骨料配比、瀝青粘度、壓實(shí)溫度對路面壓實(shí)質(zhì)量的討論
在瀝青路面的早期使用過程中，一些已建成通車的路段均出現(xiàn)了不同程度的病害缺陷，如裂縫、坑槽等。造成這種現(xiàn)象的原因很多而且比較復(fù)雜，就其根本原因認(rèn)為壓實(shí)度不夠是一個關(guān)鍵問題。以瀝青混凝土路面施工為例，探討一下保證壓實(shí)度的一些措施。
水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面是目前國內(nèi)普及的兩大路面類型，因?yàn)闉r青混凝土路面相比水泥混凝土路面有平整度高、行車舒適、施工方便、養(yǎng)護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，所以越來越多的公路建設(shè)單位及設(shè)計單位在城市建設(shè)時多采用瀝青混凝土路面。但是從路面壽命比較，瀝青混凝土路面存在容易老化、耐水性差的缺點(diǎn)，設(shè)計壽命15年，而水泥混凝土路面設(shè)計壽命則達(dá)到30年。本文以高速公路瀝青路面施工的實(shí)踐為例，就怎樣在施工中保證壓實(shí)質(zhì)量提出一些淺薄的建議，請同業(yè)人員批評指正。
一、集料級配優(yōu)劣直接影響路面壓實(shí)度
瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配混合料。按礦料級配組成及孔隙率大小分為密級配、半開級配、開級配混合料。按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式（公稱最大粒徑等于或大于31.5mm）、粗粒式（公稱最大粒徑26.5mm）、中粒式（公稱最大粒徑16mm或19mm）、細(xì)粒式（公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm）、砂粒式（公稱最大粒徑小于9.5mm）瀝青混合料。為了達(dá)到理想的壓實(shí)度，材料的選擇和優(yōu)劣是一個非常重要的問題。粗集料和細(xì)集料配比以及礦粉等組成原料的比例對瀝青混合料的壓實(shí)度都有直接影響。前邊我們和瀝青拌合設(shè)備廠家聯(lián)合做過一個集料配比對壓實(shí)度影響的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的過程是選取不同的粗細(xì)集料，分別對單一尺寸集料級配、混合集料級配和從粗到細(xì)均勻級配的瀝青混合料進(jìn)行壓實(shí)，通過壓實(shí)度測定我們發(fā)現(xiàn)：在其他指標(biāo)相同的情況下，從粗到細(xì)均勻級配的混合料較易壓實(shí)，而單一尺寸集料級配的混合料或間斷級配混合料則不易取得所需的孔隙率。然后我們對粗集料比例大的混合料持續(xù)增加壓實(shí)力，發(fā)現(xiàn)在顯著增加壓實(shí)力的情況下，粗集料比例大的的瀝青混合才能獲得所需的孔隙率。另一實(shí)驗(yàn)表明，多砂的或細(xì)級配瀝青混凝土容易壓實(shí)，但這種混合料仍難以達(dá)到適當(dāng)?shù)拿軐?shí)度，而多砂的混合料在壓實(shí)作用下趨于推擠且難于壓實(shí)。實(shí)驗(yàn)表明只有從粗到細(xì)均勻級配的混合料較易壓實(shí)，而且取得的孔隙率是符合要求的。
