高杰
摘要:文章通過對(duì)瀝青路面早期損壞產(chǎn)生原因的分析,指出壓實(shí)不夠是導(dǎo)致瀝青路面早期損壞的根本原因,在對(duì)瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求分析的基礎(chǔ)上,提出在室內(nèi)試驗(yàn)中采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀對(duì)穩(wěn)定瀝青基層混合料的壓實(shí)效果進(jìn)行模擬。
關(guān)鍵詞:瀝青穩(wěn)定;基層施工;壓實(shí)度
中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)16-0108-02
瀝青穩(wěn)定基層的設(shè)計(jì)規(guī)范最早是由英國運(yùn)輸工程研究院提出的,但應(yīng)用最早和最多的是日本,美國、英國、德國、意大利等許多國家也都有大量的瀝青穩(wěn)定基層結(jié)構(gòu)的道路。我國在20世紀(jì)80代曾采用瀝青碎石作為瀝青路面的基層,但由于基層空隙率偏大,容易出現(xiàn)開裂、松散等破壞,從而被半剛性基層所取代。隨著我國道路交通形勢(shì)和半剛性基層的自身缺陷,具有較好力學(xué)性能的瀝青穩(wěn)定基層可以適應(yīng)日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。瀝青穩(wěn)定基層施工中,壓實(shí)度對(duì)其性能的發(fā)揮具有很大的影響,在施工中需要壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
1 瀝青路面早期損壞產(chǎn)生的原因
我國在20世紀(jì)80代開始了大規(guī)模的高速公路設(shè)計(jì)和施工,對(duì)路基和路面的壓實(shí)施工明確規(guī)定應(yīng)采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),但由于在實(shí)際工程施工中往往得不到嚴(yán)格的執(zhí)行,導(dǎo)致許多高速公路過早地出現(xiàn)了病害,其中很大一部分是由于路基壓實(shí)不夠引起的。當(dāng)瀝青面層的壓實(shí)度不足時(shí),瀝青混合料的空隙率就會(huì)偏大,容易使得路面水進(jìn)入瀝青混凝土內(nèi)部并透過瀝青混凝土面層到達(dá)半剛性基層頂面,在高速行車的反復(fù)作用下,動(dòng)水壓力會(huì)導(dǎo)致瀝青路面表面的瀝青與集料會(huì)出現(xiàn)分離產(chǎn)生坑洞,而且會(huì)沖刷基層混合料中的細(xì)料產(chǎn)生唧漿。
2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求及壓實(shí)的重要性
2.1 材料壓實(shí)度的重要性
公路路基通過自然沉陷可以達(dá)到一定的密實(shí)度,但根本無法滿足汽車、特別是重型汽車的行車要求。因此,為提高公路路基路面的強(qiáng)度,確保路面的工程質(zhì)量,必須人工壓實(shí)路基路面的各個(gè)結(jié)構(gòu)層。工程建設(shè)材料的強(qiáng)度在經(jīng)過充分壓實(shí)后會(huì)有很大提高,在一定程度上減少因行車荷載過大產(chǎn)生路基、路面變形的幾率,增加路基土和路面材料的水穩(wěn)定性和耐久性?,F(xiàn)場(chǎng)施工表明,碾壓路基使其達(dá)到要求的壓實(shí)度以后,在使用過程中,公路路基基本不會(huì)再有沉陷發(fā)生,任何路面都可以鋪筑在這種路基上。
2.2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求
為保證瀝青路面的使用要求,瀝青穩(wěn)定基層混合料必須具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性和防水性,而且還要具有良好的工作性和經(jīng)濟(jì)性。在瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)中必須采用良好級(jí)配的礦料,從而保證在交通荷載的作用下瀝青穩(wěn)定基層不會(huì)產(chǎn)生過大的永久變形。穩(wěn)定基層混合料的瀝青用量相對(duì)要大一些,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的耐久性。此外,還必須控制好穩(wěn)定基層混合料的空隙率,保證混合料具有較好的水穩(wěn)定性。在瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)中,穩(wěn)定性與其他各項(xiàng)性能有一定的沖突,要解決瀝青混合料各性能要求之間的矛盾,關(guān)鍵是對(duì)混合料進(jìn)行充分的壓實(shí)。
3 室內(nèi)壓實(shí)度的控制
通常瀝青穩(wěn)定基層混合料可以使用大馬歇爾進(jìn)行設(shè)計(jì),但由于大馬歇爾儀器的普及不夠,加上缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),施工中壓實(shí)度的控制無法把握。通??梢圆捎幂^為簡單的靜壓成型方法進(jìn)行混合料的設(shè)計(jì),但靜壓并不能與路面的實(shí)際壓實(shí)作用吻合,而采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀可以較好地模擬路面在壓路機(jī)和行車的壓實(shí)作用。因此,對(duì)于瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試和分析。
旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀是基于剪切—壓實(shí)共同作用的原理,模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)的作用機(jī)理,其壓實(shí)包括兩個(gè)重要組成部分:垂直壓應(yīng)力和剪切位移。在兩者的共同作用下,使得瀝青混合料發(fā)生變形和重定向,從而達(dá)到壓實(shí)的效果。一般瀝青混合料的壓實(shí)有如下圖1所示的典型曲線。初始時(shí),混合料高度快速減小,壓實(shí)終了時(shí),高度的變化已很小。該曲線能夠反映混合料的可壓實(shí)情況并可定性判斷混合料的穩(wěn)定性。如果初始?jí)簩?shí)階段的曲線較為平坦,則說明混合料難于壓實(shí),應(yīng)該提高混合料的壓實(shí)溫度,加大壓實(shí)功或重新進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)。如果后期的曲線坡度過大,則說明混合料的穩(wěn)定性不足,應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整。
4 施工中提高壓實(shí)度的方法
4.1 壓實(shí)機(jī)械
路基土和路面材料是否能夠壓實(shí)與壓實(shí)機(jī)械的類型密切相關(guān)。輕型壓路機(jī)只能形成路面較小的密實(shí)度,重型壓路機(jī)能夠形成較大的密實(shí)度;振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)效果較好,不但密實(shí)度大,而且有效的壓實(shí)深度也大。
4.2 碾壓遍數(shù)
壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)是影響路基土和路面材料密實(shí)度的關(guān)鍵因素,在一定程度上起著決定作用。壓路機(jī)對(duì)路基材料最初的若干遍碾壓,能夠在很大程度上增高材料的壓實(shí)度,隨著碾壓遍數(shù)的不斷增加,壓實(shí)度的增長率會(huì)逐漸遞減;直到碾壓遍數(shù)超過一定遍數(shù)后,壓實(shí)度就不再增加了。
4.3 碾壓速度
不管使用哪種形式或質(zhì)量的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,其碾壓速度對(duì)路基土或路面材料層所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響,而且碾壓速度過快,還容易導(dǎo)致被壓層的平整度變差。雖然采用高碾壓速度要比采用低碾壓速度的壓實(shí)生產(chǎn)率高而且比較經(jīng)濟(jì),但速度過快,容易導(dǎo)致路面的不平整,形成小波浪。因此,應(yīng)針對(duì)具體碾壓的材料層和所用的壓路機(jī),通過鋪筑試驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度。通常,碾壓層厚和難以壓實(shí)的材料,應(yīng)采用較低的碾壓速度。
4.4 集料的級(jí)配
集料的級(jí)配對(duì)碾壓后所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。實(shí)踐證明,均勻顆粒的砂及單一尺寸的礫石和碎石,都難于碾壓密實(shí)。
為了提高路面結(jié)構(gòu)層材料的強(qiáng)度和減少其空隙率,增加它在使用過程中的穩(wěn)定性,對(duì)用作路面結(jié)構(gòu)層的集料,經(jīng)常要求其具有良好的級(jí)配。特別是對(duì)用作基層的集料,常規(guī)定有嚴(yán)格的級(jí)配范圍。
5 結(jié)語
瀝青穩(wěn)定基層在日本、美國、英國等國家得到大量應(yīng)用,但在我國的應(yīng)用還較少,但由于其具有較好力學(xué)性能,可以適應(yīng)我國日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。為保證瀝青穩(wěn)定基層混合料具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性,必須從壓實(shí)機(jī)械、碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、集料級(jí)配等五個(gè)方面進(jìn)行對(duì)工程壓實(shí)施工進(jìn)行控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 張相龍.ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層施工質(zhì)量控制[J].交通世界(建養(yǎng)機(jī)械),2009,201(8):135-136.
[2] 楊敬華,張可強(qiáng).柔性基層ATB-25在佛開高速公路大修中的應(yīng)用[J].廣東公路交通,2010,(2):4-6.
