譚萬波

(貴州省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)

0 引 言

壓實(shí)度的施工質(zhì)量是瀝青路面使用性能的重要保證，同時(shí)也是瀝青路面變異性控制的重要指標(biāo)?，F(xiàn)行的瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范只對(duì)壓實(shí)度范圍進(jìn)行了控制，沒有對(duì)壓實(shí)度的波動(dòng)給路面早期帶來?yè)p壞給予關(guān)注，因此，要想減少瀝青路面變異性的影響，就必須對(duì)壓實(shí)度采取有效控制措施。

1 壓實(shí)變異性產(chǎn)生的主要因素

1.1 碾壓工藝

合理的碾壓工藝是保證壓實(shí)度的前提條件，只有合理選擇初壓、復(fù)壓、終壓的方式才是形成良好壓實(shí)度的重要保障，同時(shí)也是減少變異性的根本方法。根據(jù)兩種碾壓方式的對(duì)比試驗(yàn)表明，復(fù)壓階段的壓實(shí)度檢測(cè)數(shù)據(jù)變異性較小，路面外觀顆粒分布較為均勻;在進(jìn)行瀝青路面中上面層復(fù)壓時(shí)，適宜采用膠輪為主要碾壓方式。

1.2 瀝青混合料的溫度

瀝青混合料的溫度是瀝青路面施工的重要指標(biāo)，同時(shí)也是保證壓實(shí)度的關(guān)鍵因素之一，其主要取決于混合料的出場(chǎng)溫度，出場(chǎng)溫度越高，瀝青面層壓實(shí)度就越高。但是壓實(shí)度變異系數(shù)越大，表明壓實(shí)度不均勻，因此，混合料的溫度應(yīng)該控制在適宜的范圍內(nèi)，并采取適當(dāng)?shù)谋卮胧﹣肀ＷC混合料的溫度。

2 工程實(shí)例

某地新建瀝青高速公路，在通車后短期內(nèi)發(fā)生了路面局部早期損壞，經(jīng)對(duì)路段的研究評(píng)定結(jié)果表明，與壓實(shí)度不足有關(guān)，對(duì)此采取了相關(guān)措施對(duì)碾壓過程進(jìn)行控制。以下為路面損壞路段修筑前壓實(shí)施工數(shù)據(jù)的分析與總結(jié)。

2.1 路段狀態(tài)分析

(1)數(shù)據(jù)處理

所要關(guān)注的是路段的質(zhì)量，因此，首先按路段，將各點(diǎn)隨碾壓遍數(shù)的實(shí)測(cè)值，計(jì)算均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)，統(tǒng)計(jì)最大、最小值，詳見表1。并轉(zhuǎn)化為圖示模式，詳見圖1、圖2、圖3。

表1 各點(diǎn)隨碾壓遍數(shù)的實(shí)測(cè)值

圖1 AC20 各測(cè)點(diǎn)每遍的響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)

圖2 SMA16 各測(cè)點(diǎn)每遍的響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)

圖3 AC21 各測(cè)點(diǎn)每遍的響應(yīng)均值、最大值、最小值和變異系數(shù)

(2)動(dòng)力響應(yīng)波動(dòng)三階段

全面分析碾壓全過程動(dòng)力響應(yīng)的變化，包括波動(dòng)增長(zhǎng)、動(dòng)態(tài)變化、波動(dòng)衰減3 個(gè)階段。波動(dòng)增長(zhǎng)是嵌擠化、密實(shí)化的過程;當(dāng)多次振動(dòng)碾壓出現(xiàn)不同程度的棱角破損，集料碎裂等損傷時(shí)，進(jìn)入衰減階段。合理的碾壓方案應(yīng)不出現(xiàn)波動(dòng)衰減階段，有效的過程控制方法應(yīng)從及時(shí)避免進(jìn)入波動(dòng)衰減階段。

(3)波動(dòng)類型

由于各點(diǎn)材料與初始狀態(tài)的不均勻，所以各點(diǎn)的壓實(shí)性能并不相同，即使碾壓過程各點(diǎn)的碾壓工藝操作完全均勻，統(tǒng)計(jì)值表達(dá)的各點(diǎn)總和，是欠壓、過壓和正好三種情況的不同組合。

據(jù)所關(guān)注的波動(dòng)上升與波動(dòng)衰減兩個(gè)階段，還可分為A、B 兩種類型(表2)，控制的目標(biāo)是B 型。以波動(dòng)衰減的B型為例，均值雖然有所下降，變異系數(shù)的衰減表明極差在縮小，這時(shí)內(nèi)部損傷并不大，卻換得全路段整體進(jìn)一步的密實(shí)。

