沥青路面压实工艺讲义2课件.ppt

1、江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE沥青路面压实工艺沥青路面压实工艺 二0一0年五月.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.沥青路面压实工艺n1.1前言n1.2压实设备的类型n1.3影响路面压实的因素n1.4碾压工艺n1.5不同类型混合料的压实特点和要求n1.6压实缺陷和解决办法n1.7压实度的检测n1.8施工中的常见问题n1.9 关于施工的几点建议.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTAT

2、ION RESEARCH INSTITUTE1.1前言n现阶段，沥青路面前场施工中最关键的三个环节是：n路面压实n路面压实n路面压实.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE路面压实的目的n使铺层达到规定的密实度，从而抵抗环境和车辆荷载的作用n车辆n水n太阳辐射n空气氧化.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTEn减小附加的压实n减小渗透性n防止沥青混合料过度氧化n提供足够的剪切强度n获得适宜的平整度路面压实的目的.江 苏 省 交 通

3、科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.2压实设备的类型n静作用钢轮压路机n轮胎压路机n振动压路机n振荡压路机.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE静作用轮子接地面积轮直径作用于轮子的重量.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE轮胎.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE.江 苏 省 交

4、 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE振动n行走中偏心重物使轮子上下震动 n震动增加了压实效果.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE振动振幅 n振幅：上下移动位移n地面的震动和轮子的冲击均作用予压实振幅振幅.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE频率 &冲击间隔低频高频冲击间隔.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION R

5、ESEARCH INSTITUTE轮子的移动大振幅大振幅小振幅小振幅n在相同的频率下，大的振幅产生更大的力.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE振幅 vs 振力（Centrifugal Force）设备 1设备 20,5 mm (.02“)振幅1,9 mm (.078) 50 Hz (3,000 vpm)频率25 Hz (1,500 vpm)18 145 kg (40,000 lb)振力18 145 kg (40,000 lb).江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION

6、 RESEARCH INSTITUTE共振n共振是物体振动的自然频率n振幅在接近共振时会增大n震动压路机和地面一起有个系统共振.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE共振 & 振动振动不接近系统共振 低的压实效果振动接近系统共振 高的压实效果.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE振力 vs频率n压路机的频率的设计通常接近共振，但不在共振的频率n过高的频率导致传递到地面的能量较少，并且效果降低n系统共振会破坏机器和铺面，并且会使操作

7、手感到不舒适 振力振力振动频率振动频率传递的力传递的力产生的力产生的力系统共振系统共振低效率的震动低效率的震动.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE振荡压路机.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.3 影响路面压实的因素n材料的性质 n层厚的影响 n混合料的温度 n气候因素 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE集料 n表面纹理构造n级配n颗粒

8、形状n安定性n吸水性.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE表面纹理构造n具有粗糙表面的集料之间难以相互移动，产生较高颗粒间摩阻力,需要更大的能量去压实。n在压路机的作用下，外形平滑的集料摩阻力较小，较容易靠拢在一起。这种类型的混合料只需要较低的压实功。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE颗粒形状n.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE级配010

9、2030405060708090100筛孔尺寸，m m通过量，%0 0.075 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 19 25.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE安定性n软的或坚固性不好的集料在钢轮压路机的作用下会破碎，从而难以达到较好的密实性 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE吸水性n吸水性大的集料会使沥青从集料表面进入颗粒内部，因此使混合料变干，使压实更困难 .江 苏 省 交 通 科 学 研

10、 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE沥青胶结料 n沥青的粘度n高粘度的沥青会限制集料颗粒的移动。 n沥青含量n沥青含量低的混合料集料间的润滑较差，形成干涩、坚硬的混合料，难以压实。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE层厚的影响n通常来说，较厚的铺层易于达到规定的压实度，厚的铺层保温时间长，因此有足够的时间来碾压。而薄层降温快，需要压路机尽可能快地压实，因此薄层（4cm以下）混合料的初压温度要高，以保证有足够的时间去压实。n沥青路面的结构层的厚度应与混合料的