[3] 張平,甘新眾,李闖民.ATB-25柔性基層攤鋪和碾壓技術(shù)研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012,(3):54-58.endprint
摘要:文章通過對(duì)瀝青路面早期損壞產(chǎn)生原因的分析,指出壓實(shí)不夠是導(dǎo)致瀝青路面早期損壞的根本原因,在對(duì)瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求分析的基礎(chǔ)上,提出在室內(nèi)試驗(yàn)中采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀對(duì)穩(wěn)定瀝青基層混合料的壓實(shí)效果進(jìn)行模擬。
關(guān)鍵詞:瀝青穩(wěn)定;基層施工;壓實(shí)度
中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)16-0108-02
瀝青穩(wěn)定基層的設(shè)計(jì)規(guī)范最早是由英國運(yùn)輸工程研究院提出的,但應(yīng)用最早和最多的是日本,美國、英國、德國、意大利等許多國家也都有大量的瀝青穩(wěn)定基層結(jié)構(gòu)的道路。我國在20世紀(jì)80代曾采用瀝青碎石作為瀝青路面的基層,但由于基層空隙率偏大,容易出現(xiàn)開裂、松散等破壞,從而被半剛性基層所取代。隨著我國道路交通形勢(shì)和半剛性基層的自身缺陷,具有較好力學(xué)性能的瀝青穩(wěn)定基層可以適應(yīng)日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。瀝青穩(wěn)定基層施工中,壓實(shí)度對(duì)其性能的發(fā)揮具有很大的影響,在施工中需要壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
1 瀝青路面早期損壞產(chǎn)生的原因
我國在20世紀(jì)80代開始了大規(guī)模的高速公路設(shè)計(jì)和施工,對(duì)路基和路面的壓實(shí)施工明確規(guī)定應(yīng)采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),但由于在實(shí)際工程施工中往往得不到嚴(yán)格的執(zhí)行,導(dǎo)致許多高速公路過早地出現(xiàn)了病害,其中很大一部分是由于路基壓實(shí)不夠引起的。當(dāng)瀝青面層的壓實(shí)度不足時(shí),瀝青混合料的空隙率就會(huì)偏大,容易使得路面水進(jìn)入瀝青混凝土內(nèi)部并透過瀝青混凝土面層到達(dá)半剛性基層頂面,在高速行車的反復(fù)作用下,動(dòng)水壓力會(huì)導(dǎo)致瀝青路面表面的瀝青與集料會(huì)出現(xiàn)分離產(chǎn)生坑洞,而且會(huì)沖刷基層混合料中的細(xì)料產(chǎn)生唧漿。
2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求及壓實(shí)的重要性
2.1 材料壓實(shí)度的重要性
公路路基通過自然沉陷可以達(dá)到一定的密實(shí)度,但根本無法滿足汽車、特別是重型汽車的行車要求。因此,為提高公路路基路面的強(qiáng)度,確保路面的工程質(zhì)量,必須人工壓實(shí)路基路面的各個(gè)結(jié)構(gòu)層。工程建設(shè)材料的強(qiáng)度在經(jīng)過充分壓實(shí)后會(huì)有很大提高,在一定程度上減少因行車荷載過大產(chǎn)生路基、路面變形的幾率,增加路基土和路面材料的水穩(wěn)定性和耐久性?,F(xiàn)場(chǎng)施工表明,碾壓路基使其達(dá)到要求的壓實(shí)度以后,在使用過程中,公路路基基本不會(huì)再有沉陷發(fā)生,任何路面都可以鋪筑在這種路基上。
2.2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求
為保證瀝青路面的使用要求,瀝青穩(wěn)定基層混合料必須具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性和防水性,而且還要具有良好的工作性和經(jīng)濟(jì)性。在瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)中必須采用良好級(jí)配的礦料,從而保證在交通荷載的作用下瀝青穩(wěn)定基層不會(huì)產(chǎn)生過大的永久變形。穩(wěn)定基層混合料的瀝青用量相對(duì)要大一些,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的耐久性。此外,還必須控制好穩(wěn)定基層混合料的空隙率,保證混合料具有較好的水穩(wěn)定性。在瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)中,穩(wěn)定性與其他各項(xiàng)性能有一定的沖突,要解決瀝青混合料各性能要求之間的矛盾,關(guān)鍵是對(duì)混合料進(jìn)行充分的壓實(shí)。
3 室內(nèi)壓實(shí)度的控制
