公路工程-提高瀝青混凝土路面平整度的技術(shù)措施

公路工程——提高瀝青混凝土路面平整度的技術(shù)措施影響路面施工平整度的因素非常復(fù)雜，包括下層平整度、攤鋪層厚度、材料級(jí)配組成、混合料的均勻分布狀況以及施工工藝(攤鋪操作和碾壓)等方面。文章根據(jù)碾壓機(jī)械性能和瀝青混合料特點(diǎn)介紹了碾壓過(guò)程中提高路面平整度的技術(shù)措施，分析了碾壓工藝在保證和提高瀝青混凝土路面平整度方面起著重要作用。

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引言隨著高等級(jí)公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和行車(chē)速度的提高，人們對(duì)道路的平整度要求也越來(lái)越高。平整度是衡量道路建設(shè)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，反映了路面的行駛舒適性。影響路面施工平整度的因素復(fù)雜，包括下層平整度、攤鋪層厚度、材料級(jí)配組成及混合料的均勻分布狀況、攤鋪操作和碾壓等。碾壓工藝對(duì)平整度有較大影響，影響碾壓效果的因素主要有碾壓組合是否合理、碾壓溫度的高低，操作規(guī)范性以及有無(wú)專(zhuān)人指揮。由于碾壓方式不準(zhǔn)確或操作手操作失誤導(dǎo)致混合料縱、橫向推移的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，合理的碾壓工藝和準(zhǔn)確的碾壓操作是提高路面平整度的重要手段。瀝青混合料在攤鋪后形成的平整度并非最終的平整度，只有經(jīng)過(guò)充分的碾壓后形成的平整度才是最終的供車(chē)輛行駛的路面平整度。因此，碾壓工藝在保證和提高路面平整度方面起著重要的作用。對(duì)于碾壓作用的認(rèn)識(shí)以及正確的碾壓工藝的掌握是瀝青路面施工中必須重視的。熱瀝青混合料是由礦物集料、粉料及瀝青等多種成分組成的，在施工中，靜碾壓路機(jī)利用靜載荷克服混合料中固體顆粒間的摩擦力、粘結(jié)力，擠出空氣，使各顆料間相互靠近；振動(dòng)壓路機(jī)則利用振動(dòng)頻率接近于材料固有頻率使材料發(fā)生共振，使級(jí)配材料間減小阻力，相互移動(dòng)達(dá)到最穩(wěn)定狀態(tài)；熱瀝青混合料的碾壓應(yīng)根據(jù)其特性，選擇不同的壓路機(jī)組合，按一定的壓實(shí)工藝使瀝青路面壓實(shí)成形。這對(duì)于保證路面的強(qiáng)度及今后長(zhǎng)期的良好使用性能，有著非常重要的作用。一些路段為追求平整度而降低壓實(shí)度要求，結(jié)果造成通車(chē)后不久路面松散、水損害等早期病害，反而降低了路面的平整度。因此，對(duì)于瀝青混凝土路面的平整度和壓實(shí)度要有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，不能片面追求平整度而降低對(duì)路面碾壓的要求。1碾壓工藝和壓路機(jī)與碾壓參數(shù)選擇熱瀝青混合料的碾壓作業(yè)應(yīng)根據(jù)初壓、復(fù)壓、終壓所起的不同作用選擇不同噸位、種類(lèi)的壓路機(jī)，并確定其碾壓速度、振動(dòng)頻率和振幅。(1)初壓是在混合料較高的溫度下進(jìn)行的，此時(shí)鋪裝路面尚未建立起必要的承載能力，它對(duì)路面的平整度影響極大，必須選擇小噸位靜作用壓路機(jī)，以2.0～2.5km/h的慢速穩(wěn)定均勻地碾壓，一般選擇雙驅(qū)動(dòng)雙鋼輪6～10t的壓路機(jī)進(jìn)行靜壓。合理控制初壓溫度及初壓遍數(shù)，使路面不發(fā)生推移和裂縫。(2)復(fù)壓是在鋪裝層形成強(qiáng)度的階段下進(jìn)行的，其目的是提高密實(shí)度并達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值，復(fù)壓階段采用16～20t的輪胎壓路機(jī)和10～12t的雙驅(qū)雙振壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。輪胎壓路機(jī)的作用是使輪胎與路面始終保持彈性接觸，而且接觸面積會(huì)隨壓實(shí)度的增加而減小，從而進(jìn)一步增強(qiáng)路面的承載能力，使集料嵌入路面材料中；振動(dòng)壓路機(jī)是靠振頻和激振力來(lái)提高路面的強(qiáng)度。壓實(shí)效果和生產(chǎn)效率取決于振動(dòng)壓路機(jī)工作參數(shù)的選擇，包括振頻、振幅、線壓力、碾壓速度和碾壓遍數(shù)。例如，DD-110型振動(dòng)壓路機(jī)的振頻、振幅、激振力之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1所列。對(duì)于鋪層為4～6cm的瀝青混凝土路面，宜采用高頻低幅振動(dòng)壓實(shí)。通過(guò)試驗(yàn)證明，采用振頻42Hz，振幅0.51mm，碾壓速度在4.0～4.5km/h，對(duì)5cm、6cm的瀝青路面進(jìn)行復(fù)壓，效果比較理想；對(duì)4cm厚的路面，振幅以0.6mm為宜。在上述參數(shù)下振壓2～4遍即可達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。(3)終壓屬于成形壓實(shí)階段，其目的是消除瀝青混凝土材料的內(nèi)應(yīng)力和壓路機(jī)輪跡，進(jìn)一步提高路面平整度，終壓階段常用20～25t的輪胎壓路機(jī)配合10t左右的雙鋼輪大寬度壓路機(jī)來(lái)完成。此時(shí)輪胎壓路機(jī)的主要作用是通過(guò)輪胎來(lái)揉合細(xì)小的施工裂縫，鋼輪壓路機(jī)則用來(lái)消除輪跡。DD-110型雙振壓路機(jī)具有輪幅寬(1.98m)，靜線壓力小、振幅選擇廣和工作方式轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單、操作靈活的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在高速公路瀝青路面壓實(shí)施工中，它與其它壓路機(jī)的壓實(shí)組合及參數(shù)控制見(jiàn)表2所列。不同熱瀝青混合料的壓實(shí)溫度對(duì)比見(jiàn)表3所列。2碾壓模式及階梯和重疊碾壓方法在選擇好壓實(shí)機(jī)型、速度及壓實(shí)溫度后，還必須按一定的碾壓模式，完成碾壓工序。階梯碾壓是在某一壓實(shí)階段，壓路機(jī)的碾壓長(zhǎng)度在縱向呈階梯形排開(kāi)，相鄰兩碾壓段縱向接頭重疊應(yīng)在1.0～1.5m。對(duì)于雙鋼輪壓路機(jī)，碾壓左右重疊應(yīng)在15cm以上，膠輪壓路機(jī)其左右碾壓重疊為輪寬的1/2。復(fù)壓過(guò)程中，復(fù)壓段的長(zhǎng)度應(yīng)大于初壓長(zhǎng)度1～1.5m，再按階梯碾壓法依次進(jìn)行，這樣，縮短了初壓停機(jī)位置的碾壓時(shí)間，有利于路面平整度的提高，效果比較理想。2.1