嵌擠密實(shí)型級配的原理是：細(xì)集料的用量應(yīng)根據(jù)粗集料形成的空隙來決定，并依次推廣到更細(xì)的集料。嵌擠密實(shí)型瀝青混合料屬于粗級瀝青混合料。為保證密水性能，根據(jù)嵌擠密實(shí)型粗級配瀝青混合料要求的壓實(shí)空間較一般細(xì)密級配混合料高的特點(diǎn)，現(xiàn)行規(guī)范中的壓實(shí)空間只適合一般細(xì)級配瀝青混合料，而不適合此類粗級配瀝青混合料。因此科研人員研究嵌擠密實(shí)型粗級配瀝青混合料的壓實(shí)新工藝，在此基礎(chǔ)上高溫碾壓、保溫碾壓，才能保證嵌擠密實(shí)型粗級配瀝青混合料壓實(shí)達(dá)到設(shè)計要求。
二、瀝青粘度決定顆粒移動效果從而影響壓實(shí)度
通過實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)瀝青粘度對瀝青混合料強(qiáng)度有直接的影響，并影響著混合料的壓實(shí)度。瀝青混合料的強(qiáng)度主要表現(xiàn)在兩個方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結(jié)料的粘結(jié)力；另一是集料顆粒間的內(nèi)摩阻力和鎖結(jié)力。礦粉細(xì)顆粒的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜，從而提高了瀝青材料的粘結(jié)強(qiáng)度和溫度穩(wěn)定性；而鎖結(jié)力則主要在粗集料顆粒之間產(chǎn)生。瀝青粘度高時，骨料會被高粘度的瀝青鎖住導(dǎo)致移動性不好，壓實(shí)時由于骨料移動不暢，造成密實(shí)度不夠；瀝青粘度低時，骨料不會被瀝青鎖住移動性較好，壓實(shí)時由于骨料移動通暢，密實(shí)度相對較高。當(dāng)瀝青混合料較熱時，瀝青充當(dāng)克服集料顆粒間摩阻力的潤滑劑，在混合料已冷卻時，瀝青充當(dāng)結(jié)合集料顆粒的結(jié)合料。在給定的溫度下，低粘度的瀝青比高粘度的瀝青達(dá)到的密實(shí)度要高，通過升高壓實(shí)溫度，高粘度瀝青能達(dá)到與低粘度瀝青一樣高的壓實(shí)度。選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者，以達(dá)到加入適量瀝青后混合料能形成密實(shí)、穩(wěn)定、粗糙度適宜、經(jīng)久耐用的路面。瀝青混合料中的瀝青適宜用量，應(yīng)以試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果和工地實(shí)用情況來確定。
三、碾壓溫度對路面壓實(shí)的影響
通過前文可知瀝青粘度對瀝青混合料強(qiáng)度有直接的影響，并影響著混合料的壓實(shí)度。瀝青的粘度可在溫度的調(diào)節(jié)下發(fā)生變化，因?yàn)闉r青和瀝青混合料的性狀對溫度非常敏感，在相同級配混合料下，隨碾壓溫度升高空氣率逐漸降低，當(dāng)碾壓溫度達(dá)到150℃時，空氣率降到最小，混合料試件密度達(dá)到最大。但是如果在此溫度下繼續(xù)升高，就會導(dǎo)致混合料密度減少，空氣率增大。純?yōu)r青混合料的攤鋪溫度應(yīng)在140℃~165℃之間。開始碾壓時的溫度不低于120℃~150℃。不要等待攤鋪機(jī)后面鋪出30m~50m后再開始碾壓。要趁混合料處于高溫時，將其壓實(shí)。因?yàn)榇藭r最容易達(dá)到高密度。瀝青混合料路面的壓實(shí)性能受配合比設(shè)計、瀝青品種、壓實(shí)溫度等因素的影響，但是以壓實(shí)溫度的影響最大。混合料的溫度已經(jīng)成為影響施工現(xiàn)場高壓實(shí)度和低空氣率的兩大因素之一。為了保證混合料的攤鋪溫度，需要嚴(yán)格控制混合料出廠溫度。