通常瀝青穩(wěn)定基層混合料可以使用大馬歇爾進(jìn)行設(shè)計(jì),但由于大馬歇爾儀器的普及不夠,加上缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),施工中壓實(shí)度的控制無法把握。通??梢圆捎幂^為簡單的靜壓成型方法進(jìn)行混合料的設(shè)計(jì),但靜壓并不能與路面的實(shí)際壓實(shí)作用吻合,而采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀可以較好地模擬路面在壓路機(jī)和行車的壓實(shí)作用。因此,對(duì)于瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試和分析。
旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀是基于剪切—壓實(shí)共同作用的原理,模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)的作用機(jī)理,其壓實(shí)包括兩個(gè)重要組成部分:垂直壓應(yīng)力和剪切位移。在兩者的共同作用下,使得瀝青混合料發(fā)生變形和重定向,從而達(dá)到壓實(shí)的效果。一般瀝青混合料的壓實(shí)有如下圖1所示的典型曲線。初始時(shí),混合料高度快速減小,壓實(shí)終了時(shí),高度的變化已很小。該曲線能夠反映混合料的可壓實(shí)情況并可定性判斷混合料的穩(wěn)定性。如果初始?jí)簩?shí)階段的曲線較為平坦,則說明混合料難于壓實(shí),應(yīng)該提高混合料的壓實(shí)溫度,加大壓實(shí)功或重新進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)。如果后期的曲線坡度過大,則說明混合料的穩(wěn)定性不足,應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整。
4 施工中提高壓實(shí)度的方法
4.1 壓實(shí)機(jī)械
路基土和路面材料是否能夠壓實(shí)與壓實(shí)機(jī)械的類型密切相關(guān)。輕型壓路機(jī)只能形成路面較小的密實(shí)度,重型壓路機(jī)能夠形成較大的密實(shí)度;振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)效果較好,不但密實(shí)度大,而且有效的壓實(shí)深度也大。
4.2 碾壓遍數(shù)
壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)是影響路基土和路面材料密實(shí)度的關(guān)鍵因素,在一定程度上起著決定作用。壓路機(jī)對(duì)路基材料最初的若干遍碾壓,能夠在很大程度上增高材料的壓實(shí)度,隨著碾壓遍數(shù)的不斷增加,壓實(shí)度的增長率會(huì)逐漸遞減;直到碾壓遍數(shù)超過一定遍數(shù)后,壓實(shí)度就不再增加了。
4.3 碾壓速度
不管使用哪種形式或質(zhì)量的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,其碾壓速度對(duì)路基土或路面材料層所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響,而且碾壓速度過快,還容易導(dǎo)致被壓層的平整度變差。雖然采用高碾壓速度要比采用低碾壓速度的壓實(shí)生產(chǎn)率高而且比較經(jīng)濟(jì),但速度過快,容易導(dǎo)致路面的不平整,形成小波浪。因此,應(yīng)針對(duì)具體碾壓的材料層和所用的壓路機(jī),通過鋪筑試驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度。通常,碾壓層厚和難以壓實(shí)的材料,應(yīng)采用較低的碾壓速度。
4.4 集料的級(jí)配
集料的級(jí)配對(duì)碾壓后所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。實(shí)踐證明,均勻顆粒的砂及單一尺寸的礫石和碎石,都難于碾壓密實(shí)。
為了提高路面結(jié)構(gòu)層材料的強(qiáng)度和減少其空隙率,增加它在使用過程中的穩(wěn)定性,對(duì)用作路面結(jié)構(gòu)層的集料,經(jīng)常要求其具有良好的級(jí)配。特別是對(duì)用作基層的集料,常規(guī)定有嚴(yán)格的級(jí)配范圍。
5 結(jié)語
瀝青穩(wěn)定基層在日本、美國、英國等國家得到大量應(yīng)用,但在我國的應(yīng)用還較少,但由于其具有較好力學(xué)性能,可以適應(yīng)我國日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。為保證瀝青穩(wěn)定基層混合料具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性,必須從壓實(shí)機(jī)械、碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、集料級(jí)配等五個(gè)方面進(jìn)行對(duì)工程壓實(shí)施工進(jìn)行控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1] 張相龍.ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層施工質(zhì)量控制[J].交通世界(建養(yǎng)機(jī)械),2009,201(8):135-136.
[2] 楊敬華,張可強(qiáng).柔性基層ATB-25在佛開高速公路大修中的應(yīng)用[J].廣東公路交通,2010,(2):4-6.
