高速公路沥青路面高性能碾压工艺研究修改正本

1、高速公路沥青路面高性能碾压工 艺 研 究湖北省京珠高速公路指挥部二OO五年十月高速公路沥青路面高性能碾压工艺研究张武矛摘要在现场实证的基础上，针对超载条件下沥青路面设计、施工问题，提出了高性能碾压工艺新概念。并在湖北地区许多高速公路施工中予以了广泛的应用与充实。1、以高温下第一次振动碾压为主线的现场试验与机理分析；2、采用高温下胶轮碾压，消除路面连通空隙，防止路面严重渗水的现场压实试验与机理分析，并提出沥青路渠化交通条件下的因施工压实不均或压实度不足所产生的连通空隙，在被追密车道边侧发生坑槽的一般规律与预防措施方面的新观念；3、通过典型试验路的设计、压实、行车三过程分析，提出利用试验路高性能碾

2、压工艺验证设计的新思路，以预防路面高温变形与水损坏，并对压实度检验中的空隙率、压实度双重控制方法的研究问题，进行的阐释和论证。关键词高速公路沥青路面碾压工艺一、概述（一）研究课题的提出湖北省京珠高速公路全长300多km，贯穿湖北南北，第一次全部采用沥青面层。为了实现精品工程目标，在设计和施工的全过程中，组织工程技术人员成立专班对路面的结构设计与施工工艺展开了系统的研究，面层施工的碾压工艺是研究的主要课题之一。高性能碾压工艺的研究与应用以如下几个方面为前提：1、特殊的气候与超重载交通量交通量调查报告和气候调查报告显示，湖北地区夏季气温高、冬季气温低、春秋雨水频繁，交通量超常繁重、且超重载严重。因

3、此，必须采用高性能沥青混凝土的设计，而这种高性能的设计也必须靠高性能的施工工艺来实现。2、根据课题研究的前期考察，省内外与京珠公路同类的工程，即使采用了较为先进的设计、施工技术，都产生了不同程度的早期病害，其中主要表现为水损害和高温变形。从这一点也可以说明不同环境条件的工程是没有十分完美的经验可循的，工程自身的实证和较长时期的使用效果验证，就显得尤为重要。3、为了设计出高性能的沥青路面，在设计思想上拟定充分吸纳美国超级路面性能系统设计技术。由于特殊的气候和超重载条件在某种程度上超出了设计规定的范围，必须以更高的施工质量作为一种补充。4、国内外包括美国夏普技术在内的众多的文献表明，在沥青路面碾压

4、工艺方面都没有更为细化且可操作性很强的规定；在压实原理方面都有许多精辟的理论论述，但缺少更为系统、实用的改进。我国的沥青路面施工技术规范也只是对碾压工艺作了一些范围较宽泛的规定。5、施工工艺是随设计、施工环境与条件改变所决定的，不能照抄某些特定的技术，更不能照搬某些不够成熟和传统的落后经验。诸如，对路面性能的新要求、新的施工现场管理模式，以致对新的压实机具的认识等。为此，就提出了沥青路面高性能碾压这一新工艺的研究问题。并且立足于施工现场，对这一问题中的几个重点展开实证性研究。（二）对高性能碾压工艺的诠释1、关于高性能沥青路面的设计当前国内外较为先进和常规采用的沥青路面混合料的设计方法有两种：一

5、种是马歇尔设计方法，由于它的所有物理、力学指标还不能较为直接反映出目前增长的交通量和高低温同时作用于路面的要求，有些国家（如英国）采用了振压设计法（即通过极限的锤击次数试验，从中寻求合适的混合料组成），并通过室外的压实试验加以验证；另一种是美国的SUPERPAVE设计方法，其最终的特点是通过旋转压实机试验，通过体积试验，更为直接的依据交通量和气温条件的要求，较为全面的模拟路面的使用性能。为适合我国的国情，限于试验、施工和现场日常检验控制条件，我国的工程技术人员试图寻找一种将二者有机结合的方法。然而，欧洲一些国家的专家认为，由于成型试件状态的差异，二者不会有可直接替代的相关性。譬如，当旋转压实混