綜上所述，瀝青混凝土路面的壓實(shí)質(zhì)量，取決于多方面共同作用的綜合結(jié)果，它不僅要受外界溫度、氣候、人為因素等一些客觀因素的影響，還取決于骨料級配、瀝青粘度、碾壓溫度等因素。對此，我們在進(jìn)行瀝青路面的壓實(shí)作業(yè)時，不能只對其個方面進(jìn)行局部控制，還必須通盤考慮材料性能、瀝青粘度、碾壓溫度等各個環(huán)節(jié)去把關(guān)控制，并在正式施工前制訂出符合工程施工實(shí)際、切實(shí)可行的防范措施來，只有這樣才能有效確保瀝青路面的壓實(shí)質(zhì)量。
篇2：路基工程回填壓實(shí)質(zhì)量通病防治方法
路基工程回填壓實(shí)的質(zhì)量通病及防治方法
超厚回填，傾斜碾壓，填土不符合要求，帶水回填均造成回填土達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的密實(shí)度。
(一)超厚回填
1．現(xiàn)象：一種是路基填方，一種是溝槽回填土，不按規(guī)定的虛鋪厚度回填。嚴(yán)重者，用推土機(jī)一次將溝柏填平。
2．危害：不能將所鋪層厚內(nèi)的松土全部達(dá)到要求的密實(shí)度。如是道路，將造成路基和路面結(jié)構(gòu)沉陷，如是管道，其胸腔部位便達(dá)不到要求的密實(shí)度，使胸腔部位的土壓力小于管頂土壓力和地面荷載，可能造成管體上部破裂，無筋管還可能被壓扁。
3．原因分析：
(1)施工技術(shù)人員和操作工人對上述危害不了解或認(rèn)識不足。
(2)技術(shù)交底不清或質(zhì)量控制措施不力。
(3)施工者有意偷工不顧后果。
4、治理方法：
(1)加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，使施工技術(shù)入員和操作人員了解分層壓實(shí)的意義。
(2)要向操作者作好技術(shù)交底，使路基填方及溝槽回填土的虛鋪厚度不超過有關(guān)規(guī)定。
(3)嚴(yán)格操作要求，嚴(yán)格質(zhì)量管理；懲戒有意偷工者。
(二)傾斜碾壓
1．現(xiàn)象：在填筑段內(nèi)隨高就低，使碾輪爬坡碾壓。
2.原因分析：在填筑段那未將底層整平，即進(jìn)行填筑，或在溝槽內(nèi)填筑高度不一，使碾輪在帶有縱坡的狀態(tài)下碾壓。
3．危害：碾輪壓實(shí)重力產(chǎn)生分力損失(見圖1—2－1)在縱坡上使碾輪重不能發(fā)揮最大的壓實(shí)功能，坡度越大損失的壓實(shí)功就越大。
4．治理方法；在路基總寬度內(nèi)，應(yīng)采用水平分層方法填筑。路基地面的橫坡或縱坡陡于1：5時應(yīng)作成臺階。回填溝槽分段填時，應(yīng)分層倒退留出臺階。臺階高等于壓實(shí)厚度，臺階寬不小于1m。
(三)挾帶大塊回填
1．現(xiàn)象：在填土中帶有大磚塊、大石塊、大混凝土塊、大硬土塊。
2．危害：填土中挾帶塊狀物，妨礙土顆粒間相互擠緊．達(dá)不到整體密實(shí)效果。另一方面塊狀物支墊碾輪，產(chǎn)生疊砌現(xiàn)象，使塊狀物周圍留下空隙，日后發(fā)生沉陷。
3．原因分析：
(1)不了解較大塊狀物摻入土中對夯實(shí)的不利影響。
(2)不愿多運(yùn)棄土方和雜物。
(3)或交底不明確，或控制不嚴(yán)格。
4．治理方法：
(1)在回填土交底中要向操作者講明帶塊狀物回填的危害，使操作者能自覺遵守.