表2 波動(dòng)階段分類

(4)碾壓過程的四種狀態(tài)

動(dòng)力響應(yīng)的3 個(gè)波動(dòng)的階段定3 種狀態(tài)，加上初始狀態(tài)，所以碾壓全過程歷經(jīng)4 個(gè)狀態(tài)，路段狀態(tài)的演化由初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)增態(tài)、動(dòng)態(tài)而到終態(tài)?？刂撇⒉皇鞘潞髾z查，而是要從動(dòng)態(tài)中作出趨勢(shì)性的判斷，控制終態(tài);所以，試拌試鋪宜包括4 個(gè)狀態(tài)。

2.2 碾壓過程分析

由圖1 到圖3，依托工程3 個(gè)路段的波動(dòng)階段分類如表3。由圖1 所見，AC－20 的碾壓已經(jīng)不宜再增，第4 遍的最小值增長(zhǎng)甚慢，而最大值已出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，也就是變異系數(shù)雖在緩慢下降，是通過某些點(diǎn)的損傷來實(shí)現(xiàn)的;而AC －20 碾壓3 遍即可，因?yàn)榈? 遍開始最大值很少增長(zhǎng)而最小值已出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，因而導(dǎo)致變異系數(shù)的增大。

表3 碾壓過程趨勢(shì)判斷的工程驗(yàn)證

再?gòu)膭?dòng)力響應(yīng)值來分析。如果說AC －25 段碾壓4 遍，最大動(dòng)力響應(yīng)值達(dá)48.520(圖3)，AC －20 段為40.446(圖1)，包含了機(jī)型不同、動(dòng)力響應(yīng)值不能作為排序依據(jù);由于工程進(jìn)入SMA －16 段時(shí)中面層已接近尾聲，余料較差，因此AC25 段的均值隨碾壓遍數(shù)增長(zhǎng)，而SMA －16 段第2 遍出現(xiàn)最大值后隨接衰減。SMA－16 段碾壓3 遍變異系數(shù)連續(xù)不斷增長(zhǎng)反映出碾壓工藝與材料壓實(shí)性能不太適應(yīng)，碾壓3 遍空隙率波動(dòng)6.2% ～10.3%，全部大于6%，需重新調(diào)整工藝。

3 控制壓實(shí)變異的有效措施

3.1 控制碾壓溫度

影響瀝青混合料密實(shí)度最主要的因素就是碾壓溫度。由于瀝青混合料是一種粘彈體，其塑性會(huì)隨著溫度的升高而增大，從而很容易在外力作用下縮小空隙，增加密實(shí)度，也就達(dá)到了平整度的效果。因此，通過實(shí)踐證明，瀝青混合料在規(guī)定溫度的范圍內(nèi)，其混合料的溫度越高就越容易形成較高的密實(shí)度，不同的擊實(shí)溫度下的瀝青混合料的馬歇爾試件性能指標(biāo)的對(duì)比顯示，其正是隨著擊實(shí)溫度的升高，瀝青混合料的密實(shí)度也隨之增大。

3.2 合理的碾壓機(jī)械組合

碾壓瀝青面層的機(jī)械主要有鋼輪平面壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)。一般來說振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)的效果最為突出，但是由于其容易壓碎瀝青混合料中的大骨料和抹去外露骨料頂面的瀝青膜，因此，碾壓遍數(shù)不宜太多。輪胎壓路機(jī)是碾壓瀝青面層不可缺少的機(jī)械工具，其不易將大骨料壓碎，也不易破壞外露骨料頂面瀝青膜。在瀝青路面施工壓實(shí)過程中，可以將兩種不同的壓路機(jī)進(jìn)行組合使用，先采用振動(dòng)壓路機(jī)，之后采用輪胎壓路機(jī)來壓實(shí)鋪筑層，從而達(dá)到很好的壓實(shí)效果。

4 結(jié)束語

綜合上述，要想保證瀝青路面的施工質(zhì)量，提高壓實(shí)效果，就必須通過對(duì)碾壓工藝的合理的選擇，采用機(jī)械組合的方式盡最大限度的減小壓實(shí)度變異性。同時(shí)還應(yīng)控制好壓實(shí)溫度，使混合料出場(chǎng)溫度不要過高。此外，還應(yīng)保證施工時(shí)壓實(shí)厚度不要低于設(shè)計(jì)厚度，減小空隙率，使壓實(shí)厚度達(dá)到均勻一致，以減小施工質(zhì)量的變異性。

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