第６卷第２期 广东交通职业技术学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡＮＧ ＤＯＮＧ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＶＯ１．６ ＮＯ．２ ２ ０ ０ ７年６月 文章，￣－：１６７１．８４９６．（２００７）０２．００１０．０３ ＰＧ一８２改性沥青掺加化学纤维混合料碾压控制 陈光文 （广东省长大公司工程有限公司，广东广州５１０６２０） 摘要：介绍了京珠南高速公路扩建罩面工程ＰＧ．８２改性沥青掺加化学纤维中、上沥青面层碾压施工工艺的 研究。 关键词：ＰＧ．８２改性沥青；混合料；碾压；有效压实时间 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码：Ａ Ｐｒｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＰＧ－８２ Ｍｏｄｉｉｅｄ ｆＡｓｐｈａｌｔ Ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ＣＨＥＮ Ｇｕａｎｇ－ｗｅｎ （Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｃｈａｎｇｄａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６２０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＰＧ－８２ Ｍｏｄｉｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔｆ Ｍｉｘｅｄ ｗｉｔｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｖｅｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｊｉｎｇｚｈｕｎａｎ ｆｒｅｅｗａｙ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｎｔｉｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｒａｆｔ ｏｆ ｐｒｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｕｐｐｅｒ ｌａｙｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＧ－８２ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ａｓｐｈａｌｔ；ｍｉｘ；ｐｒｅｓｓ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓ ｔｉｍｅ 京珠南（韶关至广州段）高速公路地处广东省 境内，而广东省七、八、九月份高温多雨，这种 气候极易对沥青路面产生车辙和水破坏。为了保 证路面的路用性能不至于很快降低，对路面压实 度的控制极其重要。沥青混合料路面的压实性质 受配合比设计、沥青品种、压实温度等因素的影 响，以压实温度的影响最大。通过掌握沥青混合 料温度下降的规律，确定其有效压实时间，才能 １沥青混合料压实温度对空隙率的影响 为了获得适宜ＰＧ－８２改性沥青掺加３％化学 纤维沥青混合料的压实控制温度及压路机吨位， 应建立沥青混合料温度和击实功与沥青混合料空 隙率的关系。本研究采用马歇尔试验方法，一组 试件采用标准击实锤（质量为４ ５３６ ｇ）击实，一组 试件采用加重锤（质量为５ ０００ ｇ）击实，将拌和好 保证沥青混凝土路面压实度和使用性能的要求。 本工程地处山岭重丘区，长、大纵坡路段较 多，坡度大于３％，同时坡长大于５００ ｍ路段达 到ｌ０段，最长的达到ｌ ４００ｍ。沥青路面设计考 虑了长、大纵坡路段，并进行单独的高温稳定性 的ＰＧ－８２改性沥青掺加３％化学纤维ＦＡＣ２５、 ＳＭＡｌ３沥青混合料在１９０￣７０℃范围内，分别 制作马歇尔试件，测定试件的空隙率，试验结果 如图ｌ～图４。