11、最大公称粒径相匹配，对于常规的沥青混合料，层厚宜不小于混合料最大公称粒径的3倍。当铺层厚度过小时，路面会产生离析，出现压实困难、集料压碎的状况。路面压实度得不到保障。 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE层厚的影响时间（分钟）层厚，英寸混合料温度混合料温度混合料温度混合料温度混合料温度混合料温度下卧层温度下卧层温度下卧层温度下卧层温度.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE混合料的温度 n太高的温度会导致压路机作用下混合料流动，

12、太低的温度会导致混合料太硬而不易压实。n合适的压实温度应该为：有足够的时间完成压实的温度。n最佳压实温度取决于集料间的摩阻力、混合料级配、混合料体积性质以及沥青粘度，如果其中一个因素变化，压实温度也会发生变化。n尽可能在沥青混合料温度比较高时碾压，只要摊铺料能承受压路机的重量，粒料不被钢轮沾起，或有过大的压痕，或推移物料，就应当开始碾压。 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE气候因素n气温n空气温度越低，混合料温度降得越快。气温较低低于10时，不宜施工薄层沥青路面 n风n风是影响压实的另一个主要因素。风速越大

13、，混合料冷得越快，气候较冷时修筑面层，风的降温是一个关键的问题。风的降温作用通常会在混合料表面形成的硬壳层，这是影响压实的一个重要因素 n下卧层温度n冷的下卧层会以很快的速度吸收混合料中的热量，当铺层较薄时热量散失会很严重。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE沥青混合料可压实时间沥青混合料可压实时间 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE任何变化都应检查n混合料的任何变化都应检查，以确保变化的混合料可以满足设计要求。.江 苏

14、省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE压实影响因素的总结项 目效 果纠正措施集料集料扁平纹理构造低的摩阻力应用轻型压路机，低的压实温度粗 糙 度高摩阻力应用重型压路机不坚固性钢轮作用下压碎用坚硬的石料，用轮胎压路机沥青粘度沥青粘度高颗粒移动受限应用重型压路机，提高温度低压实时颗粒易于移动用轻型压路机，降低温度含量高（富）钢轮作用下不稳定、塑性减少沥青用量低（贫）减少润滑难以压实提高沥青用量混合料混合料过多的粗集料坚硬的混合料难以压实减少粗料，增大压实功过多的砂粒流动性难以碾压减少砂用量，减少压实功过多填料较硬的混合料难以

15、压实减少填料，用重型压路机太少的填料低粘结性混合料可能分离提高混合料中填料.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE项 目效 果纠正措施混合料温度混合料温度高难以压实混合料缺少粘性降低温度低难以压实混合料太硬提高温度层厚层厚厚层保温长时间碾压常规碾压薄层不保温短时间碾压在混合料变凉前碾压，提高混合料温度气候条件气候条件气温低混合料凉得较快在混合料凉之前碾压表面温度低混合料凉得较快提高混合料温度风使混合料变凉，成硬壳层表面提高层厚纠正措施可以在厂拌或工作地的基础上。额外的措施可以通过改变混合料设计来实现。压实影响因素

16、的总结.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4碾压工艺.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.1 碾压程序 n初始的压实n集料移动n附加的压实n沥青移动n表面平整初 压终 压复 压 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE（1）初压）初压n初压是碾压过程的第一步，通常采用振动压路机，也可以采用静作用钢轮压路机。初压宜采用双轮驱动的压路机，

17、因为驱动轮可以减少混合料的水平推移。非驱动轮会将其前面的混合料推移变形。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE（1）初压）初压n初压应尽可能在高温下进行，但沥青胶结料的温度也不能过高，这取决于混合料组成和层厚，温度可达到150。一旦混合料冷却，沥青胶结料的粘度会增大，密实度则难以达到。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE（2）复压）复压n复压在初压后进行，静作用钢轮、胶轮、振动压路机及振荡压路机均可应用于复压，振动压路机通常采

