公路工程建设中的路面压实技术.docx

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公路工程建设中的路面压实技术0引言进入新世纪以来，我国的交通基础设施建设实现了蓬勃发展的态势，公路工程的数量和规模不断扩大，在公路工程建设中，由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、养维方便等的特点，已被越来越多地应用到的各级公路建设中。但是，随之而来的便是路面的病害，致使一些路面的使用寿命难以达到应有的水平，不仅影响了公路的性能，还造成了不可挽回的经济损失。而影响公路病害的因素有很多，其中压实不足是关键。1公路路面压实病害影响因素分析路面压实指的是在一定的公路施工环境中，采用已经选定的压实机械设备对沥青混合料进行碾压的过程，良好的路面压实要求路面空隙均匀分析，既不欠压，也不超压。通常情况下，需要通过测试路面的空隙率和变异性来评价压实工艺。本节主要对影响压实度的病害影响因素，如材料因素、碾压条件以及碾压工艺进行分析。1.1材料因素（1）沥青胶结料。公路工程建设中以沥青作为胶结料，沥青胶结料作为一种热塑性材料，其粘度会随着温度的变化而不断变化。也就是说，温度越高，沥青的粘度就越低，越容易被压实。沥青粘度的大小直接影响压实过程，进而对路面的性能产生重要影响，沥青的粘度越大，粘接力就越强，所拌制的混合料强度就越高，耐久性就越好。但是，不同的原油和工艺制作而成的沥青，即使是标号相同，其粘度也会有很大的产别，如果是普通的沥青，其作为牛顿流体，可绘制成粘温曲线，得出压实温度，但当其为非流动流体时，通过与普通沥青拌和与压实温度的方法，会导致沥青高温氧化、老化以及挥发性气体的散发造成对周围自然环境的污染[1]。 （2）集料。集料的形状和纹理对于公路路面压实度的影响主要表现在内阻角，内阻角会随着集料颗粒棱角的增大而不断增大，即由圆形砾石制作而成的混合料的内阻角远远高于扎碎集料制作而成的混合料。所以，圆形的集料以棱角的集料更容易压实。1.2碾压条件（1）沥青混合料的温度。普通沥青混合料碾压温度应当以135℃和175℃的条件下测定的粘度按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2017）中的规定进行确定，如果粘温曲线数据缺乏，可参照石油沥青混合料碾压温度（表1）进行选择，最终根据工程项目的实际情况确定使用高值还是低值。表1石油沥青混合料碾压温度单位：℃（2）铺层厚度。在通常情况下，较后的铺层比较容易达到固定的压实度，这是因为厚的铺层保温时间比较长，有充足的时间进行碾压；而薄层由于降温速度快，碾压的时间也比较短，对于压实度是极为不利的。因此，碾压的时间越长，越有利于压实，碾压的时间越短，越不利于压实[2]。 （3）碾压遍数。在公路路面碾压过程中，碾压的遍数不得过多也不得过少，如果碾压的遍数不够，压实度就不足，通车后就很容易出现车辙；如果碾压遍数太多，由于短时间内集中重复碾压，会导致已经碾压成型的路面发生推移，产生龟裂，进而导致粗骨料被压碎，碾压遍数应当根据初压、复压和终压予以确定。（4）环境因素。影响公路工程建设路面压实的环境因素主要包括气温、风力以及下承面的温度。气温越低，混合料的冷却速度就越快，允许碾压的时间就越短，例如，当气温低于5℃时，应禁止对薄层路面的碾压；风力也是影响路面压实度的一个重要因素，施工现场的风力越大，混合料的降温速度就越快，允许碾压的时间就越短，。同时，由于风力的作用，铺层的表面还容易形成硬壳层，进而对压实度产生较大的负面影响；下层面的温度，下层面的温度会以最快的速度吸收混合料中的热量，特别是当当铺层较薄时，降温的速度就越快，这就给压实工作进行带来了重重困难。（5）压实速度。