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(呼和浩特市公路工程局，内蒙古 呼和浩特 010070)
摘 要：文章介绍了沥青路面压实的影响因素压实机械， 压实质量要求、碾压质量控制。
关键词：沥青路面；
压实；
质量控制
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号 ：1007—6921(2009)17—0105—02
压实是影响沥青路面耐用性能的一个主要指标，如果不充分压实，甚至最优设计的沥青混合 料，都会降低路面的使用性能。然而经过良好地压实能有效地改进一种不标准的混合料的结 果，所以压实是沥青路面施工中重要的一道工序，一个重要环节。
1 影响压实因素
1.1 集料性能
为了达到理想的压实度，粗集料和细集料的一些性质是非常重要的，如表面结构形状，级配 混合料的最大集料尺寸，粗集料比例、砂用量、矿粉用量和类型等对沥青混合料的压实度都 有直接影响。
在与其他指标相同的情况下，从粗到细均匀级配的混合料比单一尺寸集料级配的混合料或间 断级配混合料较易压实，粗集料比例大的沥青混合料，必须显著增大压实力，才能获得所需 的空隙率。另一方面，多砂的或细级配沥青混凝土极易可塑，这种混合料仍难以达到适当的 密实度。多砂的沥青混合料在压实作用下趋于推挤且难以压实。在其他条件相同的情况下， 普通硅酸盐填料沥青混凝土比石灰石矿粉沥青混合料易于压实。
1.2 沥青性能的影响
沥青粘度影响沥青混合料劲度，并与混合料的可压实性有关。当压实沥青混合料时，高粘度 往往会牵制颗粒移动；
如果粘度太低，压实时集料颗料容易移动。当沥青混合料较热时，沥 青充当克服集料颗粒间摩阻力的润滑剂，在混合料已冷却时，沥青充当结合集料颗料的结合 料。
一般说来，在规定的135℃沥青粘度越高，混合料减少空隙率的抵抗力越大，因此，使用高 粘度沥青时，采用较高压实温度是减少粘度促进沥青路面可压实的必要手段。
在给定的温度下，低粘度的沥青比高粘度的沥青达到的密实度要高，通过升高压实温度，高 粘度沥青能达到与低粘度沥青一样高的压实度。
1.3 混合料的性能
事实上，沥青混合料性能更大程度地影响沥青路面压实，这种影响甚至比单纯集料或沥青更 明显。
当沥青混合料中沥青用量较低时，易形成干涩、粗糙的混合料，这种混合料往往难于压实。
当沥青用量太大时，可形成过渡润滑混合料，使混合料在压路机作用下，形成不稳定而且可 开裂的混合料，对于低于最佳沥青用量的混合料，可以通过增加压实过程的效率来减少空隙 率，达到一种满意的程度，但如果沥青用量高于最佳沥青用量时，在压实时几乎不能防止沥 青混合料的极限变形。
如果集料在烘干时含水量未达到规范最小值的要求，这种湿的沥青混合料，在压实过程呈现 移动的倾向，结果很难进行压实施工。
1.4 温度影响
温度对沥青混合料的压实也是非常显著的，通常高温沥青混合料比处于低温的同种混合料更 易压实，一种较软的混合料一般必须在此硬混合料压实温度低的条件下压实。
1.5 施工环境对压实的影响
混合料的初始温度、基层温度、摊铺温度、大气温度和表面温度是影响压实的一些重要因素 。
一般认为，普通沥青混合料在施工期间，想要在80℃条件下减少空隙能力，显得更加困难。
在沥青混合料表面温度达到80℃之前，若基层温度或厚度适于短时间碾压，那么就可使用振 动压路机，以达到一定的压实效果。
对一般沥青混合料来说，高摊铺温度，即大于150℃以上，可能有利于压实，但从耐久性观 点来看，它有可能降低沥青混合料的性质。
1.6 面层厚度
沥青混合料路面的厚度，一般而言面层越厚混合料冷却速度就越慢。在温度下降到停止碾压 以前用于压实的有效时间也就越长，面层越薄，热损耗越快，这就大大减少了压实的有效时 间。
当力求达到所需要的压实度时，集料的最大粒径和面层厚度之间的关系是重要的，从密度和 平整度来看，集料最大粒径一般不能超过其厚度一半。面层厚度的均匀性关系到面层中能够 达到密度的均匀性。
1.7 路基的承载力
通常情况下，路基承载力越高，面层越密实。
2 压实机械分类和工作原理
压实机械通常有静力光轮压路机、轮胎压路机和振动式压路机。
2.1 静力光轮压路机
静力光轮压路机按其重量可分为特轻型(0.5~2t)，轻型(2~5t)，中型(5~10t)，重型(10~15t )和特重型(15~20t)5种；
按轮数可分为拖式，双轮式和三轮式3种。对沥青路面施工来讲， 目前仍有使用的是中型，特重型两轮或三轮压路机，这种压路机靠其自重或加配重对路面产 生静压力，单位直线静压力在4 000~12 000kPa之间。两轮静力光轮压路机的后轮为驱动轮 ，其重量一般为8~10t，因此它适用于沥青混凝土路面的初压和终压。三轮静力光轮压路机 也是两后轮为驱动轮，重量一般为12~18t，由于其单位线压力大，易使混合料产生推移起动 ，停机不灵活，所以目前这种压路机已不多使用。
