沥青混凝土面层压实工艺探讨
张
凯
）４００２０２
（重庆垫忠高速公路有限公司，重庆
摘要：沥青混凝土面层压实度是保证路面结构强度和使用寿命极其重要的一个指标，有关技术规范和规程对压
实工艺无明确的规定。文章对沥青混凝土面层的压实工艺进行探讨，包括沥青混凝土压实机理、影响沥青混凝土压实的因素和沥青混凝土的压实工艺，并根据现场压实度检测数据，提出沥青混凝土中下面层和上面层压实的组合方案，可为后续沥青混凝土面层压实提供有益的参考。关键词：高速公路；沥青混凝土；面层；压实工艺中图分类号：Ｕ４１６．２
文献标识码：Ｂ
目前，高速公路建设越来越多的使用沥青混凝土作为路面结构面层，而各层压实度又是保证沥青混凝土路面结构强度和使用寿命极其重要的一个指标，有关技术规范和规程对压实工艺无明确的规定。根据施工经验并参考有关文献资料，文中对沥青混凝土面层的压实工艺进行探讨，为沥青面层压实提供有益的参考。
应控制在７０～１４０℃；对于上面层常用的ＳＢＳ改性沥青，碾压温度应控制在９０～１５０℃。
在沥青混合料的压实过程中，荷载大小决定于压路机的重量及其达到的激振力，相同荷载下，接触面积大可以使得沥青膜的水平剪应力作用减小，而且可以抑制剪切平面相领两侧材料的隆起；相同荷载下，作用时间越长越有利于沥青混合料中的颗粒重排，易达到密实目的；反之，当荷载作用时间较短时，由于沥青混合料粘弹塑性使得作用于其上荷载被集料的劲度所抵消，难以达到压实目的。
１沥青混凝土压实机理的认识
在讨论压实工艺之前，先来认识一下沥青混凝土的压实机理。沥青混凝土的压实过程是从松散、塑态逐步过渡到高抗拉强度粘聚态的过程。沥青混凝土是一种很特殊的材料，一方面具有粘性土材料特性，主要通过颗粒变形和重新组合来达到压实，随着沥青粘度的降低内聚力也减小；另一方面具有非粘聚性材料特性，集料间的重新组合受到集料之间摩擦力的阻抗，集料的棱角性越差越容易压实。总之，当内聚力和内摩擦角较小时剪应力较小易于压实。在压实过程中所施加压实功一部分用于改变层厚，一部分用于改变颗粒的排列。沥青混凝土具有的两种特性决定它不同普通材料的压实工艺。许亚强先生在《沥青混合料压实机理探讨》一文中提出的固结－液体流模型符合沥青混凝土的压实特性。
３沥青混凝土的压实工艺
沥青混合料碾压方案的调整与确定是不断优化的过程，应该遵循“紧跟、缓慢、低幅高频”原则，最终确定的碾压方案既保证了充分的压实和良好的平整度，又避免了对石料的压碎破坏。
沥青混凝土面层的压实分初压、复压与终压３步完成，加强摊铺过程中的碾压控制，尤其是夜间摊铺情况。现场碾压控制工艺如下：
（１）
初压应在沥青混合料摊铺后温度较高时进行，
必要时应紧跟摊铺机进行碾压，压路机从外侧向中间碾压，重复碾压宽度应不小于压路机轮宽的１／３。碾压时应将驱动轮面向摊铺机，碾压路线及方向不得突然改变，压路机启动、停止时必须放慢速度。初压速度应控制在２～３ｋｍ／ｈ内，最大不超过４ｋｍ／ｈ；
（２）复压应采用重型的轮胎压路机进行，它是获得密实度的主要手段，一般采用高频率低振幅的方式进行碾压，应控制复压的温度。复压速度应控制在３～４ｋｍ／ｈ
２影响沥青混凝土压实的因素
影响沥青混合料压实的主要因素有温度、荷载大小、荷载作用面积、荷载作用频率和作用时间。在要求的温度范围内，沥青混合料表现出粘弹塑性。对于高速公路路面中下面层常用的７０＃道路石油沥青，碾压温度
作者简介：张凯（１９７２－），男，四川乐山人，工程师，从事高速公路建设与管理工作。
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内，最大不超过６ｋｍ／ｈ；
（３）终压应紧接复压后进行，终压时应注意采取收迹碾压的措施，所有碾压工作应在规定的温度范围之内完成，以免温度过低碾压痕迹无法消除。终压速度应控制在３～５ｋｍ／ｈ内，最大不超过６ｋｍ／ｈ。
在整个碾压过程中，应加强预定碾压方案的实施控制，对于纵向热接缝压路机应跨过碾压，对于横向接缝部位应先斜向、后横向、再纵向碾压，对于大型压路机碾压不到的边缘部位必须配备小型压路机进行碾压，以确保这些部位的压实效果。
４沥青混凝土压实的组合方案
我国新版《公路沥青路面施工技术规范》（ＪＴＧＦ４２－
２００４）中以３个压实度标准同时控制，分别为马歇尔密度的９７％，最大理论密度的９３％，试验段密度的９９％。在实际生产中，前两个标准更具有控制性意义，任何一个都必须满足要求，建议最大理论密度作为第一控制指标。现场压实控制经验如下：
一是压实控制应以压实度不再明显增加为止，明显增加的标准以复压工序中碾压一遍提高压实度０．３％以上为参考。但该数据检测需要比较大的工作量和先进的试验设备，一般只有采用多台核子密度仪在同一碾压段多点同时进行不同碾压遍数与压实度的关系测试。