6、合料空隙率达到4%（夏普设计关键性指标），而通过马歇尔验证，又达到马歇尔试验的各项物理、力学指标的要求时，就能否证明该设计的混合料是高性能的呢？现行的回答是不肯定的。因为这种相互替代或者说转换的方法，停留在目标配合比设计阶段往往是有效的，但施工现场的材料、工艺等因素产生变化时，不可能在日常施工过程中不断进行夏普试验验证，（每个施工单位不可能在现场配备一套价值昂贵的旋转压实仪器）。通常还是采用较为简便的马歇尔检验方法，而它所得到的那个所谓合格的指标，不一定等同于原有夏普设计结果。更何况，工程实践证明，即使是前后都采用马歇尔设计，也会有很大的差异，不能说不尊重施工变异的这一现实。路面损坏通常是局部

7、的，大多由施工偏差所引起。工程质量是施工出来的，试图用某种设计将质量通病全面予以消除是不可能的。而当前的弊端恰恰是设计研究多，施工工艺与质量控制研究少。2、关于高性能碾压工艺路面的最终成品是碾压出来的，无论是采用何种设计方法，能否通过现场的施工工艺（主要是碾压工艺）取得高性能的沥青路面就显得十分重要。可以说，它是达到路面性能目的的落脚点。既然旋转压实方法较为接近地模拟了汽车行驶于路面的作用形式，更确切地说是压路机作用于沥青混合料的作用形式（当然，它还包括一系列的控制指标），那么，在此情况下，对任何一种设计而言，直接借助室外压实试验方法验证后取得高性能的沥青混合料，不能说不是一种有效的辅助手段。

8、在我国新规范中，也有类似以试验路压实标准评定压实度的规定条文。进而也就要求这种室外压实必须是一种高性能的碾压方法。它应该大致包括如下几个方面：（1）这种压实尽可能接近于汽车作用于路面的状态，且不低于这行车使用的作用力。相当于在施工过程中对路面进行“预追密”。（2）在规定的条件下，使混合料在最大的压实作用下达到拒压状态，以将汽车对路面的追密幅度缩小到最小程度。（3）在施工过程中不产生碾压推移、开裂、平整度差、严重渗水等问题。（4）有一套较为完整的配套的控制、检测验证方法。主要是空隙率、压实度两项指标的控制和达到有关力学性能指标。（5）能获得最优、最经济的压实组合和次数。在完整的碾压工艺流程，包括

9、与碾压工程特性有关的其它工序确定之后，主要的碾压改进和具体化的工艺环节有：（1）按行车顺时针方向碾压；（2）紧跟摊铺机碾压和横向紧跟碾压及高温碾压；（3）第一次振动碾压和振动静压变换碾压；（4）胶轮碾压及其最佳碾压时机；（5）碾压组合及交叉碾压；（6）碾压的必备条件、混合料组成的调整等；（7）所谓第一次振动碾压均采用前进振倒退不振的方式，且驱动轮向前。一是适宜于内摩阻力大的混合料，防止推移，二是避免与未压实一侧的高差过大；三是模拟行车使骨料朝前进方向呈斜向排列。在室内试验中，将旋转压实和垂直击实的试件剖开观察，前者骨料朝同方向呈斜向排列，而后者呈竖向排列。显然前者的排列形式更接近于汽车行进的作

