沥青混凝土路面推移成因及防治措施.docx
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沥青混凝土路面推移成因及防治措施
沥青混凝土路面推移成因及防治措施
来源：
《中国公路》2005年第15期作者：
山西省交通建设工程监理总公司郝志佩2005年8月26日9:
29
2002年以来，北京顺义区京沈路、滨河路左堤、光明北街、顺平路及部分高速路相继出现了沥青路面推移的病害，影响道路的使用。
经对沥青混凝土路面产生推移的原因进行分析、探讨，发现造成这种推移的主要原因有两个：
（1）由于沥青混凝土路面强度不够，内部抵抗外力的作用不强，当受外界干扰应力作用时，形成裂缝，造成部分路面与整体路面分开：
（2）由于沥青混凝土路面层与层之间粘结不好，相互之间产生的摩擦力不大，当受水平推力时，沥青混凝土面层能在下层滑动，形成位移。
下面笔者结合实际工作体会，从设计、施工两个方面具体分析一下沥青混凝土路面推移的成因及防范措施，以供同行商榷。
设计方面的因素
1.路面下承层（基层）结构设计
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路面投入使用后，交通量和超载车辆的增加是影响公路使用寿命的一个重要因素，这就要求下承层要有足够的强度和稳定性。
现今路面下承层设计一般采用无机结合粒料基层，无机结合粒料有水泥稳定类和石灰稳定类两大类。
相比较而言，水泥稳定类有早期强度形成快、强度高和稳定性好的特点，能够防止在高轴载交通压力下造成的路面早期沉陷、开裂及引发的路面推移。
石灰稳：
定类混合料则极易造成路面早期破坏、路面推移等病害。
2.混合料设计
沥青混合料的性能应通过高温稳定性（车辙试验）、水稳定性（冻融劈裂试验）、低温抗裂性（劈裂试验）这三方面来综合体现，但现阶段路面设计中对混和料的要求往往仅强调其高温稳定性，对水稳定性（尤其是北方地区）和低温抗裂性却不做具体要求，而水损坏正是造成路面早期破坏形成推移的一个重要的原因。
3.面层偏薄
在进行县乡道路设计时，由于投资低和道路等级要求不高，在路面厚度设计上往往偏薄，而目前实际上县、乡道路却承担着非常繁重的交通任务，路面早期推移现象严重，影响正常行车和道路寿命。
4.路面结构组合设计
道路整体强度和稳定性不足是引起沥青面层产生推移的直接原因，要保证道路的整体强度和稳定性，在进行路面结构组合设计时，既要考虑各结构层的强度和稳定性，又要注意层间结合问题。
各结构层的强度在进行设计时都有明确的标准要求，而层间结合问题，应采取相应的技术措施。
采取的措施一般为：
（1）在沥青面层与半刚性基层或粒料基层之间洒透层沥青，
（2）考虑到半刚性基层表面有可能出现细集料松散现象，或因不能立即加铺沥青层而要通行时，应考虑在透层沥青上撒铺粗砂或石屑，另外在多雨地区或多雨季节施工时为防止雨水渗入基层宜用层铺法的单层沥青表面处治做下封层；（3）当沥青层由双层或三层组成时，若不能连续施工而可能造成沥青表面被污染时，或在旧沥青面层或水泥混凝土面层上加铺沥青时，均应在旧面层上洒布粘层沥青。
施工及路面渗水的问题
1.对下承层的处理及透层油的洒布
（1）下承层必须具有足够的强度和刚度，具有良好的稳定性。
当下承层表面石粉等细料太多，形成一层无缝隙的“浮料”层时，新洒乳液无法渗入下承层，起不到透层油连接两层的作用，而且下承层表面光滑，使层间静摩擦减小，在受水平应力时，就会产生滑动。
（2）面层与下承层之间的透层油洒布必须均匀彻底，铺筑必须在乳化沥青破乳后方可进行。
透层油洒布不规范，如洒布温度太低、乳液用量不够及下承层清扫不干净等，都会造成透层油起不到粘接作用的现象，最后导致推移。
2.沥青混合料方面
（1）混合料偏细
如果沥青混凝土中粗骨料偏少，细集料偏多，则粒料之间所产生的摩擦力就不大，当外界水平应力大于粒料间的摩擦力时，沥青混凝土就会产生裂缝。
（2）混合料孔隙率的控制
混合料的孔隙率是施工中比较容易忽略的一个环节，孔隙率偏低，投入使用后在高温条件下，车辆行驶容易造成“泛油”现象，进而发展成为车辙、拥包、推移。
孔隙率过大，在雨水及车辆的反复作用下，面层就容易冒浆、翻浆，进而发展为大面积的层间剥离、推移。
（3）回收粉代替矿粉