从试验结果来看，标准锤击实和 加重锤击实的试件，当ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料 的温度分别为ｌ６０～１９０、ｌ３０～１９０℃时，沥青 设计，这些路段的中、上面层沥青使用ＰＧ－８２改 性沥青，并加入３％的化学纤维改善其高温稳定 性。ＰＧ．８２改性沥青混合料较普通改性沥青混合 料粘性明显增加，加上化学纤维的加筋作用，混 合料极难压实。为了得到较好的压实效果，必须 对ＰＧ．８２改性沥青掺加化学纤维后混合料压实性 能进行探讨研究。 收稿日期：２００７．０３．１２ 作者简介：陈光文（１９６７－），男，助理工程师 研究方向：路桥工程施工 混合料的空隙率随温度变化并不显著，但温度分 别低于１６０、１３０℃时，随温度的下降，空隙率 呈直线上升的趋势，已大大超过路面容许的不超 过８％空隙率水平。 维普资讯 http://www.cqvip.com
第２期 ＼瓣餐 ０ ８ ６ ４ ２ ２ 陈光文：ＰＧ一８２改性沥青掺加化学纤维混合料碾压控制 ０ ２ ０ ８；２ Ｕ ＼瓣殛 Ｊ＋标准锤击实 ＩＪ……锰ｊ：々 、 ＿Ｌ ▲ ｊ．， １ ９０ １００ １ｌ０ ｌ２０ １３０ １４０ １ ５０ １６０ １ ７０ １８０ １９０ 击实温度，℃ 不同击实温度时ＦＡＣ２５的空隙率 Ｉ Ｉｌ＋标准击实ｌ ▲ Ｉ—＿ ・５∞０ｇ锤击实广 、 ■ ——●ｒ、． 蚕 。一 Ｎ＝８ ６ ４ ２ ０ ８ ６ ６ ５ ４ ３ ｌ４０ １５Ｏ １ ６Ｏ ｌ７０ ｌ８０ ｌ ｇ０ ２００ 击实温度，℃ 图３不同击实温度时ＳＭＡ１３的空隙率 出现以上现象，是由于沥青的粘度受温度的 影响而升高或降低。当混合料在碾压温度范围 时，温度较高，沥青粘度低，此时沥青能够起到 润滑作用，混合料击实时集料颗粒之间能够相互 挪动而嵌密，形成较密实的结构；而当混合料温 度过低时，沥青粘度高，拌和时集料表面裹覆的 大量沥青胶浆已经变稠，甚至变硬，它不但起不 到润滑作用反而会限制集料的运动，所以此时击 实，不易挪动集料问的位置，也就形不成密实结 构，空隙率自然很大。 为此，从保证路面压实质量的角度考虑，在 １６０℃前完成初压、复压是比较理想的结果。如 能实现这一目标，路面的空隙率可以得到根本性 的控制。如在１６０℃前完成初压、复压有困难， 则在１４５℃前必须完成初压、复压。如果摊铺 时，碰到气温较低及风速大等不利气候条件的影 响，混合料温度下降很快，很难保证在１４５℃这 一界限温度前完成复压。实验的数据表明，相同 的击实温度下，击实功大，试件的空隙率小。因 此，在不利的气候条件下摊铺沥青混合料，如果 粗集料的强度高，不易击碎，可以选择较大吨位 压路机，１２０℃前完成初压、复压可保证压实。 压实质量与沥青混合料的性能密切相关，如 空隙率过大，则沥青混合料的马歇尔稳定度急剧 ．．Ｉ ● ● 厂 ｛一－ＩＩ－－雠５０００撼￣实 ．一 毒 产、 —ｒ ＿ ＿＿ ● ● ●＿ ＿＿ ● Ｌ６０ ７０ ８０ ９０ １００ １１０ １２０ １３０ １４０ １５０ １６０ １７０ １８０ １９０ 击实温度，℃ 图２ 不同击实温度时ＦＡＣ２５的稳定度 ．，— — ／－ －／／ ｉ＝＝＝品磊 宴ｌ ２ ｌ ０ ９ ８ ｒ ００ ｌ ００ １１０ １２０ １３Ｏ ｌ４０ ｌ５０ １６０ １７０ ｌ８０ ｌ ９０ ２００ 击实温度，℃ 图４ 不同击实温度时ＳＭＡ１３的稳定度 下降，充分说明空隙率（压实质量）是影响路面路 用性能的重要因素。 ２摊铺层温度离析分析 在摊铺热拌沥青混合料时，由于施工机械和 气候条件的作用，混合料的离析很大，影响沥青 混合料压实不均匀最直接的原因是沥青混合料的 离析性，沥青混合料的离析包括集料离析和温度 离析。通过找出沥青混合料摊铺层温度离析的部 位，确定碾压作业段长度及压路机行走的路线， 再配合施工机械尽可能地减低沥青混合料离析， 提高沥青路面压实的均匀性。 用红外线温度枪对摊铺层温度进行观测。主 要观测摊铺层表面温度均匀性以及摊铺机送料带 温度均匀性。 观测后得到以下结论：①同一时间不同测点 温度随时间变化情况能显示出摊铺层横断面的温 度离析性，观测记录表明摊铺机中间温度高，距 中间越远，摊铺层温度越低。主要原因是由于摊 铺机行走的速度较慢，有时布料器里的混合料较 多，摊铺边缘分料距离较远，混合料损失的热量 就较多。因此距离摊铺机中间越远，摊铺层温度 就越低；②总的来说，摊铺层温度的离析性很严 莓『维普资讯 http://www.cqvip.com