二是在保证压实度合格的情况下，压实度控制的另一标准以不出现石料明显的压碎为度，在没有出现石料较多破碎情况下，一般没必要担心过压问题。此外，石料压碎有时候不一定是过压造成的，也可能虽然出现了石料较多的破碎而压实度仍然不够，这一方面有可能是石料本身的物理力学强度不足，另一方面，也可能是碾压方案的组合和碾压设备的选择不合适。
２００７年５月１０日，忠垫高速公路沥青下面层试验段铺筑时，现场压实控制采用核子密度仪法和钻芯法，前者可以及时控制现场压实情况，后者是我国规范沥青路面压实评定的标准试验方法。采用核子密度仪法对试验段测试了９３处压实度数据（见表１和图
１），根据在万开高速公路沥青面层压实核子密度仪法与钻芯法的对比修正系数，换算为钻芯法的压实度平均值分别为９７．４％（马歇尔密度）和９３．２％（最大理论密度）；采用钻芯法对试验段测试了７处压实度数据（见表２和图２），压实度平均值分别为９８％（马歇尔密度）
和９４．１％（最大理论密度），即试验段压实度达到了规范要求，通过对试验段步行调查未出现石料明显被压碎，碾压情况总体良好，表明预定的碾压方案是合理可行的。
公路交通科技
应用技术版
表１核子密度仪法测试的压实度数据
２００８年０４期（总第４０期）３５
本栏目由山东省公路桥梁检测中心协办科技成果推广
续表１２００８年０４期（总第４０期）
续表１
表２钻芯法测试的压实度数据
图１核子密度仪法测试压实度
图２钻芯法测试压实度与厚度
通过对忠垫高速公路沥青中上面层进行如同沥青下面层的工作，并根据影响沥青混合料压实的因素分析，现场压实度检测数据与评定结果，以（下转第４５页）
３６公路交通科技
表７
隧道试验路铺砂法构造深度测试结果／ｍｍ
应用技术版
露石深度测试仪测试。选取了１２个测试点，其露石深度在１．４～２．５ｍｍ之间。
１．５．３平整度测试
按照规范方法采用用３ｍ直尺量测量试验路的平整度，结果如表８所示。
从表８的测试数据来看，在人工的小型机械施工条件下，８２％的合格率是可以接受的。
由表７可知，路面的构造深度在０．７～１．８ｍｍ之间，这表明南山峁隧道抗滑低噪音水泥混凝土路面有着丰富的表面纹理，当车辆轮胎作用在路面上的时候能够形成水流、气流通路，对于提高路面抗滑能力和削弱空气的泵吸效应都是有利的。
（１）
通过南山峁隧道露石水泥混凝土路面的铺设，
充分证明了该路面在隧道中应用的施工可行性；
（２）露石水泥混凝土具有丰富的露石纹理，使得降噪效果显著，现场噪音测试表明，与普通水泥混凝土路面相比降噪幅度可达３～４ｄＢ（Ａ）；
）铺砂法测试的露石水泥混凝土路面构造深度在（３
２结语
１．５．２露石深度测试
表８隧道试验路３ｍ直尺平整度／ｍｍ
０．７～１．８ｍｍ之间，表明其具有优良的抗滑性。
参考文献：
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王秉刚，郑木莲．水泥混凝土路面设计与施工［Ｍ］．北京：人民交通２００４．出版社，
露石深度是指露石混凝土路面的集料外露高度。露石深度太大，通车后在行车的作用下，外露集料可能会剥落从而影响路面的耐久性；露石深度太小，将不能形成良好的表面纹理，达不到最佳的抗滑和降噪效果。所以，露石深度是衡量露石混凝土路面好坏的一项重要指标。研究表明，最佳露石深度为１．５ｍｍ。露石深度采用
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!（上接第３６页）
及施工中各种机械的相互配合的需要，提出沥青混凝土面层压实的组合方案（见图３）如下：
第一遍由钢轮压路机静压进行初压，对沥青混合料的表面进行封闭；第二遍由钢轮压路机在较高的温度下进行振动碾压，考虑到ＳＢＳ改性沥青对压实温度控制特殊性，初压应增加在较高的温度下振动碾压１遍；再用胶轮压路机复压紧跟碾压４～５遍；最后用钢轮压路机在不低于７０℃（７０＃道路石油沥青）或９０℃（ＳＢＳ改性沥青）的温度下终压１～２遍收面。
为了避免初压与复压时机械交叉，以及保证施工碾压工艺的顺畅，胶轮压路机复压应紧跟钢轮压路机的进退。在确认集料不被压碎情况下，可减少胶轮压路机复压２遍改用振动压路机振动压实，以提高路面的密实度。
图３现场沥青混凝土面层的组合碾压
５结语
根据文中提出的沥青混凝土面层压实的组合方案进行碾压，现场沥青面层压实度完全达到了规范要求，这可为后续沥青混凝土面层压实提供有益的参考。
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