10、用力。长期的实地观察表明：当汽车朝路面铺筑的逆向或横向行驶时，会产生明显的表面位移，如微小裂纹、分车道画线产生扭曲等。这也是要求顺时针方向摊铺、碾压的原因之一。二、试验研究过程（一）典型试验路使用5年观测与压实密度有关的情况工程前期，在京珠高速公路将引入交通的107国道作各种结构组合对比典型试验路，承受超重载车使用运行5年，没出现任何水损、开裂等早期病害。仅在渠化交通严重的情况下使用2年时，各类组合出现了不同程度的车辙（3mm4mm），而其中选优结构至今却始终表现平实稳定。采用原位钻芯统计对比取得两种典型组合结构的空隙率变化列如下图（1）：生产设计、施工压实、行车追密三阶段空隙率示意图图（1）

11、两种主要结构组合2年早期车辙深度如下：组合1采用马歇方法设计（M）。AC-251+AC-201+AK-16C三层合计车辙深度3.96mm。使用5年有横向剪切流变现象。组合2采用SUPERPAVE方法设计（S）。S-25+S-19+S-12.5三层合计车辙深度2.36mm。使用5年无变化。出现车辙与各结构层经行车追密使其空隙率缩小及剩余空隙率状态下是否产生剪切流变有关。通过设计空隙率、施工碾压空隙率、行车后空隙率三阶段的比较分析，绘制下图（2）：图（2）由图（1），可以看出多数结构的空隙率变化的一些基本规律，即：尽管不同公称粒径的混合料在设计、施工压实、行车使用三阶段的空隙率有一些交错变化，但还

12、是显示出如下基本规律：1、SUPERPAVE设计混合料施工压实空隙率比设计空隙率大，证明这类混合料抗变形性能较高，而当时的压实工艺还未能完全满足旋转压实的压实功。2、马歇尔设计的施工压实空隙率比设计空隙率小（仅AC-25型混合料有反常现象，主要由其粒径超出了设计厚度的1/3，压实困难所致）。证明设计的击实功远小于当时压实工艺的压实功。3、上述两种方法设计的路面经行车追密后的空隙都比设计和施工压实的空隙率小。其中马歇尔方法设计的路面行车追密后的空隙更小，大多小于设计要求。证明其混合料性能不能适应繁重交通的要求，连当时的压实功不足的压实工艺都不能适应。总而言之，无论那一种设计投入施工，都有必要改进

13、传统的压实工艺。以提高压实功，使压实的路面能适应超重载交通要求。当然，也要求能设计出高性能的混合料，以适应高性能压实方法的要求，并保证路面保持达到拒压状态后的应有的空隙率。在当前还没有推出完全满足超常规繁重交通量设计方法之前，现行工程可优先寻求高性能的碾压工艺，直接通过试验路使用验证展开实用性研究也就成为解决现实问题的当务之急。其研究思路如下图（3）所示：SUPERPAVE设计超重超载性能要求马歇尔设计高性能压实工艺验证与改进试验路使用验证与改进直接引进工艺改进图（3）其基本理念是：路面成品是最终碾压而成的，最为接近行车作用路面作用力的排序是，室内试验钢轮碾压胶轮碾压行车观察。就施工而言，胶轮

14、碾压几乎是行车作用的“预仿真”。所以，在生产设计的基础上，碾压工艺验证和工艺控制就成为了保证路面真正的质量特性的重要环节。而不是仅仅停留在一个玩弄“级配游戏”和代用指标的务虚阶段。当然，它还要接受较长期限的使用验证。（二）高性能碾压工艺现场试验与分析在试验路和渐进推广过程中，取得了大量的压实试验成果，举有代表性实例分述如下。在施工碾压现场，利用核子仪和数显温度测试计，采用定点测试方法，对各类型沥青混合料和各种压路机组合及不同压实次数进行跟踪测试，并对其压实曲线图进行综合分析，比较，验证其压实效果，以取得最佳压实方法。（每组曲线试验均在同一段面同时进行）。实例1、高温碾压与第一次振动碾压对SUP