ｌ２ 广东交通职业技术学院学报 第６卷 重，横断面的温度离析较普遍，但离析程度并不 大，最高温度与最低温度相差１０℃左右；摊铺 层纵断面温度呈周期性离析，离析的程度很大， 部位在摊铺机收斗时摊铺的区域，因此可将每车 料摊铺的长度作为碾压作业段长度，在摊铺层的 离析部位能保证在较高的温度下重复多碾压几次。 比如本工程可进行如下计算确定碾压作业段 长度：一辆３０ ｔ的运料车，对于厚４ ＣｌＴＩ、单幅一 半宽７ｍ、密度约为２４００ ｋｇ／ｍ 的Ｌ面层摊铺层 最高温度与最低温度相差３０℃以上，这是由于 摊铺机收斗摊铺剩余混合料的结果，摊铺层的纵 断面混合料温度离析的危害很大，高速公路上路 面损坏多数是在纵断面上呈周期性的破坏形式。 通过对热拌沥青混合料摊铺层内温度观测表 明：摊铺层层内温度离析程度由气候条件决定 的，低温时摊铺，如果没有风的影响，在摊铺层 表面，热混合料的散失热量使混合料表面附近的 空气形成较高温度区域，这一高温区域的形成对 抑制热量的过大散失起到屏蔽作用（混合料与附 近热空气的温差缩减而热损失减少），气温只是 在混合料热量散失的初始期对降温速度有一些影 响，热的空气屏蔽区一旦形成，常温区已远离混 合料表面，气温的影响暂时减弱；但在摊铺层下 面部位，气温低通常下承层温度低，使得其向下 传递的热量比较多，而且速度快。在风速较大的 时候摊铺，摊铺层上无法形成热气流，热的空气 屏蔽区无法形成，摊铺层向上传递热量很多，摊 铺层表面的温度下降很快。 ３保证碾压均匀性措施 由于摊铺层下部位受力不及上部位，而且温 度低，这使得摊铺层的下部位很难压实，特别是 中面层摊铺时，摊铺厚度大，使得其摊铺层下部 位更难压实。从抽芯的试件来看，试件与下承层 接触的部位有较多小蜂窝，表明摊铺层下部位压 实不好。为了保证压实就应增大压实功，通过提 高压路机的吨位及振动压路机的振幅来增大压实 功。风力大时摊铺，摊铺层表面降温速度快，为 了保证压实，应减少初压时钢轮的洒水量，并注 意掌握终压的时机，以免因摊铺层表面温度太低 无法消除轮迹。 摊铺层纵断面温度呈周期性离析对摊铺层均 匀性压实影响很大，很多施工单位通过减少摊铺 机料斗收斗的次数以及在料斗混合料很多的情况 下向摊铺机卸料的方法可减低混合料的离析程 度，但不能完全消除，而且离析程度还是较大。 摊铺层纵断面离析程度很大，在极低温度的 那些部位如果能多碾 几次，可使得摊铺层碾压 均匀些。以上观测表明，摊铺层的极低温度离析 来说，摊铺的长度约为４５ ｍ；对于厚８ ｃｍ、单 幅一半宽７ ｍ、密度约为２ ４００ ｔ／ｍ 的中面层摊 铺层来说，摊铺的长度为２２ ｍ。摊铺中面层时， 摊铺层厚度较厚，降温速度较小，碾压作业段长 度可取４５ ｍ。摊铺上面层时，摊铺层厚度较薄， 降温速度较大，碾压作业段长度可取２５ ｍ。 在摊铺层一个横断面，一般来说，中间温度 最高，而且降温速度也较慢；路边与中央分隔带 较低，降温速度也较快。摊铺层边缘的温度比最 高温度低１０℃左右，为了保证压实的均匀性， 初压和复压都应配两台压路机，分别从路边和中 央分隔带向摊铺层中间行走。 ４改性沥青ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料的有效 压实时间预测 沥青路面的碾压分为初压、复压、终压（收 迹）三个阶段，初压的目的是整平、稳定混合料和 压密，同时为复压创造条件；复压的目的是使混 合料密实、稳定成型，是碾压工艺中最关键的一 道工序；终压的唯一目的是改善面层的表面平整 度，消除轮迹。因此，从降低路面残留空隙率的 目标来说，复压将起到极其重要的作用。 沥青路面的”有效压实时间”一般指开始摊 铺至终压完成所经历的时间。对于普通沥青路面 而言，这种说法是恰当的，因为只要保证在终压 温度前完成碾压，复压的温度也有所保障，路面 的空隙率可以降低至预定目标。但如果是改性沥 青混合料，情况就完全不同了，就是说，在终压 温度前完成碾压，并不能完全保障复压的温度和 压实效果，这主要是由于这一类混合料的有效压 实温度（复压）与摊铺温度之间的差距很小，对应 的有效压实时间（复压）很短，而复压的碾压遍数 多、碾压速度慢，完成复压所需的时间长，复压 对路面空隙率的影响最大，实际需要的时间与混 合料所允许的碾压时间之间形成了矛盾，因此， 改性沥青混合料的碾压温度和碾压时间的控制必 须放在复压阶段。本文将开始摊铺至复压完成所 （下转第１６页） 维普资讯 http://www.cqvip.com