橫向接縫的碾壓橫向接縫是冷料與熱料的結(jié)合，是施工控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，碾壓不當(dāng)，會(huì)造成材料推移，產(chǎn)生裂縫等。(1)橫接縫碾壓首先用雙鋼輪壓路機(jī)(如DD-110)橫向碾壓，壓路機(jī)開(kāi)始在冷路面上，逐漸向熱路面碾壓，第一次壓入量為1～2cm，逐漸至壓入熱路面10～15cm。(2)實(shí)行45o斜壓。斜壓從中間向兩側(cè)依次分開(kāi)，重疊量應(yīng)適當(dāng)(為1/2輪寬)。(3)實(shí)施橫壓。壓路機(jī)由冷路面逐漸過(guò)渡到整機(jī)在熱路面上橫壓，根據(jù)接縫處混合料溫度的變化，這一過(guò)程可以實(shí)施振動(dòng)壓實(shí)，以保證壓實(shí)后橫向接縫處的平整度，提高路面的壓實(shí)度。(4)混合料溫度是橫向接縫碾壓的關(guān)鍵。溫度太高，很容易產(chǎn)生混合料推移；溫度太低，橫接縫不能壓實(shí)，易造成路面早期損壞。橫接縫碾壓溫度一般比正常碾壓溫度低5～10℃。2.2

熱瀝青混合料碾壓及其溫度控制硬性和軟性瀝青混凝土，由于其級(jí)配組成的差異，碾壓特征不同，具體施工中的碾壓設(shè)備選擇和溫度控制有較大差異。表4為兩種混合料碾壓溫度對(duì)照表。硬性熱瀝青混凝土的級(jí)配特性，決定了它必須采用大噸位輪胎壓路機(jī)和雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，才能保證其壓實(shí)度和空隙率的要求。不同瀝青混凝土的不同特性及材料差異，決定了其碾壓設(shè)備的組合、碾壓溫度及碾壓工藝，應(yīng)根據(jù)施工條件，具體制定。2.3

碾壓表面平整度的監(jiān)測(cè)在終壓過(guò)程中，路面未冷卻之前，由專(zhuān)人用3m直尺逐尺對(duì)路面進(jìn)行測(cè)量，在路面方向上分內(nèi)、中、外3條線檢測(cè)，對(duì)不平整段加密測(cè)量，測(cè)量應(yīng)有記錄，對(duì)不平整處在路面做標(biāo)記，進(jìn)行修補(bǔ)碾壓。對(duì)成形路面，及時(shí)用連續(xù)式路面平整度儀進(jìn)行檢測(cè)，分析各樁號(hào)段數(shù)據(jù)，找出存在問(wèn)題，指導(dǎo)下一步施工，為對(duì)路面不平整的處理提供依據(jù)。2.4