15、ERPAVE-12.5混合料的压实验证采用三种压实组合方案：组合（1）C线·紧跟摊铺机碾压（距初压点约30米）·初压温度140·初始第一次即开始振动碾压·随后连续振压4次组合（2）B线·基本紧跟摊铺机碾压（距初压点50米）·初压温度145·初始静态稳压1次·随后连续振压6次组合（3）A线·不紧跟摊铺机碾压（距初压点约80米）·初压温度130·随后连续振压4次说明：三种组合均不采用胶轮压路面碾压。（钢轮均为双钢轮，其它实例均同）。组合分析：C线表明第一次振动碾压具有明显的压实效果a、此时

16、，虽然初始碾压温度比B线还低5，但仅连续振动碾压23次，压实就可以达到98%左右。至温度125时，压实度上升趋于平缓。b、当温度下降到130左右时，压实度反而有下降趋势，只有在增加一次静压后，再次振压才略有效果。c、从第二次振压至终压，压实度始终高于B线，且压实度最后达到100%左右，最终趋势平缓。三种组合曲线如下图（4）所示：图（4）B线表明，第一次静态稳压影响随后的压实度增长。a、第一次稳压后尽管与C线一样连续振动碾压达到6次，但压实度始终上升缓慢，低于C线。b、当温度下降到110以下时，采用静态碾压，压实度反而下降。c、压实度最终没能达到100%。A线表明，碾压温度过低，且初始静态稳压过

17、多，压实度效果差。a、初始稳压2次后，随后进行振压4次，压实度上升还是缓慢。b、初始碾压温度过低（比C、B线低），压实度最终停留在96%97%之间。c、在温度110100左右时，振压效果不明显，静压收光时略有上升，但终压下降。实例1小结：由于新型摊铺机初始压实度较高（85%90%），完全可以采用第一次振动碾压工艺，且没产生摊移和平整度差。第一次振动碾压能使骨料的颗粒在较之松散的状态下通过与振压频率的共振而获得自由移动，达到最佳排列状态；同时，第一次振压使混合料表面及时封闭，自然冷风和压路机洒水不易浸入，散热速度慢，表里温度均匀，骨料表面油膜流动性大，润滑作用强，所以使随后的压实效果增强，并达到

18、最高压实度。反之，低温碾压和初始静压（或过多静态稳压）时，混合料的颗粒分布处一种摊铺给定的某种不均匀的状态而被锁定，（如粗细分布不均，下细上粗），粗骨粒相互顶死而产生抗力，且表里温度不均，表面应力过大，使之压实困难。是一种拒压假象。高温碾压和第一次振动碾压所需要的碾压次数少。前者只需34次，后者只需23次就可以使压实度达到97%98%；而低温碾压和初始静压，需要碾压6次以上才能使压实度达到97%。本例混合料类型为S-12.5，结合料为SBS改性沥青，在采用高性能碾压工艺碾压79次之后，压实度也仅在100%左右（略有超过），其设计空隙率为5%，碾压以后的空隙率为7.3%，证明其混合料碾压后已达到

19、拒压状态，属高性能沥青混合料。由于该混合料级配细料通过率走限制区上限，细料含量较高，所以在采用极限碾压的终点处，它的拒点停留在压实度100%略有超出。实例2胶轮碾压同样对SUPERPAVE-12.5混合料进行压实验证，三种碾压组合与实例1基本相同，所不同的是：混合料级配细集料通过率走限制区下限。在钢轮压路机使压实度达到98%以后，采用胶轮压路机加压。组合曲线如下图（5）图（5）组合分析：A、B、C三条曲线可再次证明，高温碾压和第一振动碾压的压实效果，与实例1相差无几，不复述。A线在115时采用钢轮静压，B线在100以下采用振动碾压，压实度仍有下降趋势，似与进入温度敏感区有关。A、B、C三条线都