压实速度应当遵循的原则是在保证压实质量的基础上，尽可能提升碾压速度，压实速度不得过高也不得过低，如果压实速度过低，会造成压实流程中断，影响最终的压实质量；如果压实速度过高，路面就会出现推移、裂纹等的现象。为此，要严格控制压实速度，合理的压实速度，对减少碾压时间，提高作业效率有十分重要的意义。压路机压实速度如表2所示。 表2不同类型压路机碾压速度单位：km/h1.3碾压工艺公路工程建设中的路面碾压主要分为以下3个阶段，即初压、复压和终压，以上3个阶段的压实均需要压路机以缓慢和均匀的速度完成碾压，不同的碾压阶段发挥着不同的作用。初压目的是整平与稳定混合料，沥青混合料的温度不低于120℃，碾压的路线和方向不得随意改变，因此要特别注意压实的平整性；复压的目的是为了保证混合料的密实和成型；复压应当在初压后立即进行，沥青混合料的温度不得低于90℃，遍数为3遍；终压目的是为了消除压路机（型号LY25，轮宽2.79m）的轮迹，最后形成平整的压实面[3]。2路面压实技术要点2.1压实前的准备工作公路路面碾压之前，施工企业应当对路面摊铺的平整度、厚度以及宽度等的参数进行检测。其中，对于路面平整度的检测应当采用3m 直尺法，如果经检测路面的平整度为5mm及以上，表示路面的平整度不符合规范标准；对于路面厚度的检车可采用钻芯取样法，除了路面本身设计的厚度外，还存在虚铺的厚度，便于碾压完成后保证路面的高度，如果经检测路面的虚铺厚度在1.1～1.2cm，表示路面厚度合格；对于路面宽度的检测科采用目测法，路面实际的检测宽度应当比设计要求的宽度多15cm，这样才能保证路面两侧的碾压质量。2.2压实设备选择科学合理的减压设备不仅可以保证公路路面的碾压质量，还能切实提升碾压的速度。因此，要能根据工程项目的实际情况，科学合理的选择压实设备。通常情况下，公路路面压实中需要使用到的压实设备主要有振动压路机、光轮压路机和轮胎压路机3种。其中，振动压路机可通过自身附带的振动功能，保证路基填料和混合料的密实度越好，压实度更高；通过光轮碾压机的碾压可提升路面的平整度；轮胎压路机可通过自身的重力增加材料的稳定性，施工企业可通过对不同压力机的组合，使的公路路面的压实度满足施工组织设计要求。2.3压实设备的性能压实设备的性能与路面压实度之间有着密切的联系性，如果在具体的碾压过程中压实设备出现了故障，碾压不得不中断施工，进而导致路面混合料温度降低，压实度难以满足施组设计要求。因此，进入施工现场的每一台压实设备，应当委派专人进行管理，并定期对机械设备进行保养和维护。同时，在正式碾压之前，对压实设备的性能进行检测，确保压实工作的顺利进行。2.4路面压实操作路面压实的主要作用是为了增加混合料的黏结性，提升路面的压实度，同时保证路面的平整度。公路路面面层可分为上面层、中面层和下面层。因此，具体的碾压过程中要对各个面层进行分层碾压。选择试验段进行碾压，试验段的长度应当在200m 以上，试验段碾压完成后，检测压实度，如果经检测的压实度合格，可根据试验段的碾压参数组织和开展碾压施工，并根据对试验段的碾压方式对路面分别进行初压、复压和终压。2.4.1初压路面初压应当同时使用多台压实设备同步施工，压实时先进行路面初压，对混合料的初步碾压可提升混合料的稳定性，使其具备相应的承载能力，避免复压时路面出现局部隆起或者推移的现象，初压应当紧随摊铺机进行，初压的长度应控制在80～100m；初压应当采用静压方式进行，由路面向中间进行，对于小半径的曲线段应当由内向外碾压，两个碾压机的搭接宽度应保持在1/3～1/2的轮宽，整个路面碾压1～2遍，保证混合料能够基本稳定。此外，在初压环节，由于对沥青混合料的温度有着比较严格的要求，因此初压时，应严格控制沥青混合料的温度，保持在145～165℃[4]。