混合料拌和时用回收粉代替矿粉是目前各成品料厂普通存在的一个现象，回收粉本身亲水系数较矿粉大，杂质较多，用回收粉代替矿粉拌和的混合料，水稳定性和高温稳定性均会有所降低，影响路面使用寿命。
3.在两层之间形成夹层
（1）当两层油面之间，油面与下承层之间由于未能及时施工或交叉施工而造成下承层表面受污染，在铺筑上层时也未能清扫干净，这样在两层之间就形成一个夹层，阻碍了两层之间的结合，导致接合不好。
（2）面层各层的施工必须提前了解天气情况，确保沥青混凝土摊铺时天气晴好，避免雨中施工。
如果遇雨必须停止摊铺，因为雨水会在面层层间产生隔断，使水气存于层间不能粘接，通车后产生纵向推移。
4.面层混合料运输、摊铺、碾压
运输、摊铺对路面早期损坏的影响，笔者认为最大的因素是混合料离析的。
粗集料过多的地方往往孔隙率大、沥青含量低，极易加速水损坏，而细集料过多的地方往往孔隙率小，沥青含量大，极易加速车辙的行成，在长时间重载作用下离析处就容易发生损坏和推移。
但离析作为现阶段施工中不可避免的因素，笔者以为可在施工工艺上想办法尽量减少离析，如混合料拌和站的设立应选择在离施工现场较近的地区，采用大吨位自卸车装料，摊铺时选用性能较好的摊铺机和多台摊铺机联合作业的摊铺方式，尽量减小单台摊铺机的摊铺宽度，保持摊铺机刮板输送器和螺旋分料器均匀、稳定地运输供料等，都减少混合料在运输和摊铺过程中的离析。
碾压是保证面层质量的一道关键工序，对新铺筑的沥青混合料碾压遍数不够，达不到标准要求时，沥青混合料与下承层之间就没有充分接触，两层之间的接触面变小，层间的静摩擦力也随之减小。
投入使用后，路面在重载车辆的作用下容易挤压变形，形成车辙，而碾压不到位，孔隙率大，水从孔隙进入路面结构层后，在车载长时间反复作用下，就会形成破损、推移等病害。
5.施工温度的影响
在沥青混合料摊铺、碾压中，如果不能连续作业，温度散失太多，沥青在碾压中已硬化，沥青的粘接性已丧失，使上层路面与下层粘接不好，造成路面推移。
6.路面排水施工不当的影响
现今路面排水施工往往只重视路基、路面表面水的排除，而对路面结构层内部的排水则很不重视，甚至路面本身施工造成平整度差、纵横坡控制不好，导致个别路段积水严重，路面在饱水状态下受载，造成路面早期冒浆，翻浆，甚至层间的剥离、推移。
7.沥青混凝土路面渗水试验检测的控制
根据新的部颁公路标准，渗水试验已成为高速和一级公路的必测项目，而对二级及二级以下公路却未做规定。
由于低等级公路的设计和施工控制水平较低，路面水损害反而比高等级公路更易于发生且破坏规模更大，故建议对低等级公路路面的特殊路段增加渗水检测，从而使公路水损坏减少，延长使用寿命。
预防措施
根据以上对产生推移的分析，可采用如下方法进行预防：
（1）要经过反复试验论证，选取一个最科学、合理的施工配比，选用的粒料和沥青要符合规范要求，
（2）在沥青混凝土路面施工中，严格按施工规范执行，尤其是对厚度的控制，要保证最薄的地方也达到设计要求，
（3）对于下承层或路基强度不够而产生推移，可通过下承层与沥青混凝土面层之间加设土工合成材料来解决；
（4）对透层的施工要严格控制，从对下承层的清扫到乳液的撒布都要认真施工，让透层油起到良好的粘结作用，
（5）对两层油面之间污染造成夹层现象，可以通过洒布粘层油来解决：
（6）根据通车后路面情况及时做好养护工作：
（7）通过渗水试验来检测路面的压实效果，避免路面结构有水而造成推移。
沥青混合料路面碾压工艺的分析与研究（2005年第八期）
发布日期：
2005-9-15浏览次数：
1006
沥青混合料路面碾压工艺的分析与研究（2005年第八期）
AnalysisandResearchofRollingTechnologyfor
AsphaltMixturePavement
■长安大学工程机械学院张春燕/ZHANGChunyan长安大学汽车学院马其华/MAQihua
摘 要：
碾压是沥青混合料路面施工中关键的一道工序，碾压结果的好坏直接影响着路面的质量。
本文分析了目前沥青路面施工中碾压工艺中存在的几种问题，通过分析知碾压对提高路面的平整度和压实度有重要的作用。
为保证沥青路面的质量,碾压作业应按适当的碾压速度、及时的碾压温度和合理的碾压长度等准则进行。
关键词：
沥青混合料碾压工艺解决对策
1 引 言