20、在振动碾压后，以胶轮加压，压实度均有上升趋势，但不出现压实度超出100%的现象。本例混合料设计空隙率为5%，压实后的空隙率为7.8%，行车追密后的空隙率为6.3%，2年车辙深度为0.6mm。随后至5年变化不大。实例2小结：胶轮压路机最为接近行车对路面的作用力，对混合料有很强的搓揉作用，且使路面受力的持续时间较钢轮长；特别是对于弹性恢复能力较强的改性沥青（该例混合料结合料为SBS改性沥青），其形变与应力作用时间成正比，胶轮压实效果尤佳；胶轮表面的变形特点，能使具有一定密度的路表的骨料的“峰处”和“谷处”都接受到一定的压力，且驱动轮向前时，其水平应力与滚动方向相反，使集料与行驶方向产生逆向运动，进

21、而能使路面得到了进一步压实；胶轮在较高温度条件下碾压，还能消除路面连通空隙的作用，（后文将专题论及）。SUPERPAVE-12.5混合料压实性能好，且其路面被行车追密幅度变小，属高性能沥青混合料。实例3采用常规马歇尔设计混合料与SUPERPAVE设计混合料压实性能的碾压比较。（1）采用常规马歇尔设计的AC-161和AK-16C压实曲线如下图（6）、图（7）：图（6）图（7）实例3组合分析与小结：AC-16如图（6），该混合料在采用第一次振压时有严重推移现象。A线表明在初压温度较高时，采用静压后，按说随后应难以压实，但一直压到第10次时，压实度仍呈急剧上升趋势，以至达到102.6%；B线之所以终

22、压的压实度在100%以下，是因为在温度104以下时，采用了振动碾压，使压实度上升缓慢。因为随着路面温度的下降，路面抗力增加，压路机的碾轮在振动作用下脱离地面，使路表受不规则冲击而趋于扰动变松。值得进一步说明的是，通常在这种低温情况下，会误以为混合料已经达到了拒压状态；其设计空隙率为5.3%，压实后空隙率为3.2%，行车一年后空隙率为1.9%，且5年后路表出现明显车辙，边侧有隆起现象。属低性能混合料。AK-16C如图（7）。该混合料在级配组成上采用了SUPERPAVE设计的某些改进，是当时较为流行的结构。A线表明，在温度为145开始初压不采用振动时，仅加压一次，压实度就达97%以上；随后压到9次

23、之多，其压实度仍在100%以下；B线压实度出现超出100%，是因为温度降至120时，连续采用振动力较DD-110更为强大的DD-130进行了连续振动碾压。该混合料设计空隙率为5.2%，碾压空隙率为4.5%，一年行车后空隙率下降至2.5%应该说属较高性能的混合料。（2）采用马歇尔设计的AC-20（级配曲线作“S”形改进）和采用SUPERPAVE设计的S-19。分别如图（8）、图（9）：AC-20图（8）S-19图（）上述两种混合料在施以810次的充分碾压后，都可以达到压实度在100%以下的拒压状态。两种混合料都具有第一次振压后压实度上升明显压实特性。其他情况与前文中的实例大同小异，此不赘述。AC

24、-20和SUPERPAVE-19的设计空隙率分别为3.2%、2.7%，压实空隙率分别为2.3%、3.3%，经行车一年后的空隙率分别为1.5%、2.2%。行车追密幅度都不大，但绝对空隙率较小，分层计算出的追密性车辙深度分别为0.48mm和1.44mm，前者压缩幅度较后者小的原因是压实后的空隙率前者比后者更小（3.3%-2.3%=1%），所以，路面施工中观察表明，前者渗水不明显，而后者有较明显的渗水现象（但使用期未出现水损病害）。这与后者比前者偏粗有关。至于SUPERPAVE-25和AC-25I混合料的压实试验情况不尽详举。需说明的是这两种结构压实较为困难，但行车5年SUPERPAVE-25没有出