[3] 張平,甘新眾,李闖民.ATB-25柔性基層攤鋪和碾壓技術(shù)研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2012,(3):54-58.endprint
摘要:文章通過對(duì)瀝青路面早期損壞產(chǎn)生原因的分析,指出壓實(shí)不夠是導(dǎo)致瀝青路面早期損壞的根本原因,在對(duì)瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求分析的基礎(chǔ)上,提出在室內(nèi)試驗(yàn)中采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀對(duì)穩(wěn)定瀝青基層混合料的壓實(shí)效果進(jìn)行模擬。
關(guān)鍵詞:瀝青穩(wěn)定;基層施工;壓實(shí)度
中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)16-0108-02
瀝青穩(wěn)定基層的設(shè)計(jì)規(guī)范最早是由英國運(yùn)輸工程研究院提出的,但應(yīng)用最早和最多的是日本,美國、英國、德國、意大利等許多國家也都有大量的瀝青穩(wěn)定基層結(jié)構(gòu)的道路。我國在20世紀(jì)80代曾采用瀝青碎石作為瀝青路面的基層,但由于基層空隙率偏大,容易出現(xiàn)開裂、松散等破壞,從而被半剛性基層所取代。隨著我國道路交通形勢(shì)和半剛性基層的自身缺陷,具有較好力學(xué)性能的瀝青穩(wěn)定基層可以適應(yīng)日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。瀝青穩(wěn)定基層施工中,壓實(shí)度對(duì)其性能的發(fā)揮具有很大的影響,在施工中需要壓實(shí)度進(jìn)行嚴(yán)格控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
1 瀝青路面早期損壞產(chǎn)生的原因
我國在20世紀(jì)80代開始了大規(guī)模的高速公路設(shè)計(jì)和施工,對(duì)路基和路面的壓實(shí)施工明確規(guī)定應(yīng)采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),但由于在實(shí)際工程施工中往往得不到嚴(yán)格的執(zhí)行,導(dǎo)致許多高速公路過早地出現(xiàn)了病害,其中很大一部分是由于路基壓實(shí)不夠引起的。當(dāng)瀝青面層的壓實(shí)度不足時(shí),瀝青混合料的空隙率就會(huì)偏大,容易使得路面水進(jìn)入瀝青混凝土內(nèi)部并透過瀝青混凝土面層到達(dá)半剛性基層頂面,在高速行車的反復(fù)作用下,動(dòng)水壓力會(huì)導(dǎo)致瀝青路面表面的瀝青與集料會(huì)出現(xiàn)分離產(chǎn)生坑洞,而且會(huì)沖刷基層混合料中的細(xì)料產(chǎn)生唧漿。
2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求及壓實(shí)的重要性
2.1 材料壓實(shí)度的重要性
公路路基通過自然沉陷可以達(dá)到一定的密實(shí)度,但根本無法滿足汽車、特別是重型汽車的行車要求。因此,為提高公路路基路面的強(qiáng)度,確保路面的工程質(zhì)量,必須人工壓實(shí)路基路面的各個(gè)結(jié)構(gòu)層。工程建設(shè)材料的強(qiáng)度在經(jīng)過充分壓實(shí)后會(huì)有很大提高,在一定程度上減少因行車荷載過大產(chǎn)生路基、路面變形的幾率,增加路基土和路面材料的水穩(wěn)定性和耐久性。現(xiàn)場(chǎng)施工表明,碾壓路基使其達(dá)到要求的壓實(shí)度以后,在使用過程中,公路路基基本不會(huì)再有沉陷發(fā)生,任何路面都可以鋪筑在這種路基上。
2.2 瀝青穩(wěn)定基層混合料性能要求
為保證瀝青路面的使用要求,瀝青穩(wěn)定基層混合料必須具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性和防水性,而且還要具有良好的工作性和經(jīng)濟(jì)性。在瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)中必須采用良好級(jí)配的礦料,從而保證在交通荷載的作用下瀝青穩(wěn)定基層不會(huì)產(chǎn)生過大的永久變形。穩(wěn)定基層混合料的瀝青用量相對(duì)要大一些,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的耐久性。此外,還必須控制好穩(wěn)定基層混合料的空隙率,保證混合料具有較好的水穩(wěn)定性。在瀝青混合料的各項(xiàng)性能指標(biāo)中,穩(wěn)定性與其他各項(xiàng)性能有一定的沖突,要解決瀝青混合料各性能要求之間的矛盾,關(guān)鍵是對(duì)混合料進(jìn)行充分的壓實(shí)。
3 室內(nèi)壓實(shí)度的控制
