唐劍華 72719部隊

瀝青混凝土路面的壓實原理及應用分析

唐劍華 72719部隊

瀝青混凝土路面有著平整度好、維修方便等諸多優(yōu)點，在我國公路建設中得到廣泛采用。而壓實是瀝青混凝土施工中的重要環(huán)節(jié)，本文從瀝青混凝土壓實原理出發(fā)，簡要分析了瀝青混凝土施工中各方面因素的影響，就如何保證瀝青混凝土路面的壓實度，提高路面施工質(zhì)量，延長瀝青混凝土路面的使用壽命提出了建議。

瀝青混凝土路面 壓實 應用

瀝青混凝土路面因為行車舒適、平整度好、維修方便等優(yōu)點，在我國公路建設項目中廣泛采用。在瀝青混凝土道路施工中，壓實是瀝青混凝土施工中的重要環(huán)節(jié)，其目的是提高瀝青混凝土混合料的強度、穩(wěn)定性。壓實質(zhì)量的好壞直接影響到瀝青路面的平整度、密實度，更關(guān)系到行車的安全性、舒適度和路面的使用壽命。有的施工企業(yè)在壓實度質(zhì)量控制上做的不到位，導致路面極易出現(xiàn)路面破壞問題，導致路面壽命縮短，因此施工過程中必須重視壓實工作。

一、壓實概述

瀝青混凝土路面的碾壓，是瀝青混凝土路面施工的最后一道工序，也是決定瀝青混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵工序之一。碾壓就是通過一定機械和一定工藝，把一定體積的熱拌瀝青混凝土，壓縮到更小體積的過程。在此過程中，使裹覆瀝青的集料顆粒相互擠壓到一起，從而消除了混合料中的大部分空隙，由此提高了混合料的密實度。良好的碾壓能使面層達到理想的空隙率和密實度。

瀝青混凝土路面的密實度，是影響瀝青混凝土路面質(zhì)量的重要指標之一。在密實度達不到要求的路面混合料中，空隙常趨于相互連通，容易造成空氣和水分侵入。而空氣和水分中的氧也就能氧化混合料中的瀝青結(jié)合料，使其變脆。因此，路面難以經(jīng)受交通荷載，引起反復變形，結(jié)果致使道路遭到破壞。此外，在低氣溫下，路面中的水分發(fā)生凍脹也將造成道路的破壞。

數(shù)據(jù)證明，瀝青路面的抗老化性能、高溫抗車轍能力、耐疲勞破壞能力、抗水剝離能力等，都與路面的空隙率有直接關(guān)系。當瀝青混合料空隙率大于7%時，每增大1%其透水性將增大2倍；空隙率小于8%時，則可以消除剝落現(xiàn)象；空隙率由8%降至4%，其彈性模量將提高63.6%；空隙率由8%降至5%時，路面壽命將延長3倍。由此數(shù)據(jù)可以看出密實度對路面質(zhì)量的影響。

施工中未得到充分壓實的道路，車輛通行會產(chǎn)生車轍、凹陷或溝槽。然而在壓實的混合料中仍需要有一定的空隙率，否則由于空隙率過小，路面在瀝青熱膨脹與交通荷載的作用下，將出現(xiàn)泛油和失穩(wěn)現(xiàn)象。一般認為，密級配混合料路面空隙率不應高于7%至8%。在此條件下，空隙之間一般并不連通，如果空隙率過大，道路容易剝落松散，但空隙率過小，道路又會出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，并使熱穩(wěn)定性降低。

壓實作業(yè)主要目的：一是使混合料具有良好的強度和穩(wěn)定性；二是使混合料中的空隙率適中，既能產(chǎn)生密封，阻止空氣和水分侵入，避免道路的加速老化及凍融破壞和剝落現(xiàn)象，又能克服路面的泛油并抵抗車轍。

二、壓實原理

在瀝青混合料的壓實過程中存在三種作用力，即：壓路機的壓力、混合料內(nèi)部的抵抗壓實力（內(nèi)部阻力）、下部穩(wěn)定基礎層（下臥層）產(chǎn)生的支承反力。獲得充分壓實并具有理想密度的瀝青混合料，在瀝青路面的使用過程中混合料顆粒會受到充分的制約，從而在相當長的時間內(nèi)保持足夠力學性能，具有抵抗各種破壞的能力。