2.2 轮胎压路机
轮胎压路机通常有5~11个光面橡胶轮子，这些轮子具有改变轮胎气压的性能，其工作重量一 般为5~25t。目前施工中常用的是前5轮后6轮的9~16t胶轮压路机，轮胎压力在500~620kPa之 间。过去我们经常使用轮胎压路机进行初压，因为它使混合料产生的推移很小。但是这些年 来的经验表明，当轮胎压路机进行初压时，由于这时的混合料温度较高，也比较虚，所以易 出现轮胎痕迹，特别是在低温季节或大风环境中，混合料的温度下降较快，这种轮痕迹难以 被后续的碾压作业清除掉。轮胎压路机可用来做中间碾压。我们发现，给静力压路机一次或 多次碾压过后，铺层表面有时有热烈纹现象，这时使用轮胎压路机，能有效地消除面层表面 的这种热烈纹。这样压过后，能明显地看到铺层更密实，表面的组织更均匀了，并且靠它的 揉压作用，更进一步地提高了密实度，减少了表面的细裂纹和孔隙。在对两侧边做最后压实 时，能使整个铺层表面均匀一致，而对路缘石的擦边碰撞破坏比钢轮压路机要小得多。但是 当铺层温度仍较高时(>80℃)，轮胎压路机不能做终碾，因为这时还会留有轮胎印痕， 还需要由轮胎压路机不停地碾压，直到铺层到70℃以下，不再会出现新的印痕，并消除了前 面留下的印痕为止。鉴于这个时机和温度不容易掌握，因此目前多用静压压路机做最终碾压 。
2.3 振动式压路机
振动压路机的压实能力是由压路机的自重和钢轮的振动共同产生的。沥青路面施工常用的振 动压路机自重为7~18t之间，激振力为15~30t之间。将其一般分为两种类型：一种是单碾压 轮式振动压路机；
另一种是双碾压轮(串轮)振动压路机。
单轮振动压路机是前面有一个振动轮，后面是两个橡胶驱动轮。有的机型前轮也是驱动轮。
这种压路机由于轮胎的印花较深，本身的重量和激振力大，因此只用来作复压作用，并且一 般也只用于下面层和中面层施工。
双轮振动压路机一般靠两个轮共同驱动，有单轮振动和双轮振动两种，具有可调的振幅和振 频。其转向系统有铰接转向，前轮转向和前后轮偏移的铰接转向。
振动压路机由于其振动产生的冲击力，使得单位线压力大大提高，并且当振动压路机对一表 面连续地快速冲击时，相同的频率的压力波穿入材料层内，还会使材料的颗粒发生移动，重 新进行排列，而使之更密实，所以振动压路机比其他压路机有更好的压实效果，振动压路机 是沥青路面复压的最好机型。
3 压实质量要求
压实过程是减少沥青混合料中气孔含量的过程，此过程为固体颗粒在一种粘弹性介质中的填 实和定位，以形成一种更密实和有效的颗粒排列形式。在理论上，此过程发生在施工状况中 ，而不是交通条件下。
碾压后的沥青路面应达到：①路面集料颗粒重新排列紧密，空隙率减少，压实度符合标准 。②表面光滑、面层结合成整体，平整度好，经久耐用。
4 沥青路面碾压质量控制
4.1 压实通用规则
4.1.1 碾压工序先轻后重(先静后振)，行驶速度由低到高。在碾压过程中，可向碾压轮洒 少量水或加洗衣粉水，严禁洒柴油。
4.1.2 沿着与道路中线平行的方向从路边缘向路中间顺次移动碾压，用对角线方法和重叠 方法碾压，重叠宽度为主轮宽度的1/3~1/2，前后两端折回处应错开同一横断面，呈阶梯状 ，以消除轮迹和凹陷。
4.1.3 平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩碾压。
4.1.4 碾压路线和方向不应突然改变，做到不忽左忽右，严禁转向、调头、换档和急刹车 ，以免使混合料产生推移。
4.1.5 碾压成型的路面在未冷却前压路机或其他车辆不要在面层停放，并防止矿料、杂物 和油料等落在其上影响美观，路面冷却至50℃才能开放交通。
4.1.6 振动压路机往返碾压过程中，应保持振动频率是一个常数，否则路面出现大波浪。
4.2 碾压质量控制
4.2.1 碾压速度应均匀缓慢，碾压速度过快会产生推移，横向裂纹等，应持恒定、均匀的 碾压速度。
4.2.2 混合料碾压温度控制：初压尽量在较高温度下碾压，一般紧跟摊铺机碾压，因为沥 青混合料拌和温度为150℃~170℃，经储料仓储存、运输和摊铺等，温度基本已达碾压温度 。复压温度掌握在90℃~115℃时，能得到更高的压实度，当温度降至80℃以下时，碾压效果 已不明显，继续碾压对压实度的提高不大，终压的目的是消除轮迹，最后形成平整压实面， 因此这道工序不宜用重型压路机在高温下完成。
4.2.3 碾压工序采用组合式碾压，从初压到终压，以压路机从轻到重再到轻的工序错轮碾 压，速度从慢到快的工序。钢轮压路机初压2遍后开始复压，一般可以选重型静力式压路机 、轮胎压路机和振动压路机。轮胎压路机碾压过沥青层后，无明显轮迹，此时可进行终压， 采用双钢轮压路机或关闭振动功能的振动压路机碾压2~4遍，直到消除轮迹为止。
总的看，压路机作业是保证路面施工质量的重要工序，其压实效果应综合考虑混合料性质、 级配、厚度压路机性能，碾压速度，压实温度及有效时间等因素。