25、现被继续追密或流变现象。证明粒径偏粗的混合料更应进行高温碾压。各类碾压组合共有如下工程特性： 在规定温度的上限，比传统工艺高5l0的情况下，采用第一次振动碾压所获得的压实度相当于第一次静压所获得的压实度的2-4次。混合料越粗，这个比差就越大。 第一次振动碾压后，每次温度损失约为5左右，而第一次静压后每次温度损失约为10左右。同样也是混合料越粗，这个比差就越大。 由于高温和振动的共同作用，随后的13次碾压获得的压实度呈急剧上升趋势。约共碾压4次后，压实曲线进入平缓区间，达到拒压状态，压实度在98一100之间。但对于低性能的混合料，拒压点压实度则超出100，反之，第一次静压工艺或较低温度(同样也在

26、规定范围内)碾压工艺所获得的压实度却一致处于平缓上升状态，即使在进行相当前者压实次数的2倍情况下，也只能停留在压实度为96一97的范围内，出现拒压假象。综言之，只有新的碾压工艺才能获得高性能的压实路面。毋容质疑，在压实度不超过100的前提下，拒压点的压实度越高，其使用性能越好，这是被现有的研究成果和路面使用结果所证明的一个基本结论。同时也是通过碾压对混合料真正的使用性能进行设计检验的最为接近实际的方法。进而也证明对于高性能的混合料提高压实标准利大于弊。（三）碾压工艺对路面渗水性能和水损坏的影响l、碾压与连通空隙和路面渗水性能的关联试验分析压实的混合料越密实渗水越少，这是一般规律。但在生产现场测

27、试中发现，同一种混合料压实到同一密度时，渗水的差别非常之大。这与压实后的混合料的空隙率是连通空隙还是非连通空隙有关。大量的现场测试分析表明：胶轮碾压温度越低，压实次数越少，混合料空隙越连通，渗水也越严重。反之亦然。低温下振动碾压次数越多，混合料空隙越连通，渗水也越严重。初次发现上述现象后，在现场进行专题模拟试验调查，试验结构为AC20I。渗水调查结果如下表：组合钻芯空隙率%上胶轮碾压温度平均每分钟渗水量ml第一分钟渗水量渗水时是否冒泡测试点位置及说明15.41454029先冒泡后不冒泡K277+360K277+600段右幅行车道，施工单位一般重视行车道碾压，胶轮从边侧开始碾压，压实遍数23遍。

28、温度非定点测试，开始碾压一侧温度高，终压一侧温度低。5.71272925冒泡5.01283228冒泡6.11442020冒泡6.713955先不冒泡后冒泡1组平均5.761352521均有冒泡现象24.313414095不冒泡有水渗出在第1组同一桩号K277+360277+600段右幅超车道。与第1组为同时摊铺混合料。施工单位一般轻视超车道碾压，胶轮压到路中时温度已下降，一般用振动压路机先碾压。温度不是定点测试。胶轮碾压23遍。6.41251138850不冒泡7.195185170不冒泡3.812112573不冒泡有水渗出2组平均5.411813597均不冒泡34.3冷接头振压后14082不冒

29、泡在277+340冷接头处，次日横向碾压时与热混合料一起进行了再次低温振动碾压3.29650不冒泡4.814894不冒泡3组平均4.112875均不冒泡无水流出除表列专门对比试验数据外，在其他施工段对先上胶轮碾压和后上胶轮碾压路的路两侧进行对比测试，由于温度的损失，都有后上胶轮一侧比先上胶轮一侧渗水严重的明显差异。分析：渗水试验观察，在渗水过程中，盛水筒中是否冒气泡，与结构空隙是否封闭而形成空气压力有关。如果渗水筒中冒气泡，显示路面空隙为非连通空隙。如果不冒气泡显示路面空隙为连通空隙；横向连通时，路表距测试点一定距离处有明水流出。渗水量大时，但又冒气泡为深层连通空隙。不同的渗水特征也与路面集料