１６ 广东交通职业技术学院学报 第６卷 表２各频率检测方法同总体假设检验结果 参考文献： ［１】公路沥青路面施工技术规范［Ｓ】．北京：人民交通出版 社．２００４． ｉｅｃｔｓ［Ｊ１．ＴＲＢ，２００２． ［４】Ｊｏｈｎ Ｊ．Ｈａｕｓｍａｎ，Ｗｉｌｌｉａｍ Ｇ．Ｂｕｔｔｌａｒ，Ｌａｂｏ￣ｔｏｒｙ ａｎｄ Ｆｉｅｌｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ＴｒａｎｓＴｅｃｈ Ｍｏｄｅｌ ３００ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｑｕａｌｉｙ ｔ［２】周瑞丰，杨晓青，李彦杰．核子密度仪检测沥青混凝 土路面压实度的应用［Ｊ］．中外公路，２００３，２３（４）． ［３】Ｐｅｄｒｏ Ｒｏｍｅｒｏ，Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ Ｋｕｈｎｏｗ，Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｎｏｎ・Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｇａｕｇｅｓ Ｕｓｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏ． ＩｎｄｉｃａｔｏｒＭ（ＴＰＱＩ）ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｓｐｈａｌｔ Ｐａｖｅｍｅｎｔ Ｄｅｎ． ｓｉｔｙ『Ｊ１．ＴＲＢ，２００２． ［５】庄楚强，吴亚森．应用数理统计基础［Ｍ】．广州：华 南理工大学出版社，２０００：２４６～２５４． 信 信 信 ／ ！ ／ ！合 ／ ：詹 ／ 全！ 全： ／ ！全：舍！全：金、：全！ 仝 ／； ／： 、 ／： ／： ／ 信 信 （上接第ｌ２页） 经历的时间定义为改性沥青混合料路面的”有效 压实时间”更为合适。有效压实时间的长短取决 于混合料摊铺后的冷却速度、初始温度，而决定 ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料从压实质量的角度考虑， 应保证在１４５℃这一界限温度前完成复压。若压 路机吨位较大，可以放宽到１２０℃前完成复压。 （２）铺层温度离析很严重，摊铺机中间表面温 度高，距中间越远，摊铺层表面温度越低。横断 冷却速度的因素有气温、混合料的厚度、下卧层 表面温度、风力、碾压的及时性等。 根据温度、风速和层厚对ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３沥 青混合料温度影响的试验分析，可以估算ＰＧ．８２ 改性沥青ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料的有效压实时 间：ＰＧ一８２改性沥青ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料的 摊铺温度为１８０℃，复压完成温度取１４５℃；改 性沥青ＦＡＣ２５混合料的平均降温速度取２．５℃ ／ｍｉｎ、ＳＭＡ１３混合料的平均降温速度取３．５℃ ／ｍｉｎ，则可计算出改性沥青ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混 合料的有效压实时间分别约为１４、１０ ｍｉｎ。 面的温度离析很普遍，最高温度与最低温度相差 １０℃左右；摊铺层纵断面温度呈周期性离析，离 析的程度很大，最高温度与最低温度相差３０。Ｃ以 上。 （３）改性沥青ＦＡＣ２５、ＳＭＡ１３混合料的有效 压实时间分别约为１４、１０ ｍｉｎ。 参考文献： 【１】黄谋钊．改性沥青ＡＫ１６表面层的有效压实时间【Ｊ】． 公路交通科技，２００３（８）． ［２】沙庆林．高速公路沥青路面早期破坏现象及预防 ［Ｍ】．北京：人民交通出版社，２００１． ［３】尹如军．沥青混合料有效压实时间的实测与分析［Ｊ】． ５结论 （１）ＰＧ一８２改性沥青掺加３％化学纤维 公路，２００１ｆ２）．
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