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摘要:随着城市道路建设的不断发展,SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土路面以其优良的耐用性能广泛用于高等级公路和城市道路,其中满足结构要求的SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土路面的耐用性能受两个主要指标的影响,即设计的混合料和压实度。设计最优的混合料,如果不充分压实,都会降低路面的使用性能。所以,压实度被认为是影响沥青路面耐用性能最重要的因素之一。SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土路面压实不足、空隙率偏大,容易出现车辙、水损害、沥青的加速老化等早期病害,影响沥青混凝土路面的使用性能。市政工程施工过程中沥青混凝土面层的压实度控制标准为大于96%。但是大量实践证明,在实际施工中沥青混凝土面层的压实度控制标准比规范规定的标准高出1%-2%,可以有效地防止沥青混凝土路面的早期病害,提高沥青路面的使用效率。据资料表明,沥青路面压实度每提高1%,可以延长沥青路面使用寿命10%-15%,经调查压实度达到96%但低于98%的路面保质期内局部返修率达0.62%,压实度高于98%的路面保质期内局部返修率仅为0.13%。暂定沥青混凝土路面的压实度控制标准为98%,把小于98%的视为不合格,按这一拟定标准对沥青路面压实度进行检测,计算沥青混凝土路面压实度一次性合格率。本文结合工程案例重点解决SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土路面压实不足的问题。
关键词:SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土;碾压遍数;碾压温度;碾压速度
1、工程概况
某市政道路南起西部大道,北至南三环,是该城市片区内南北向主要道路,道路长度1786.786米,规划道路红线宽度40米,加宽段红线宽度50米,四幅路,中央分隔带宽3米,两侧机动车行道各宽14.5米,双向8车道,两侧机非分隔带各宽1.5米,道路面积65000平方米,上面层铺筑5cm厚AC-13型SB(Ⅰ-B)改性沥青混凝土。
2、分析原因
从以往施工的西沣一路、雁环中路道路工程60个点的沥青路面压实度的检测结果中可以看出,压实度达到96%的占100%(满足规范要求),压实度达到98%以上的占60%,虽然满足了规范要求,但距离公司目标、业主要求压实度不小于98%的要求还有较大差距。其中影响路面压实度低的最主要的因素为机械碾压控制不到位,占总频数24次的66.7%。
通过现场调查及采集大量的数据证明分析出改性沥青混凝土路面压实不足的原因有三点:碾压遍数不合理、碾压温度不合理、碾压速度快这三个方面。
3、采取的措施
(1)碾压区段设立标识牌,指导机械进行合理施工,制定质量管理体系。强化质量意识,制定施工作业指导书,严格控制碾压遍数
(2)在现有设备和合理碾压速度条件下实验、计算最适宜的碾压遍数
压实过程中还要确定最适宜的碾压遍数。若碾压遍数过少,就达不到要求的密实度。若遍数过多,即不经济,又可能过压,对以后的使用造成不良影响。下图是在确定的压路机型号和混合料类型下,找到最适宜碾压的遍数。在压实实验中,采用DD110双钢轮振动压路机来压实AC-13型沥青混合料,并要求达到指定的密实度。从图上可以发现,最适宜的碾压遍数为6遍。
碾压遍数和压实度的关系
(3)合理安排碾压时间
初压不在像以前等待摊铺机摊铺出30~50m后再开始碾压,而是要求在保证混合料不产生推移、开裂等情况下紧跟摊铺机进行。趁混合料处于高温时,将其压实,确保初压在较高温度下进行,因为此时最容易达到高密度。
沥青面层,特别是表面层我们小组安排在气温较高的3~4个月内施工,禁止在低气温季节施工。同时安排在白天气温较高的时间段施工。采用红外线测温仪及时检测温度
(4)对碾压始点温度进行计算
严格控制碾压温度,碾压温度用式(1)计算:
T=TC-△t1-△t2(1)
式中:TC——拌和出料温度,℃;T——碾压始点温度,℃;△t1——混合料在运输过程中温度下降幅值,它与环境温度和运距有关,℃。经过试验,在环境温度l0℃,运距10km时,温降为l0℃~20℃,平均为14.5℃。△t2——混合料在摊铺过程中温度下降幅值,一般由摊铺机摊铺完毕一段至碾压开始约需3~8min,温降约为1.0~4.5℃。
计算满足碾压要求的出料温度,以确保碾压度。计算拌合出料时间:TC=T+△t1+△t2=130+4.5+20=154.5℃。如果天气气温、运距等因素发生变化,及时进行试验,计算合理的出料温度,以保证碾压温度符合规范要求,达到预期目标。如果出现出料温度达到极限还满足不了碾压温度要求,我们规定现场要进行二次加温拌合振动压路机的作业速度对沥青路面压实效果的影响特别明显,通过以下措施,碾压速度得到了很好的控制,确保了压路机碾压效果,提高了沥青路面的压实度。
(5)压路机设备配限速装置,保证压路机以缓慢而均匀的速度碾压。
增加一台XP302胶轮压路机和一台DD110双钢轮压路机,减少单个压路机的工作量。
为了克服沥青的粘聚力、吸附力和嵌挤力,试验表明对某一点的受迫振动必须连续作用3次以上,才能使颗粒处于振动状态,以减小内磨阻力。根据钢轮直径和材料变形情况,在一个振动周期内其行驶距离小于3cm便可以满足以上要求,对于某频率为f(HZ)的压路机来讲其满足以上条件的作业速度计算如下:V1=0.036×3×f=0.108×f(km/h)
对于振动频率为f(Hz)的振动压路机当其速度低于V1km/h时具有较好的压实效果,当速度太高时振动压实的效果不明显。经验表明当压路机速度较快时,路面会产生明显波纹,使路面平整较差。当压路机在一个振动周期内行驶距离小于2.5cm时,才能保证路面压实具有较高的平整度,此时,对于振动频率为f(H)的压路机其作业速度计算如下V2=0.036×2.5×f=0.09×f(km/h)。所以按照现在企业的机械配备现状,振动压路机的速度应小于V2=0.09×42=3.78km/h。
结论
沣经一路沥青路面进行了压实度抽检,共抽检60个点,一次性合格率达到了97%,对沣经一路工程施工的K0+040~K1+780段SB(I-B)改性沥青混凝土上面层压实度进行检测,结果如下:100%-5/55*%=91%沥青混凝土路面压实度一次性验收合格率达到100%(>96%),一次性合格率(>98)达到97%,受到了监理及建设单位的肯定。
参考文献
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