通常瀝青穩(wěn)定基層混合料可以使用大馬歇爾進(jìn)行設(shè)計(jì),但由于大馬歇爾儀器的普及不夠,加上缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),施工中壓實(shí)度的控制無法把握。通??梢圆捎幂^為簡單的靜壓成型方法進(jìn)行混合料的設(shè)計(jì),但靜壓并不能與路面的實(shí)際壓實(shí)作用吻合,而采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀可以較好地模擬路面在壓路機(jī)和行車的壓實(shí)作用。因此,對(duì)于瀝青穩(wěn)定基層混合料的設(shè)計(jì)應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試和分析。
旋轉(zhuǎn)式壓實(shí)儀是基于剪切—壓實(shí)共同作用的原理,模擬現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)的作用機(jī)理,其壓實(shí)包括兩個(gè)重要組成部分:垂直壓應(yīng)力和剪切位移。在兩者的共同作用下,使得瀝青混合料發(fā)生變形和重定向,從而達(dá)到壓實(shí)的效果。一般瀝青混合料的壓實(shí)有如下圖1所示的典型曲線。初始時(shí),混合料高度快速減小,壓實(shí)終了時(shí),高度的變化已很小。該曲線能夠反映混合料的可壓實(shí)情況并可定性判斷混合料的穩(wěn)定性。如果初始?jí)簩?shí)階段的曲線較為平坦,則說明混合料難于壓實(shí),應(yīng)該提高混合料的壓實(shí)溫度,加大壓實(shí)功或重新進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)。如果后期的曲線坡度過大,則說明混合料的穩(wěn)定性不足,應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)調(diào)整。
4 施工中提高壓實(shí)度的方法
4.1 壓實(shí)機(jī)械
路基土和路面材料是否能夠壓實(shí)與壓實(shí)機(jī)械的類型密切相關(guān)。輕型壓路機(jī)只能形成路面較小的密實(shí)度,重型壓路機(jī)能夠形成較大的密實(shí)度;振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)效果較好,不但密實(shí)度大,而且有效的壓實(shí)深度也大。
4.2 碾壓遍數(shù)
壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)是影響路基土和路面材料密實(shí)度的關(guān)鍵因素,在一定程度上起著決定作用。壓路機(jī)對(duì)路基材料最初的若干遍碾壓,能夠在很大程度上增高材料的壓實(shí)度,隨著碾壓遍數(shù)的不斷增加,壓實(shí)度的增長率會(huì)逐漸遞減;直到碾壓遍數(shù)超過一定遍數(shù)后,壓實(shí)度就不再增加了。
4.3 碾壓速度
不管使用哪種形式或質(zhì)量的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,其碾壓速度對(duì)路基土或路面材料層所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響,而且碾壓速度過快,還容易導(dǎo)致被壓層的平整度變差。雖然采用高碾壓速度要比采用低碾壓速度的壓實(shí)生產(chǎn)率高而且比較經(jīng)濟(jì),但速度過快,容易導(dǎo)致路面的不平整,形成小波浪。因此,應(yīng)針對(duì)具體碾壓的材料層和所用的壓路機(jī),通過鋪筑試驗(yàn)段選擇合適的碾壓速度。通常,碾壓層厚和難以壓實(shí)的材料,應(yīng)采用較低的碾壓速度。
4.4 集料的級(jí)配
集料的級(jí)配對(duì)碾壓后所能達(dá)到的密實(shí)度有明顯影響。實(shí)踐證明,均勻顆粒的砂及單一尺寸的礫石和碎石,都難于碾壓密實(shí)。
為了提高路面結(jié)構(gòu)層材料的強(qiáng)度和減少其空隙率,增加它在使用過程中的穩(wěn)定性,對(duì)用作路面結(jié)構(gòu)層的集料,經(jīng)常要求其具有良好的級(jí)配。特別是對(duì)用作基層的集料,常規(guī)定有嚴(yán)格的級(jí)配范圍。
5 結(jié)語
瀝青穩(wěn)定基層在日本、美國、英國等國家得到大量應(yīng)用,但在我國的應(yīng)用還較少,但由于其具有較好力學(xué)性能,可以適應(yīng)我國日益增長的交通需要,成為未來我國公路基層的發(fā)展方向。為保證瀝青穩(wěn)定基層混合料具有良好的穩(wěn)定性、耐久性、抗疲勞性,必須從壓實(shí)機(jī)械、碾壓層厚度、碾壓遍數(shù)、碾壓速度、集料級(jí)配等五個(gè)方面進(jìn)行對(duì)工程壓實(shí)施工進(jìn)行控制,從而保證瀝青穩(wěn)定基層的施工質(zhì)量。
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