碾壓密實(shí)度的監(jiān)測(cè)壓實(shí)度是瀝青混凝土路面的重要評(píng)定指標(biāo)之一，瀝青路面的壓實(shí)對(duì)于路面的平整度有著非常重要的影響。因?yàn)闉r青混合料在攤鋪后形成的平整度并非最終的平整度，只有經(jīng)過(guò)充分的碾壓后形成的平整度才是最終的供車(chē)輛行駛的路面平整度。單純追求平整度而降低對(duì)壓實(shí)的要求是錯(cuò)誤的，這樣的路面在通車(chē)后，隨著行車(chē)的進(jìn)一步壓實(shí)，會(huì)將不平整顯現(xiàn)出來(lái)。而且由于壓實(shí)不足，造成強(qiáng)度不夠、孔隙率過(guò)大，容易造成路面的早期損害，更加影響路面的平整度。因此對(duì)于施工中成形的瀝青路面，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行密實(shí)度監(jiān)測(cè)。以確保路面長(zhǎng)久的使用品質(zhì)。一般施工后第二天進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)方法應(yīng)正確，記錄應(yīng)詳細(xì)，檢測(cè)結(jié)果及時(shí)反饋給施工人員，對(duì)壓實(shí)度不足路段采取適當(dāng)補(bǔ)救措施，進(jìn)一步改進(jìn)碾壓工藝。3壓路機(jī)的操作要領(lǐng)(1)為保證碾壓表面平整，壓路機(jī)不得在未壓實(shí)的新鋪瀝青路面上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、左右移動(dòng)。壓路機(jī)行走速度應(yīng)均勻，不可太快，停車(chē)應(yīng)平緩，嚴(yán)禁緊急制動(dòng)。振動(dòng)壓路機(jī)必須先行駛后起振、先停振后停駛。最好采用自動(dòng)起振和自動(dòng)停振的壓路機(jī)以確保無(wú)誤。(2)嚴(yán)禁有人在新鋪瀝青混合料上行走。(3)嚴(yán)禁壓路機(jī)停留在未壓實(shí)的路面上，不允許在已經(jīng)壓實(shí)了的瀝青混凝土鋪面上振動(dòng)行駛。(4)嚴(yán)格控制壓路機(jī)的灑水量，以免混凝土降溫太快或水進(jìn)入混凝土影響路面質(zhì)量。(5)碾壓過(guò)程中如有“彈簧”現(xiàn)象或推移現(xiàn)象，應(yīng)查明原因，采取措施后進(jìn)行碾壓。(6)嚴(yán)格控制碾壓溫度，實(shí)施分段碾壓，每段30～50m。(7)全幅寬度碾壓順序，應(yīng)自邊向中間錯(cuò)輪碾壓，最后全輪一次完成中心線碾壓。4碾壓質(zhì)量缺陷的處理與補(bǔ)救措施(1)碾壓過(guò)程中，加強(qiáng)對(duì)平整度的跟蹤監(jiān)測(cè)，對(duì)不平整路段的高點(diǎn)實(shí)施修復(fù)碾壓。對(duì)一般瀝青混凝土，修復(fù)碾壓應(yīng)在其表面溫度降到50～60℃之前進(jìn)行，可以采用縱向、橫向靜壓或振動(dòng)壓實(shí)；在高速公路施工中，這一措施對(duì)提高平整度比較理想。(2)若碾壓溫度控制不當(dāng)(比如太高)，混合料易產(chǎn)生推移和壅包，這時(shí)應(yīng)分析產(chǎn)生推移的原因。如果確定是溫度因素，應(yīng)停止碾壓，待溫度符合要求后再進(jìn)行碾壓。若是其它原因(如結(jié)合層粘結(jié)不實(shí))，應(yīng)采用相應(yīng)的挖補(bǔ)修復(fù)措施。(3)瀝青混凝土路面的表面裂紋缺陷是指表面橫向裂紋，通常其長(zhǎng)25～100mm，間隔25～76mm對(duì)在攤鋪時(shí)看不到、在壓實(shí)過(guò)程中出現(xiàn)的表面裂紋其原因與碾壓設(shè)備選用和工藝控制等因素有關(guān)。靜碾壓路機(jī)因?yàn)橘|(zhì)量過(guò)大，在碾壓較松散的瀝青混合料時(shí)易產(chǎn)生表面橫向裂紋；被動(dòng)輪在前的壓路機(jī)碾壓穩(wěn)定性較差的混合料時(shí)，由于材料推移，也會(huì)產(chǎn)生橫向裂紋；除了調(diào)整碾壓設(shè)備、改變碾壓工藝外，對(duì)已產(chǎn)生的表面裂紋缺陷，在終壓階段可增加輪胎壓路機(jī)的靜碾壓，對(duì)表面進(jìn)一步揉搓碾壓，使表面裂紋減少或消除。5結(jié)束語(yǔ)路面平整度明確了影響平整度的因素有人、車(chē)