碾压是沥青路面施工中的最后一道工序，是保证沥青混凝土路面使用性能的关键部分，是良好路面质量的最终体现。
碾压工艺的好坏直接影响到路面的质量和实用性能，目前许多高速公路路面施工中缺少完善的碾压工艺。
为了提高平整度、压实度而忽视了正确的碾压工艺，在摊铺较长路段后才开始碾压，结果碾压过程中易出现“推移”与“压裂”等现象。
在我国目前的高等级路面中，沥青路面约占90％，而所有这些沥青路面在施工中的最后一道工序均是碾压，碾压工艺的好坏直接对路面的使用性能、使用品质起着至关重要的作用。
因此，沥青路面的碾压工艺对沥青路面的施工有着非常重要的影响。
2 问题的分析
长期以来，传统的观点认为沥青路面施工中摊铺是关键，而碾压是最简单的一道工序。
压路机手只要遵循施工准则从低到高碾压、从静碾到振动、碾压到要求的变数等就足够了，往往忽视了碾压温度、碾压时间、压实度、平整度等，结果会出现欠压、过压等许多弊端。
2.1 碾压衔接不及时
目前在我国常用的沥青混合料铺筑方式是将拌制好的热混合料按路面的形状和厚度均匀的摊铺在已经平整好的路基或路面基层上，分层摊铺、分层碾压。
碾压时温度是一个关键的参数，摊铺出来的混合料应及时碾压，如果碾压不及时，沥青混合料将压不实而影响到路面的压实度；同时碾压不及时还会出现混合料的推移。
施工过程中，由于空气和碾压成型的面层或基层温度太低，使施工层上下表面的温度迅速降低，沥青的胶浆流动性减少，与下一层的粘结性减弱，而中间夹层的温度仍旧很高（如图1）。
所以碾压时在力的作用下就会前后推移，结果就会出现“波浪”、“搓板”等现象，影响到平整度。
这种温度下的碾压就是我们通常说的“碾压温度敏感区”。
如果这时压路机手为了达到要求的平整度和压实度而继续碾压，就会出现压裂和压酥的现象，也就是所谓的“热裂缝”和“拥包”（如图2）。
但也有些施工单位为了追求平整度而故意拖延碾压时间。
机手只等摊铺出的混合料温度降低，降低到低于“碾压温度敏感区”时才开始作业，这样在图1中施工层的夹层温度也降低了，就不会出现推移、不会影响到平整度。
但是由于温度的降低，混合料开始结块以致路面压不实，压路机手为了达到要求的压实度而增加碾压遍数，直到图1中的夹层压不下去为止，这样在摊铺面层的表面就会出现“过压”和“斑白”的现象（如图3）。
图3.中出现的“斑白”现象就是在温度较低时仍在碾压而将混合料压碎导致的。
2.2 碾压时不合理起振
压路机有静碾、振动和振荡等几种，目前路面施工中常用的有宝马、英格索兰、福格勒等振动压路机，并且一般吨位都在8～20t。
在施工中许多压路机机手为了提高压实度对刚摊铺出的混合料不静碾而直接起振从低到高碾压，这样就会改变摊铺出的混合料的级配，同时还会出现推移。
摊铺机摊铺出的混合料，即使初压密实度很高，也只能达到80％～85％,对于这种虚铺系数很高的混合料直接用8～20t的振动压路机起振碾压，会使混合料中的骨料的排列发生改变，振动产生的力使大骨料颗粒下沉产生离析，进而使施工层靠近下一结构层的空隙率增大而影响结构层的结构强度。
同样，松散的混合料压路机振动的冲击力作用下会向前、后、左、右四个方向移动，形成推移。
所以一般情况下，初压时应让压路机先从低到高静碾、再复压时起振，并且起振时第一遍应单向起振，第二遍再双向起振，这样不会因为改变混合料的排列而改变级配。
其中值得一提的是：
静碾除了不改变混合料的排列，保持原来的级配外，还能减少施工层温度的降低速度。
因为沥青混合料是热的不良导体，静碾后的施工层表面较密实，基本上隔绝了空气的对流，减少了热量的损失。
笔者曾做过试验，对初压时静碾和无静碾的同一种混合料测量温降，发现无静碾的混合料平均一分钟降4～5℃，而静碾一遍的混合料同种环境条件下平均一分钟降1～2℃。
所以这种初压时静碾一遍的作用还可以延缓碾压时间、提高复压温度，对提高路面压实度有非常重要的作用。
因此，碾压时压路机应合理起振。
2.3 碾压重叠不合理
压路机在碾压时机手通常是从路缘到路肩依次碾压，不重叠或重叠不够。
一般情况下在有路缘石时，压路机可以从路缘开始都低到高依次碾压，但在无路缘石时，必须在离路面边坡30～50cm处开始碾压。
因为摊铺出的混合料是松散的，是靠沥青的胶浆性联结在一起的，碾压时沥青混合料在力的作用下会向前后左右四个方向移动（如图4）。
