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施工碾压推移对沥青面层的影响分析

2020-05-13黄建国

四川水泥 2020年2期
关键词:压路机集料碾压

黄建国

(盐城顺之泰建筑工程有限公司, 江苏 盐城 224000)

最近几年来,随着科技水平的不断提高,我国自己研发的施工机械进行了不断地创新,施工技术水平也在不断的提升,材料的质量逐渐提高,这一系列的改变,使得路面建设的质量有了一个大幅度的改善,特别是沥青路面,同时由于其自身具有极大的优越性能,使得对其的应用最为广泛。但是沥青路面在施工的工程中也受诸多的自然环境条件及其他方面因素的制约,施工组织和机械作业方式会影响压实质量,引起后期病害的产生和加剧。研究证明:拿沥青路面来说,拥有一个良好的施工质量,可在相同的条件下将病害推迟2-3 年的时间。

1 沥青路面施工病害及影响因素

施工中主要可能会出现以下问题,波浪、接缝不良、发裂等等。

波浪是指路面由于受机械设备的碾压,从而造成的路面表面凹凸不平,呈现局部高低起伏的状态。造成这种情况的主要原因是机械碾压的方式不恰当,通常摊铺机熨平板前的沥青料量改变会引起平板之上反力不均,进而造成碾压微波的出现;同时沥青路面使用沥青的含量过高,造成推移加速,熨平板在做功的过程中出现挂线的情况,致使摊铺机的载荷变大以及速度改变,这也是引起波浪现象出现的一个重要原因。波浪通常会是路面的孔隙增大,密实度减小,这使得路面极易发生网裂或是水损坏。

接缝不良可以分为两种情况:分别是在分幅摊铺出现的纵缝以及横向的施工缝。接缝也是因为施工时碾压不当而引起的,碾压时使用的摊铺车的重叠出入巨大、两侧接缝压实效果不同等等这都会引起接缝不良现象的出现。接缝不良现象常常会造成行进车辆的颠簸以及雨水下渗的情况出现。

发裂的出现与沥青混合材料的性质有关,它是指路面摊铺的各结构层之间都有细小的裂缝出现的现象,这一现象的出现对路面的使用时间具有很大的影响。并且研究表明,下面层较软更容易出现弯沉,且弯沉较大,而施工碾压时温度较高,极易造成侧向推移的细缝产生。

2 施工碾压推移的影响因素

2.1 推移过程

推移是指沥青混合料在压路机的作用下,材料的接触面及两侧接收到压力后向前及向两侧流动的现象。在路面上,可见到肉眼可见的隆起。碾压推移的存在,对于增加混合料的密实性有着很大的作用,同时压路机做功所产生的力,也可以使得混合料嵌挤作用增强或是出现波浪现象。

2.2 碾压推移混合料级配变化

经过现场勘察发现,碾压推移会引起压路机边缘的集料流向外侧,为此利用沥青混合料的级配方法,对碾压作用对集料流动的影响进行了细致的研究分析,结合针对某一公路的试验段,对处在压路机边缘的沥青材料进行取样调查,使用沥青抽提仪分析集料级配变化情况。得到下表:表1。

表1 集料级配变化对比 ( 单位: % )

根据表1 结果可知,推移后的混合料级配与产生配合比之间存在着显著的差异,特别是当集料的筛孔大于4.75mm 后粗集料的占比明显增大。据此,可以推断出:混合料碾压推移中,粗集料是主导者,起主要作用。它的移动会引起混合料骨架作用发生改变。所以说,在施工过程中必须要掌握好碾压的厚度。

2.3 碾压过程影响

压路机的作用力是碾压过程中产生推移现象的主要原因。压路机所产生的压实效果越好,推移情况也就越显著。同时压路机不同,产生的推移现象也不同,拿振动压路机和胶轮压路机来说,因为利用振动压路机进行施工时揉搓作用力较大,所以振动压路机更容易出现推移现象。有研究表明,敏感性沥青混合料所造的路面,为了防止产生较大的推移现象,进而保证压实效果良好,通常会采用胶轮压路机代替振动压路机,并延长碾压所用时间的办法对路面进行施工。虽然使用胶轮压路机是一个很好的办法,但是由于施工的需要,文本试验采用了振动压路机进行了对碾压方式的影响分析。利用控制变量(压路机吨位、碾压时的温度、接茬处理的方式)的方式,通过测定混合料的推移高度和长度来分析施工碾压的影响。

