周少賢

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司 陜西西安 710000）

由于瀝青路面可以回收利用，養(yǎng)護比較方便，也比較利于人們行車，車輛運行會比較平穩(wěn)舒適，相對于混凝土路面，其行車噪聲較低，因此，我國在公路建設中非常推崇瀝青路面，在我國公路中占去了相當大的比重，尤其是高速公路，其路面基本上都采用瀝青路面［1］。在各種不同瀝青混合料、集料組成的瀝青路面中，例如AC、OGFC、SMA、ATB等瀝青路面的實際建設和科研中，相關施工人員、技術人員、設計人員研發(fā)并實踐了很多種不同的切實可行、合理有效的原料選擇方案、瀝青混合料配合比設計方案、施工全過程中的質(zhì)量控制方案，因此也使得我國高等級公路瀝青路面的設計、施工、養(yǎng)護等各個方面的技術發(fā)展和規(guī)范建設取得了長足可喜的成果。近年來，涌現(xiàn)出大量新技術、新結構、新工藝、新材料和新設備，并且廣泛應用于生產(chǎn)實踐中，使我國高等級公路瀝青路面施工技術得到了空前發(fā)展，其水平已躋身于世界前列。

1 瀝青路面壓實度的重要性

瀝青路面要在道路上發(fā)揮良好的性能，要求瀝青混合料在攤鋪和碾壓后具有較高的密度和良好的平整度，并且面層還具有良好的防滑能力。這些特性直接決定了瀝青路面的承載能力、耐久性、駕駛舒適性和安全性［2］。

瀝青混合料的壓實過程是降低瀝青混合料中的孔隙率，使固體顆粒在瀝青介質(zhì)中重新包裝和重新定位，形成更密集、更有效的顆粒排列的過程。瀝青路面必須具有良好的道路性能，除了具有合格的混合料外，還必須具有良好的壓實性，否則，即使使用優(yōu)質(zhì)的原材料和精心設計的混合料，也不可避免地會影響瀝青路面的性能。

壓實良好的路面具有比較強的承載能力，這是防止早期壓實車轍形成的有力措施之一。如果形成后的瀝青面層孔隙率過大，降水容易滲入結構層，對瀝青路面造成水害。路面的大孔隙率也有利于空氣進入結構層，加速了瀝青的老化，使瀝青路面容易開裂、松動，直接影響路面的使用壽命。當然，壓實度也并非越高越好，過度壓實使瀝青混凝土孔隙率過小，面層容易產(chǎn)生車轍和推力破壞。尤其是表層孔隙率過小，容易造成表層油淹，顯著降低防滑性能，給行車安全帶來隱患。良好的壓實度是防止過早損壞、延長路面壽命和提高路面使用性能的關鍵因素。因此，壓實度被認為是影響瀝青路面性能的最重要因素。

2 壓實工藝的選擇

適當?shù)哪雺汗に?，即合理的機械組合和足夠的碾壓道次是瀝青混合料良好壓實的保證，路面孔隙率的大小和可變性通常被用作評估壓實過程質(zhì)量的指標。壓實良好的路面必然要求路面空隙率分布均勻，既不欠壓又不過壓。在貴州一些高速公路瀝青面層施工質(zhì)量監(jiān)控的過程中，利用瀝青路面質(zhì)量指示儀（PQI）代替鉆芯法，用于檢測評定路面空隙率，并對下面層AC-25瀝青混合料路進行了檢測［3］。通過對高速公路部分路面標段的壓實度數(shù)據(jù)進行匯總和分析，確定瀝青路面AC-25混合料的壓實工藝，同是高性能瀝青路面，中面層的空隙率均值比下面層要大，這主要是因為中面層采用的是SBS改性瀝青，對壓實的溫度、壓實設備和碾壓遍數(shù)要求更高，就采用同樣的壓實工藝而言，中面層更難以壓實。而對于AC-13 上面層來說，雖然也使用的是SBS改性瀝青，但由于壓實層較薄，壓實時主要采用振動壓路機振壓，因此上面層空隙率較小。另外，鉆芯芯樣實測空隙率的變異系數(shù)相比使用PQI測定的空隙率變異系數(shù)較大，這主要是因為鉆芯取樣是隨機取點，而PQI測定空隙率時，采用在行車道輪跡帶下等距離選點測量，相對而言，這些地方壓實較均勻。