前后左三个方向由于混合料沥青的粘结作用，作用力会减小，移动会减弱。
有路缘石时，混合料向右方向上的力被路缘石限制而不会向右移动；无路缘石时，右方无外力仅在沥青粘结力的作用下不足以克服碾压的外力，而有很大的位移，结果会使碾压处的混合料面积增加、厚度减小。
因此，在无路缘石时应留有30～50cm不碾压等到静碾一遍后再碾压此处，此时由于温度的降低沥青胶结力的加强可以减少混合料的推移。
再就是碾压时的重叠，无论是静碾还是起振碾压，碾压时一定要重叠前次碾压轮的1/3～1/2。
振动碾压时，压实效率很高，每碾压一遍压实度增长很快。
但振动压路机的振源在轮的中心，振动以波的形式传播，在靠近振源处由于波的应力作用压实度高，而远离振源处压实度相对降低（如图5所示）。
实验表明：
在碾压过程中,不仅在钢轮宽度范围内表现出接近轮沿处的压实度逐渐减小，同时也发现与钢轮相邻的碾压带由于钢轮碾压过程的横向推移，使已压实的铺层在一定的区域内压实度降低了许多。
因此，为了使路面压实度均匀，碾压时应重叠，重叠的宽度试验表明为轮的1/3～1/2最好。
2.4 碾压速度不合理和碾压段长度选择
压路机的振动压实是利用振动器的高频振动传给被压混合料，混合料中各种粒径的骨料在振动状态下克服颗粒的相互摩擦力，使小颗粒填充到大颗粒的孔隙中，排除空气，使混合料处于密实状态。
实验表明：
若使混合料处于振动状态，压路机经过混合料时,需使其连续受迫振动3次以上，否则达不到振实效果；又由于沥青混合料本身具有较高的振动频率，一般在40Hz以上，所以要求压路机的最佳作业速度一般在4km/h左右。
碾压速度的高低都会影响到路面的平整度。
一般认为速度高了压实功就会增大，压实度就会提高，而事实并非如此，温度高的沥青混合料在高速度的压路机轮子的冲击下会产生推移、波浪、拥包等，严重影响了路面的平整度；而碾压速度低又达不到压实度的要求。
因此，压路机的速度要根据铺筑材料、铺筑厚度认真选择。
除此之外，还应注意到压路机速度不均匀、急刹车和突然起动、随意停置和掉头转向、在已碾压成型的路面上停置而不关闭振动装置等都会引起路面推拥，影响路面的平整度。
碾压段长度的选择要在压路机最佳作业速度的条件下，根据混合料的初压温度、碾压终了温度、铺层厚度和环境温度等实际选择。
但要始终坚持的原则是:
铺层越薄、碾压时间越少、碾压段长度越短，要保证在最有效的温度范围内完成整个碾压作业。
振动压路机在起振和停振阶段都存在着一个过渡区，过渡时间合计约5～6s，考虑到压实作业效率，减轻操纵人员的疲劳强度，提高劳动生产率，减少碾压离析等因素，过渡过程时间应少于整个有效压实时间的20%，因此碾压长度不应低于25s。
根据振动碾压的最佳的作业速度，可以换算成碾压距离。
2.5 碾压喷水和胶轮压路机的使用不合理
碾压时为了使轮子上不沾混合料压路机要喷水，喷水的量一定要适中。
喷水太多会使混合料温度降低太快，降低压实度；喷水太少压路机轮子上易沾上混合料，影响路面平整度。
所以，工作前要检查压路机的喷水系统，使喷出的水呈雾状。
并且保证工作时水箱内的水要充足。
胶轮压路机是一种吨位较小的压路机，它一般是通过轮胎的作用对路表进行揉搓，减少混合料的表面离析。
所以，在摊铺大粒径的混合料时，胶轮压路机的作用非常重要。
大粒径的混合料在摊铺时易出现离析，碾压时就不能像一般路面那样把胶轮压路机放在后面，此时就要利用胶轮的揉搓作用来尽量减少混合料的表面离析。
一般可以在光轮压路机静碾一遍后就可以用胶轮压路机碾压，这样效果会很好。
3 结 语
以上通过分析知碾压对提高路面的平整度和压实度有着重要的作用,为保证各阶段的碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行,碾压作业应按以下规则进行:
（1）由低到高（沿纵坡和横坡）,先静碾后振动碾压；
（2）碾压时驱动轮在前,从动轮在后;后退时沿前进碾压的轮迹行驶;压路机掉头不在同一断面上,而是呈阶梯形；
（3）压路机的碾压作业长度与摊铺机的摊铺速度相平衡,随摊铺机向前推进。
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
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