(2)要嚴(yán)格管理，對填土中的大磚塊、大石塊、大混凝土塊要取出，對大于10cm的硬土塊打碎或取出。
(四)挾帶有機(jī)物或過濕土的回填
1．現(xiàn)象：在填土中含有樹根、木塊、雜草或有機(jī)垃圾等雜物，或過濕土。
2．原因分析；(1)路基填土中不能含有機(jī)物質(zhì)，本是最基本常識，主要是施工操作者技術(shù)素質(zhì)過低，管理者控制不嚴(yán)。
(2)取土土源含水量過大；或備土遇雨，造成土的過濕，又不加處理直接使用。
3．危害:有機(jī)物的腐爛，會形成土體內(nèi)的空洞。超過壓實(shí)最佳含水量的過濕土，達(dá)不到要求的密實(shí)度，都會造成路基不均勻沉陷，便路面結(jié)構(gòu)變形。
4．治理方法：
(1)屬于填土路基，在填筑前要清除地面雜草、淤泥等，過濕土及含有有機(jī)質(zhì)的土一律不得使用。屬于溝槽回填，應(yīng)將槽底木料、草簾等雜物清除干凈；
(2)過濕土，要經(jīng)過晾曬或摻加干石灰粉，降低至接近最佳含水量時再進(jìn)行攤鋪壓實(shí)。
(五)帶水回填
1.現(xiàn)象：多發(fā)生在溝槽回填土中，積水不排除，帶泥水回填土。
2．危害：帶泥水回填的土層其含水量是處于飽和狀態(tài)的，不可能夯實(shí)。當(dāng)?shù)叵滤幌陆担柡退聺B后，將造成填土下陷，危及路基的安全。
3.原因分析：由于地下水位高于槽底；又無降水措施，或降水措施不利，或在填土前停止降水，地下水積于槽內(nèi)。或因淺層滯水流入槽內(nèi)，雨水或其他客水流入槽內(nèi)，不經(jīng)排凈即行回填土。
4．治理方法：
(1)排除積水，清除淤泥硫干槽底，再進(jìn)行分層回填夯實(shí)；
(2)如有降水措施的溝槽，應(yīng)在回境夯實(shí)完畢，再停止降水；
(3)如排除積水有困難，也要將淤泥清除干凈，再分層回填砂或砂礫；在最佳含水量下進(jìn)行夯實(shí)。
(六)回填凍塊土和在凍槽上回填
l、現(xiàn)象；冬季施工回填土?xí)r回填凍土塊或在已結(jié)凍的底層上回填。
2．原因分析：
(1)技術(shù)交底不清，質(zhì)量管理不嚴(yán)。冬施措施未加規(guī)定。
(2)槽底或已經(jīng)夯實(shí)的下層，未連續(xù)回填又不覆蓋或覆蓋不利(草簾刮跑或過薄)，造成受凍。
3．危害：
(1)因膨脹的凍塊融解，在填土層中形成許多空隙，不能達(dá)到填土層均勻密實(shí)，如回填大凍塊其周圍受凍塊支墊也不能夯實(shí)。
(2)土體一經(jīng)結(jié)凍，體積膨脹，化凍后會造成回垣下沉。
4．治理方法：
(1)施工管理人員應(yīng)向操作工人做好技術(shù)交底；同時要嚴(yán)格管理，不得違章操作。
(2)要按規(guī)范要求：道路下溝槽回境土“當(dāng)年修路者，不得回填凍土”要掏挖堆存土下層不凍土回填，如堆存土全部凍結(jié)或過濕，應(yīng)換土回填。
(3)回填的溝槽如受凍，應(yīng)清除凍層后回填。在暫時停頓或隔夜繼續(xù)回填的底層上要覆蓋保溫。
(七)不按段落分層夯實(shí)
1．現(xiàn)象：路基下溝槽回填土或者境筑路基，段落分界不清，分層不明，搭茬處不留臺階，碾壓下段時，碾輪不到位或邊角部位漏夯(壓)。
2. 原因分析：
(1)不按分段、水平、分層技術(shù)要求回填，而是隨高就低，層厚不一的胡亂回填。
(2)分段回填的搭薦不是按每層倒退臺階的要求填筑和碾壓。
(3)無法碾壓的邊角部位，采用夯打。
3．危害：造成搭茬處碾壓不實(shí)，分層超厚處密實(shí)度不達(dá)標(biāo)，邊角處漏夯等都會陷造成路基日后不均勻沉降，路面變形。
4.治理方法：
(1)要按規(guī)范要求，分段、水平、分層回填，段落的端頭每層倒退臺階長度不小于1m，在接填下一段時碾輪要與上一段碾壓過的端頭重迭。
(2)槽邊彎曲不齊的，應(yīng)將槽邊切齊，使碾輪靠邊碾壓；對于檢查井周或其他構(gòu)筑物附近的邊角部位，應(yīng)用動力夯或人力夯夯實(shí)。