以某一公路的一段作为试验路,用吨位为5 吨和11 吨的压路机对路面进行初次碾压。为避免影响到路的正常使用,选取的道路长度应在10 米左右为宜,并对该段道路的推移高度进行即时准确的测量,保证后续工作的正常进行。同时该段路两层应采用两种不同的沥青混合料:AC-20 和AC-13 进行计量,得到结果如下表:表2.

表 2 推移高度平均值 ( 单位: cm)

利用沥青面层厚度分别为4 cm和6 cm进行测量,当压路机的吨位为5 吨时,其推移高度达157%和245%;而当压路机的吨位为11 吨时,达215%和308%。根据得到的数据可见,压路机的吨位与施工碾压推移作用呈现的是正相关的关系。

当进行温度与碾压推移之间的关系的研究时,应该注意选取影响较小的下层路面进行试验。研究中,将碾压的温度控制在150℃、140℃和130℃时,评测出AC-20 沥青路在11 吨位的压路机下的推移值分别是18.2cm、16.7cm、14.4cm。从以上得出的数据可知,温度与碾压的推移值是成正比的。而造成这种结果的原因主要是沥青的流动性低。所以说,沥青混合料的性质是影响碾压推移的重要因素之一。

有时当路面进行分幅摊铺碾压施工时,推移现象常常会出现在接茬处,同时由于沥青混合料的温度各异,因此面层上出现了冷热交界,此时接茬处会出现严重的推移现象,并引起路面病害。一般情况下,在压路机进行作业时,仅允许轮宽在热料上10-20cm,将混合料从热边压入冷边,如图所示:图一。

图1 接茬处的处理方式

试验选取恰当的位点采用两种不同的方式针对推移量进行测定,由于高度测量极其困难,所以本次实验选用了长度测量值来进行试验。跟据图1○1所示,新料处压路机边缘推移量与表2 所得出的值基本一致,推移的方向为由新向旧,距离少于3 cm;而图1○2所示的距离分布在2-7 cm之间。所以可以明显地看出,根据图1○2进行施工作业,会出现较大的推移量,与此同时,混合料的推移使得其密实度增加,这对于提高接茬处的压实度有着重要的作用。

除此之外,混合料中所蕴含的矿粉含量会对混合料的流动性产生影响,进而引起路面的碾压推移。

3 控制施工推移的可行性办法

3.1 把握沥青混合料质量

要想把握好沥青混合料的质量,那么首先就必须保证好集料以及矿粉的质量良好。其次,还要保证所选的沥青品质较高,高品质的沥青在施工过程中可以有效的减少碾压推移。最后,还应该严格控制配合比,根据沥青的含量适时的准确的调整比例。

3.2 把握碾压温度

调节碾压温度对于防止碾压推移具有重要作用。根据上述的分析表明,温度过高会引起沥青的粘聚力下降,从而使得施工碾压推移较为严重,同时温度过低则会对于路基的压实工作造成不利的影响,甚至对路面产生更大的危害。因此。将温度调整到一个适宜的范围,对于施工质量的提升有着很大的益处。

3.3 采用一个合理的碾压方式

选用碾压方式时应综合考虑各种因素。若是沥青面层较厚,则应该选用振动压路机进行作业,而在混合料较软时,则建议使用胶轮压路机进行施工作业。在对待接茬缝方面,在能够保证平整度的情境下,通常应该选用图1○2的方法,若是无法确保平整度,则应该选用图1○1的方法。当出现碾压推移现象时,要准确的寻找其出现的原因,并积极地采取措施。

4 结束语

综上所述,碾压推移的造成是由于多种因素综合作用而导致的。本文首先介绍碾压推移的过程,其次介绍施工碾压推移的影响因素,在最后提出了控制碾压推移的措施。近几年来,虽然机械设备在不断的进行更新换代,但是碾压推移仍然存在,甚至还有可能增加,因此我们需要在不断的进行研究,找出一些更好的方案去解决这个问题。

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