2.4.2复压路面初压完成后，应立即进行复压，复压作为路面压实技术中的一个关键环节，其碾压质量的高低直接决定着路面的压实度和使用性能；复压路面碾压的长度应当与初压路面碾压的长度一致，减压时应采用振动压路机，通过振动压路机的不断振动，使所有的混合料黏结在一起，增加其密实度，碾压遍数应为6～8遍，如果复压后的压实度不满足工程项目的施工组织设计要求，可继续碾压。振动压路机碾压过程中，其振动的幅度和频率应当与试验段保持一致，高档振动时振动的频率应控制在25～30Hz，振动幅度应控制在0.5～0.9mm；低档振动时，振动的频率应控制在40～50Hz，振动的幅度应控制在0.5～0.9m；对于路面下坡道的碾压无须开启振动功能；复压时，沥青混合料的温度应控制在125～145℃。2.4.3终压 路面终压紧跟复压其后进行，终压的目的是为了消除初压和复压过程中路面上产生的压路机痕迹，并对路面进行收面处理，保证路面的平整度；终压应当采用静压方式进行，终压的长度应当与初压和复压时的长度一致，碾压遍数为1～2遍。同时，在终压过程中，沥青混合料的温度应控制在90℃左右，终压完成后立即对其压实度进行检测，要求压实度不得低于96%，当沥青混凝土的表面温度降低至50℃时，方可开放交通。3路面压实质量控制措施3.1材料控制为确保路面压实的质量，具体压实过程中需要做好对材料质量的控制工作，路面压实需要使用到的材料主要有：沥青、集料和水。施工企业在选择材料时，如果材料的质量不能得到保证，沥青混合料的性能也就难以保证，进而导致面层碾压完成后，路面的压实度难以满足设计要求。此外，在沥青混合料配合比的设计环节，如果配合比设计不合理，拌和后的沥青混合料的性能也会受到影响，进而导致压实的质量难以得到保证。因此，对于路面压实材料的质量控制可以从以下4个方面做起：①材料的供应商应当具备材料的生产条件、资质、能力以及信用等，这是保证材料持续供应的基础。②不同的材料在进入施工现场后，应当分类存放，合理存储，避免材料由于受到外界因素的影响而发生变质或者霉变。③施工企业应当严格控制各项材料的配合比设计，材料配合比的设计应当综合考虑公路工程项目所在区域内的气候、环境等的因素。④施工企业还应当做好对材料运输的控制，避免材料在运输过程中遭受雨淋而发生受潮和变质。3.2含水量控制路面压实时，材料中的含水量越高，混合料就会越潮湿，路面的压实效果就会越差；反之，材料中的含水量越低，混合料就会越干燥，路面的压实度就会越好。因此，材料的含水率对于压实效果具有重要影响。所以，应当严格控制材料中的含水量。①根据试验段的质量，确定材料中的含水率。②根据工程项目所在区域内的温度和环境对材料的含水量进行调整，但调整的幅度不读高于最佳含水率的±2%[5]。3.3雨季施工控制 公路工程建设位于外界的自然环境中，路面在压实时不可避免地对出现雨季施工的情况，对于未碾压成型的路面如果遇到雨水的冲刷，就会导致混合料含水量增加，进而降低路面的压实度。因此，做好雨季施工质量控制显得尤为重要。①施工企业应当及时关注当地的天气情况，尽量避免雨季施工。②如果在施工过程中突然下雨，应当立即停止施工，对未碾压成型的路肩采取针对性的措施进行保护，避免路面受到雨水冲刷的影响，待雨停后立即安排专业人员对路面的性能进行检测。③如果雨水已经冲刷了路面且比较严重，应拆除未碾压成型的路段，并重新安排压实施工，确保路面的压实度能够满足施工组织设计要求。4结语综上所述，路面压实时公路工程建设中不可或缺的一个重要组成部分，如果路面的压实度不足，路面的质量就很难得到保证，进而对路面的后续使用埋下各种各样的安全隐患。因此，为保证路面能够拥有良好的压实效果，避免其后续的使用过程中出现车辙、裂缝等的病害，施工企业应当合理分析影响路面压实的因素，严格控制施工流程，并能做好对路面压实的质量控制工作，确保路面压实效果，为广大人民群众的安全出行保驾护航。