沥青混凝土路面的压实原理及应用分析

唐剑华 72719部队

沥青混凝土路面的压实原理及应用分析

唐剑华 72719部队

沥青混凝土路面有着平整度好、维修方便等诸多优点，在我国公路建设中得到广泛采用。而压实是沥青混凝土施工中的重要环节，本文从沥青混凝土压实原理出发，简要分析了沥青混凝土施工中各方面因素的影响，就如何保证沥青混凝土路面的压实度，提高路面施工质量，延长沥青混凝土路面的使用寿命提出了建议。

沥青混凝土路面 压实 应用

沥青混凝土路面因为行车舒适、平整度好、维修方便等优点，在我国公路建设项目中广泛采用。在沥青混凝土道路施工中，压实是沥青混凝土施工中的重要环节，其目的是提高沥青混凝土混合料的强度、稳定性。压实质量的好坏直接影响到沥青路面的平整度、密实度，更关系到行车的安全性、舒适度和路面的使用寿命。有的施工企业在压实度质量控制上做的不到位，导致路面极易出现路面破坏问题，导致路面寿命缩短，因此施工过程中必须重视压实工作。

一、压实概述

沥青混凝土路面的碾压，是沥青混凝土路面施工的最后一道工序，也是决定沥青混凝土路面质量的关键工序之一。碾压就是通过一定机械和一定工艺，把一定体积的热拌沥青混凝土，压缩到更小体积的过程。在此过程中，使裹覆沥青的集料颗粒相互挤压到一起，从而消除了混合料中的大部分空隙，由此提高了混合料的密实度。良好的碾压能使面层达到理想的空隙率和密实度。

沥青混凝土路面的密实度，是影响沥青混凝土路面质量的重要指标之一。在密实度达不到要求的路面混合料中，空隙常趋于相互连通，容易造成空气和水分侵入。而空气和水分中的氧也就能氧化混合料中的沥青结合料，使其变脆。因此，路面难以经受交通荷载，引起反复变形，结果致使道路遭到破坏。此外，在低气温下，路面中的水分发生冻胀也将造成道路的破坏。

数据证明，沥青路面的抗老化性能、高温抗车辙能力、耐疲劳破坏能力、抗水剥离能力等，都与路面的空隙率有直接关系。当沥青混合料空隙率大于7%时，每增大1%其透水性将增大2倍；空隙率小于8%时，则可以消除剥落现象；空隙率由8%降至4%，其弹性模量将提高63.6%；空隙率由8%降至5%时，路面寿命将延长3倍。由此数据可以看出密实度对路面质量的影响。

施工中未得到充分压实的道路，车辆通行会产生车辙、凹陷或沟槽。然而在压实的混合料中仍需要有一定的空隙率，否则由于空隙率过小，路面在沥青热膨胀与交通荷载的作用下，将出现泛油和失稳现象。一般认为，密级配混合料路面空隙率不应高于7%至8%。在此条件下，空隙之间一般并不连通，如果空隙率过大，道路容易剥落松散，但空隙率过小，道路又会出现泛油现象，并使热稳定性降低。

压实作业主要目的：一是使混合料具有良好的强度和稳定性；二是使混合料中的空隙率适中，既能产生密封，阻止空气和水分侵入，避免道路的加速老化及冻融破坏和剥落现象，又能克服路面的泛油并抵抗车辙。

二、压实原理

在沥青混合料的压实过程中存在三种作用力，即：压路机的压力、混合料内部的抵抗压实力（内部阻力）、下部稳定基础层（下卧层）产生的支承反力。获得充分压实并具有理想密度的沥青混合料，在沥青路面的使用过程中混合料颗粒会受到充分的制约，从而在相当长的时间内保持足够力学性能，具有抵抗各种破坏的能力。

为达到压实目的，压路机的压力与下部稳定基础层产生的支承反力的合力，必须能够克服面层内部的抵抗压实力。

根据我国相关规定，在路基路面施工过程中，对压实度的执行标准有严格的规范，分别为：公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2004）附录B、《沥青路面施工技术规范》、《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）等。

压路机的压力产生于压路机的自重或其自重与动能之和。下卧层的支承反力取决于下卧层的稳定性、强度和刚度。

混合料的内部阻力取决于集料颗粒之间的摩阻力和沥青的黏度。随着混合料密实度的加大和温度下降，混合料的内部阻力也随之加大。当混合料密实度和温度达到能使内部阻力与压路机压力和基础应力相等状态趋于平衡时，压实作业即完成。

对沥青混合料的压实，一方面需要克服混合料之间的内聚力，另一方面要克服混合料之间的内摩擦力。因此，对沥青路面的有效压实，既要使混合料之间的内聚力和内摩擦力尽可能小，又要对混合料施加足够的压实力。

我国沥青路面经常发生的早期损坏现象，一般都是压实不足导致，保证混合料充分压实是提高沥青路面质量的关键。

沥青混合料的内聚力，主要是由沥青结合料和填料的性质决定的。内聚力的大小，主要受混合料的温度影响，温度越高，沥青黏度越低，混合料之间的内聚力越小，越易于压实；反之，温度越低，沥青黏度越大，混合料之间的内聚力越大，就越不利于压实。但是，温度过高时，虽然混合料流动性大，但稳定性差，碾压时混合料容易被推移，会破坏铺层材料的均匀性，使路面平整度下降。因此，碾压温度必须控制在一个最佳的范围内。最佳的碾压温度，使混合料具有一定的强度和稳定性，能够支撑压路机压力而不会产生水平推移，又不至于因混合料的变形模量过高而难以压实。

混合料的内摩擦力，主要是混合料的配合比、集料的形状和大小决定的。碾压沥青混合料时，需要克服的主要是内摩擦力。

施工技术人员为有效地控制压实效果和合理安排施工工艺，必须了解影响压实效果的各种因素及它们之间的关系。

沥青混凝土路面平整度的影响因素很多，关系到路基、路面施工的全过程，只有在充分研究分析产生的原因后抓好施工的每一个细节，才能有效控制路面压实质量。

影响压实的因素主要有：混合料级配组成与材料的性质、混合料的温度、混合料铺层厚度及碾压方法与设备等四个方面。在实际施工过程中，一定要从四个方面有针对性地采取有效措施，减少以上因素影响，防止沥青混凝土路面出现压实质量问题。

沥青混凝土路面压实是施工企业质量管理水平、施工机械设备、施工工艺等的综合能力反映，施工企业只有认真组织施工，加强施工现场管理，努力提高技术水平，完善施工工艺才能保证沥青混凝土路面的压实度，提高路面质量，延长沥青混凝土路面的使用寿命。

[1]刘涛编著，《沥青路面集料特性与加工技术》[M].人民交通出版社，出版时间：2013-05

[2]王淑红.杨平等编著，《沥青路面施工》[M].科学出版社，出版时间：2011-06