為達到壓實目的，壓路機的壓力與下部穩(wěn)定基礎層產(chǎn)生的支承反力的合力，必須能夠克服面層內(nèi)部的抵抗壓實力。

根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，在路基路面施工過程中，對壓實度的執(zhí)行標準有嚴格的規(guī)范，分別為：公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（JTGF80/1-2004）附錄B、《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》、《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF10-2006）等。

壓路機的壓力產(chǎn)生于壓路機的自重或其自重與動能之和。下臥層的支承反力取決于下臥層的穩(wěn)定性、強度和剛度。

混合料的內(nèi)部阻力取決于集料顆粒之間的摩阻力和瀝青的黏度。隨著混合料密實度的加大和溫度下降，混合料的內(nèi)部阻力也隨之加大。當混合料密實度和溫度達到能使內(nèi)部阻力與壓路機壓力和基礎應力相等狀態(tài)趨于平衡時，壓實作業(yè)即完成。

對瀝青混合料的壓實，一方面需要克服混合料之間的內(nèi)聚力，另一方面要克服混合料之間的內(nèi)摩擦力。因此，對瀝青路面的有效壓實，既要使混合料之間的內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦力盡可能小，又要對混合料施加足夠的壓實力。

我國瀝青路面經(jīng)常發(fā)生的早期損壞現(xiàn)象，一般都是壓實不足導致，保證混合料充分壓實是提高瀝青路面質(zhì)量的關(guān)鍵。

瀝青混合料的內(nèi)聚力，主要是由瀝青結(jié)合料和填料的性質(zhì)決定的。內(nèi)聚力的大小，主要受混合料的溫度影響，溫度越高，瀝青黏度越低，混合料之間的內(nèi)聚力越小，越易于壓實；反之，溫度越低，瀝青黏度越大，混合料之間的內(nèi)聚力越大，就越不利于壓實。但是，溫度過高時，雖然混合料流動性大，但穩(wěn)定性差，碾壓時混合料容易被推移，會破壞鋪層材料的均勻性，使路面平整度下降。因此，碾壓溫度必須控制在一個最佳的范圍內(nèi)。最佳的碾壓溫度，使混合料具有一定的強度和穩(wěn)定性，能夠支撐壓路機壓力而不會產(chǎn)生水平推移，又不至于因混合料的變形模量過高而難以壓實。

混合料的內(nèi)摩擦力，主要是混合料的配合比、集料的形狀和大小決定的。碾壓瀝青混合料時，需要克服的主要是內(nèi)摩擦力。

施工技術(shù)人員為有效地控制壓實效果和合理安排施工工藝，必須了解影響壓實效果的各種因素及它們之間的關(guān)系。

瀝青混凝土路面平整度的影響因素很多，關(guān)系到路基、路面施工的全過程，只有在充分研究分析產(chǎn)生的原因后抓好施工的每一個細節(jié)，才能有效控制路面壓實質(zhì)量。

影響壓實的因素主要有：混合料級配組成與材料的性質(zhì)、混合料的溫度、混合料鋪層厚度及碾壓方法與設備等四個方面。在實際施工過程中，一定要從四個方面有針對性地采取有效措施，減少以上因素影響，防止瀝青混凝土路面出現(xiàn)壓實質(zhì)量問題。

瀝青混凝土路面壓實是施工企業(yè)質(zhì)量管理水平、施工機械設備、施工工藝等的綜合能力反映，施工企業(yè)只有認真組織施工，加強施工現(xiàn)場管理，努力提高技術(shù)水平，完善施工工藝才能保證瀝青混凝土路面的壓實度，提高路面質(zhì)量，延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

[1]劉濤編著，《瀝青路面集料特性與加工技術(shù)》[M].人民交通出版社，出版時間：2013-05

[2]王淑紅.楊平等編著，《瀝青路面施工》[M].科學出版社，出版時間：2011-06