3 壓實度影響因素分析

3.1 碾壓工藝的影響

首先，應有足夠的壓實遍數(shù)以保證混合料能被良好壓實。碾壓遍數(shù)對壓實度會產(chǎn)生直接影響，在碾壓初始階段，壓實度會明顯增長，當壓實度增長到一定程度后，便增長緩慢（見圖1）。圖1所示4個壓實點采用的碾壓方案為：初壓采用18t 鋼輪壓路機靜壓1 遍；復壓采用18t雙鋼輪壓路機振壓2遍，XP301輪胎壓路機靜壓6遍；終壓采用16t鋼輪壓路機靜壓1遍，總壓實遍數(shù)10遍。

圖1 空隙率隨碾壓遍數(shù)變化圖

其次，壓實設備組合對壓實度的影響。鋼輪壓路機依靠其強大的振動力把瀝青混合料碾壓密實，而輪胎壓路機的壓實是搓揉壓實，通過膠輪的搓揉作用使混合料骨架重新排列而密實。

從圖1 中可以看出，振動壓路機2 遍振壓后，空隙率呈明顯減小趨勢。而當輪胎壓路機開始碾壓時，空隙率反而出現(xiàn)增大的情況。這主要由于輪胎壓路機的壓實是搓揉壓實，輪胎之間有輪隙，剛開始碾壓的時候會導致振動壓路機碾壓過的瀝青面層中已經(jīng)處于初步穩(wěn)定狀態(tài)的混合料顆粒上下左右移動，產(chǎn)生推移和擠起的現(xiàn)象，結果造成壓實度暫時下降的情況。但隨著碾壓遍數(shù)的增多，壓實度又緩慢地上升。壓實機理不同的壓實設備間的組合，對壓實效果會造成不可忽視的影響。

3.2 壓路機本身的技術參數(shù)的影響

對于膠輪壓路機來說，影響壓實效果的因素主要是壓路機的自重、輪胎的氣壓以及壓路機的灑水系統(tǒng)［4］；對于振動壓路機，影響瀝青路面壓實效果的技術參數(shù)主要有自重、振幅、振頻、碾壓速度等，如圖2所示。

圖2 壓路機本身的技術參數(shù)的影響

3.3 施工時混合料溫度的影響

攤鋪溫度、初壓溫度、再壓縮溫度和終壓溫度四階段溫度指標的變化對壓實度有較大影響。作為粘彈性溫度傳感器，溫度越高，瀝青混合料的塑性越大。在一定范圍內(nèi)，溫度越高，混合料越容易壓實，平均壓實度越高。然而，隨著溫度的升高，混合物本身的溫度變化也會增加，這會轉化為壓實程度的變化［5］。

3.4 壓實層厚度的影響

在碾壓工藝和碾壓溫度相同的情況下，在一定范圍內(nèi)，鋪設較厚的瀝青層，可以使材料受熱時間更長，為碾壓提供更多時間。瀝青混合料的壓實不同于其他土工材料如道路填土、水泥穩(wěn)定的礫石基層等。在一般的巖土材料中，壓實程度隨著壓實層厚度的增加而降低，但瀝青混合料的情況并非如此。當瀝青混合料的壓實厚度較小時，瀝青混合料的溫度迅速消散，瀝青混合料沒有足夠的移動空間實現(xiàn)顆粒嵌入，壓實效果變差。但壓實層的厚度不宜過大，否則會降低有效壓實功，壓實程度會降低［6］。

3.5 環(huán)境溫度對壓實度的影響

環(huán)境溫度低，則攤鋪、碾壓過程中瀝青混合料溫度損失較大，溫度下降較快，混合料碾壓時必然要消耗更多的壓實功，更難以壓實。若溫度損失過大，可能會造成空隙率過大而壓不實的情況［7］。

3.6 混合料離析對壓實度變異性的影響

熱拌瀝青混合料由于粗、細集料動力特性存在差異，在生產(chǎn)、運輸、攤鋪過程中操作不當會造成混合料中粗、細集料分布不均，形成級配離析［8］。粗骨料集中區(qū)域瀝青路面的瀝青含量低、空隙率較大；而細集料集中區(qū)域瀝青路面的瀝青含量大、空隙率較小。這兩種情況均會增大壓實度的變異性。

4 壓實度變異性的控制措施

碾壓是瀝青路面施工的最后一道工序，也是最重要的一個環(huán)節(jié)，為保證壓實質(zhì)量，施工中可采取如圖3所示的技術措施。

圖3 壓實度變異性的控制措施

5 結語

瀝青路面要具有良好的路用性能，則要求瀝青混合料經(jīng)過攤鋪、碾壓后密實度高、平整性好，表面層還應具有良好的抗滑能力。這些性能直接決定瀝青路面的承載能力、耐久性、行車舒適性及安全性。本文系統(tǒng)分析了壓實度的影響因素，提出了壓實度變異性的控制措施。