18、用低幅（与初压相比较），复压是获取压实度的最后一步，也是获取路面平整度的第一步。n对于较难压实的混合料，根据需要可选用重型压路机进行复压。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE（3）终压）终压n终压可以提高路面平整度，在路面温度尚能消除轮迹时进行，通常采用静作用钢轮压路机和胶轮压路机，振动压路机以静压的方式也可以用于终压。n一般来说，终压应在混合料低于80前完成。低于此温度，就变得很难压实。不同的混合料有不同的最低压实温度要求，一些较高，一些低于经验值，必须区别对待。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JI

19、ANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE4 cm 或更薄或更薄1.4.2 薄层路面的压实 n采用 低振幅 单轮振动 静压 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.3 厚层路面的压实 大于大于7cmn采用中等或高的振幅.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.4 典型的碾压模式 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH I

20、NSTITUTE1.4.5 纵缝 n第一遍n第二遍热热冷冷热热冷冷15 cm .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.6 横缝 摊铺机摊铺机热热冷冷 15 cm.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.7 曲线 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.8 无约束的接缝 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRA

21、NSPORTATION RESEARCH INSTITUTE边缘的压实 (第一遍) 无约束边缘有约束边缘.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.4.9 试验路 n通过试验路来确定最佳压实遍数。为了达到压实度的要求，必须进行不同压路机组合及碾压模式的试验。修好试验路是提高生产效率，提高路面施工质量的一个重要步骤。n试验路的环境条件应与实际施工条件一致，这一点尤为重要。试验路宜为直线段，宜300m。通过试验路来确定合适的压实功、振幅和频率（当应用振动或振荡压路机）、碾压速度、碾压模式。n一旦碾压模式、速度、振幅和

22、频率决定后，它们就不应随意改变，除非另一些参数如混合料设计、混合料层厚、环境条件或温度条件等发生改变。 .江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.5 不同类型混合料的压实特点及不同类型混合料的压实特点及碾压要求碾压要求.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.5.1 AC型型n结构特点：骨架密实结构，中间粒径的集料多，集料间的摩阻力大，碾压要求高：层厚适宜时容易压实；高温碾压易推移，不能紧跟摊铺机；使用胶轮压路机进行复压，以提高

23、压实度。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.5.3 SMAn结构特点：骨架密实结构，沥青用量多，高温时混合料较软，相对而言容易压实。n碾压要求：粗集料间能够形成骨架，高温碾压不推移，初压可以紧跟摊铺机；由于沥青含量多，为防止粘轮及将玛蹄脂揉搓到表面，一般不使用胶轮压路机；一般不需要振动碾压，即使振动应遵循“高频低幅”的原则。.1.6 压实缺陷和解决办法压实缺陷和解决办法波形波纹长波形全宽度撕裂中间撕裂外侧撕裂摊铺料不均匀有熨平板痕迹熨平板响应不正确螺杆布料不均匀初压不良纵向接缝不良横向接缝不良横向裂缝钢轮

24、推料局部泛油有钢轮印压实不良.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTESMA-13推荐碾压工艺推荐碾压工艺n初压：振动压路机或振荡压路机静压1遍n复压：振动压路机振压3遍和振荡压路机振压2遍n终压：光轮压路机静压收面n碾压速度：静压3Km/h 振压4Km/h.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE1.7 压实度的检测压实度的检测.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH IN

25、STITUTE1.7.1 钻芯取样钻芯取样n当碾压层冷却后（可能要等当碾压层冷却后（可能要等到第二天），从碾压层取出到第二天），从碾压层取出芯样，在实验室内进行一系芯样，在实验室内进行一系列试验，测出密实度和稳定列试验，测出密实度和稳定性等。取芯样和在实验室内性等。取芯样和在实验室内分析比用核子密度检测所花分析比用核子密度检测所花的时间长得多。的时间长得多。n如果发现密实度太低，因为如果发现密实度太低，因为碾压层已经冷却，已无法补碾压层已经冷却，已无法补救。救。沥青用量密度.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE

26、1.7.2其它方法其它方法n压路机行业正在研制装在压路机上的密压路机行业正在研制装在压路机上的密实度仪，在压实过程中能指示密实度。实度仪，在压实过程中能指示密实度。有一些核子仪器生产厂和压路机制造厂有一些核子仪器生产厂和压路机制造厂已经用核子密实度在工地进行过试验，已经用核子密实度在工地进行过试验，但是至今还没有研究出一种能应用于各但是至今还没有研究出一种能应用于各种物料、碾压速度、摊铺层厚度等条件种物料、碾压速度、摊铺层厚度等条件的仪器，人们还在继续进行这方面的研的仪器，人们还在继续进行这方面的研究。究。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION R

27、ESEARCH INSTITUTE1.8施工中常见的问题.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE分幅碾压n并行的两台压路机采用分幅碾压模式n缺点：n铺层的碾压时间间隔（温度分布）不均，造成横向压实效果差异n结合处（行车道）的碾压不足.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE正确的碾压模式.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE行车道长时间没碾压.江 苏

28、省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE行车道长时间没碾压.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE碾压段落太长，温度损失大n现在的长度7080米n适宜的长度3040米.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE运料车辆保温措施不足.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE料车上的温度离析

29、料车上的温度离析14.1172.950100150141.8AR01171.7173.6130.993.1102.486.5.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE卡车末端温度离析卡车末端温度离析128.1138.9130132134136138LI01128.4137.5137.5.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE无备用压路机.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARC

30、H INSTITUTE初压尚未完成，即上胶轮.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE初压尚未完成，即上胶轮.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE中央分隔带附近压实不够n渗水系数横向分布不均，超车道渗水情况严重n加强靠近中央分隔带部分路面的压实。850840830820810800790780770760K232+230240250260S1S2S3桩号徐州CDE26标 AC20I180-200160-180140-160120-1

31、40100-12080-10060-8040-6020-400-20.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE急转弯.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE压路机停在热的路面上.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE发丝裂纹（Hair

32、line Cracks）n当用钢轮碾压敏感的混合料时可能会出现发丝裂纹.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE混合料太热/碾压速度太快.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE发丝裂纹（Hairline Cracks）.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE 1.9关于施工的几点建议.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPOR

33、TATION RESEARCH INSTITUTE影响压实的因素n路面压实的方式应随混合料温度、气温、风速、下卧层温度的变化而调整，施工中没有固定的碾压模式。而一些施工单位在试铺段中确定了碾压方案后，生产中就不再变化。试铺段的施工一般是在理想状态下进行的（天气、设备等），实际施工的状态往往达不到试铺段的条件，因此在不利状态下，应调整压实方案，加强路面的压实。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE不合混合料的特点n不同的混合料有不同的碾压特点：SMA可以在高温下碾压，AC骨架密实性型的碾压也是这样；一些操作人员对

34、这方面的知识不够了解，不能适应这些变化。建议加强对现场施工操作人员的技术培训。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE试铺段n试铺段的施工对确定碾压工艺很关键，各标段也都非常重视，但一些标段的试铺工作流于形式。如摊铺速度与拌和楼产量不匹配，不同碾压方案施工长度太短等。导致试验路确定的压实方法，在实际施工时做不到。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE压实度的检查n上面层压实度检查时，一些地方不愿在行车道上取芯，不能全面反映路面的状况（厚度、压实度）。调查表明行车道上的摊铺机纵向接缝处是路面压实的薄弱环节。建议在以后的施工中采用随机数选点取芯，并加强对纵向接缝附近路面压实度的检查。.江 苏 省 交 通 科 学 研 究 院JIANGSU TRANSPORTATION RESEARCH INSTITUTE操作人员的培训n沥青路面碾压的最主要问题还是技术人员及压路机操作手对路面压实技术了解的不够深入，很多情况下只是沿用过去路面的施工经验，适应不了路面结构及工作状态的变化，建议各标段针对压路机配备等情况开展针对性培训。.