探討瀝青路面施工壓實度的變異性及控制措施

譚萬波

(貴州省交通科學研究院有限責任公司)

0 引 言

壓實度的施工質量是瀝青路面使用性能的重要保證，同時也是瀝青路面變異性控制的重要指標?，F行的瀝青路面施工技術規范只對壓實度范圍進行了控制，沒有對壓實度的波動給路面早期帶來損壞給予關注，因此，要想減少瀝青路面變異性的影響，就必須對壓實度采取有效控制措施。

1 壓實變異性產生的主要因素

1.1 碾壓工藝

合理的碾壓工藝是保證壓實度的前提條件，只有合理選擇初壓、復壓、終壓的方式才是形成良好壓實度的重要保障，同時也是減少變異性的根本方法。根據兩種碾壓方式的對比試驗表明，復壓階段的壓實度檢測數據變異性較小，路面外觀顆粒分布較為均勻;在進行瀝青路面中上面層復壓時，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，同時也是保證壓實度的關鍵因素之一，其主要取決于混合料的出場溫度，出場溫度越高，瀝青面層壓實度就越高。但是壓實度變異系數越大，表明壓實度不均勻，因此，混合料的溫度應該控制在適宜的范圍內，并采取適當的保溫措施來保證混合料的溫度。

2 工程實例

某地新建瀝青高速公路，在通車后短期內發生了路面局部早期損壞，經對路段的研究評定結果表明，與壓實度不足有關，對此采取了相關措施對碾壓過程進行控制。以下為路面損壞路段修筑前壓實施工數據的分析與總結。

2.1 路段狀態分析

(1)數據處理

所要關注的是路段的質量，因此，首先按路段，將各點隨碾壓遍數的實測值，計算均值、標準差、變異系數，統計最大、最小值，詳見表1。并轉化為圖示模式，詳見圖1、圖2、圖3。

表1 各點隨碾壓遍數的實測值

圖1 AC20 各測點每遍的響應均值、最大值、最小值和變異系數

圖2 SMA16 各測點每遍的響應均值、最大值、最小值和變異系數

圖3 AC21 各測點每遍的響應均值、最大值、最小值和變異系數

(2)動力響應波動三階段

全面分析碾壓全過程動力響應的變化，包括波動增長、動態變化、波動衰減3 個階段。波動增長是嵌擠化、密實化的過程;當多次振動碾壓出現不同程度的棱角破損，集料碎裂等損傷時，進入衰減階段。合理的碾壓方案應不出現波動衰減階段，有效的過程控制方法應從及時避免進入波動衰減階段。

(3)波動類型

由于各點材料與初始狀態的不均勻，所以各點的壓實性能并不相同，即使碾壓過程各點的碾壓工藝操作完全均勻，統計值表達的各點總和，是欠壓、過壓和正好三種情況的不同組合。

據所關注的波動上升與波動衰減兩個階段，還可分為A、B 兩種類型(表2)，控制的目標是B 型。以波動衰減的B型為例，均值雖然有所下降，變異系數的衰減表明極差在縮小，這時內部損傷并不大，卻換得全路段整體進一步的密實。

表2 波動階段分類

(4)碾壓過程的四種狀態

動力響應的3 個波動的階段定3 種狀態，加上初始狀態，所以碾壓全過程歷經4 個狀態，路段狀態的演化由初始狀態出發，經增態、動態而到終態?？刂撇⒉皇鞘潞髾z查，而是要從動態中作出趨勢性的判斷，控制終態;所以，試拌試鋪宜包括4 個狀態。

2.2 碾壓過程分析

由圖1 到圖3，依托工程3 個路段的波動階段分類如表3。由圖1 所見，AC－20 的碾壓已經不宜再增，第4 遍的最小值增長甚慢，而最大值已出現負增長，也就是變異系數雖在緩慢下降，是通過某些點的損傷來實現的;而AC －20 碾壓3 遍即可，因為第4 遍開始最大值很少增長而最小值已出現負增長，因而導致變異系數的增大。

表3 碾壓過程趨勢判斷的工程驗證

再從動力響應值來分析。如果說AC －25 段碾壓4 遍，最大動力響應值達48.520(圖3)，AC －20 段為40.446(圖1)，包含了機型不同、動力響應值不能作為排序依據;由于工程進入SMA －16 段時中面層已接近尾聲，余料較差，因此AC25 段的均值隨碾壓遍數增長，而SMA －16 段第2 遍出現最大值后隨接衰減。SMA－16 段碾壓3 遍變異系數連續不斷增長反映出碾壓工藝與材料壓實性能不太適應，碾壓3 遍空隙率波動6.2% ～10.3%，全部大于6%，需重新調整工藝。

3 控制壓實變異的有效措施

3.1 控制碾壓溫度

影響瀝青混合料密實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，增加密實度，也就達到了平整度的效果。因此，通過實踐證明，瀝青混合料在規定溫度的范圍內，其混合料的溫度越高就越容易形成較高的密實度，不同的擊實溫度下的瀝青混合料的馬歇爾試件性能指標的對比顯示，其正是隨著擊實溫度的升高，瀝青混合料的密實度也隨之增大。

3.2 合理的碾壓機械組合

碾壓瀝青面層的機械主要有鋼輪平面壓路機和輪胎壓路機。一般來說振動鋼輪壓路機的效果最為突出，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，碾壓遍數不宜太多。輪胎壓路機是碾壓瀝青面層不可缺少的機械工具，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過程中，可以將兩種不同的壓路機進行組合使用，先采用振動壓路機，之后采用輪胎壓路機來壓實鋪筑層，從而達到很好的壓實效果。

4 結束語

綜合上述，要想保證瀝青路面的施工質量，提高壓實效果，就必須通過對碾壓工藝的合理的選擇，采用機械組合的方式盡最大限度的減小壓實度變異性。同時還應控制好壓實溫度，使混合料出場溫度不要過高。此外，還應保證施工時壓實厚度不要低于設計厚度，減小空隙率，使壓實厚度達到均勻一致，以減小施工質量的變異性。

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［2］陳文明. 瀝青路面施工壓實度變異性研究［J］.科技創新與應用，2011，(4):125.

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