30、离析有关。如表面粗集料集中，下层细集料集中，总渗水量并不大，但路表往往有水流出，反之，表面细集料相对封闭，开始渗水量较大，但也冒气泡，水盛满深层空隙后，随后基本不盛水，路表无水流出。在空隙率基本相同的情况下，如果上胶轮碾压的温度在130125以下，渗水则较为严重。反之亦然。因为在较高温度条件下，胶轮在搓揉过程中，混合料塑性变形好，骨料间接触点油膜能得到充分粘结，且骨科下沉，结合料向路表挤压、浸润，使结构产生封闭，裂隙不连贯，所以形成非连通空隙。在路面冷却后，再次使用振动碾压，虽然密度增加，但是骨料间原有的粘结状态已被破坏，产生被剪切的细微连续的裂隙，使结构的空隙间产生连通。因此，施工碾压时，应

31、在钢轮碾压l2次后立即采用胶轮碾压。并必须用两台胶轮压路机从摊铺面的两侧同时平行碾压，以缩小先后碾压的温度差距。2、碾压横向均匀性与行车道出现坑槽的关联试验分析在某些生产路面行车使用一年后的情况表明，在行车道的车辆左轮(即与超车道交界处往往出现在纵向一条线上的水损害(主要是坑槽)。尤其是在桥面水泥混凝土上铺装的沥青路面，表现为在行车道与超车道之间处，雨后数天仍有明显的水从孔隙中冒出。通过专门现场取样和碾压验证，采用钻芯空隙率和渗水量对比试验得出如下结论：超车道空隙率(5%-7)、渗水较多，每分钟70140ral以上，尤其是在雨后流水孔处，试验仪器中的水在一分钟内即全部流完，且不冒泡，表面无明显

32、的水流出，有些无水流出时，流水全部流入结构内，表明它为连通空隙，且筛分级配偏粗。因为在采用全幅一次摊铺时，摊铺面两边集料往往偏粗。而正处行车道与超车道交界处集料往往偏细。行车道与超车道交界处（此处往往经过施工车辆在高气温下追密压实，如果己通车路段更是如此），有些是梯队排铺的纵向接头混合料松铺偏厚相对压实度较高，空隙率小。渗水少(每分钟5010ml，有时甚至为0ml，渗水过程有气泡冒出，表明它为非连通空隙)。而在行车道的外侧则与超车道情况相仿。由于超车道在行车道的路拱上端，在雨天，这一区域大面积的连通空隙构成了一个渗水面，（如路拱下部或桥面混凝土有低凹，就形成平面倾斜的蓄水坑），当水向路拱下端渗

33、流时，被行车左轮的密实带所阻拦，形成一种隐形纵向“拦水坝”效应，自由水被滞留在这个“拦水坝”边侧的“三角区”。这一渗流过程是缓慢的，雨后仍在向“三角区”补给而聚积（在返工开挖时，严重地点可见明显的聚积水），在遇到某点开口空隙时就在路的中间处向表面产生流水孔。（这种流水孔往往出观在混凝土桥面上，因为水无法向结构的下层渗透）。在多雨地区，这些聚积水难以“雨往路干”，雨后有明显的水迹，当积水带下端的路面存在诸如离析、粘油漏洒、或者下层低洼（如桥面混凝土的低洼）等缺陷时，这些综合性的薄弱部位就会产生不同程度、非连续性的水损害。此时，当路面结构的下层粘结不牢时，其层间形成可松动的缝隙，由于车轮的压力和抽

34、吸力作用，缝隙间产生的负压力将路表的雨水充分吸入，反复作用予骨料之间，使油膜产生水剥落，直至坑槽出现。如果下层为离析点，则这一现象更为严重。薄弱点的出现往往是非均匀性出现的，坑槽的出现也就不一定全部在纵向的一条直线上。因此与原有的观念相反，必须十分重视超车道的压实和胶轮碾压。一般措施有：a、紧跟初压进行胶轮碾压。b、两台胶轮压路机同时从两侧平行碾压。c、杜绝低温振动碾压。d、保证封油、粘油洒到边，不露白，且路拱上端可适当比下端洒油量略大（传统的作法往往是略少）。因为超车道行车相对偏少，不会因追密而产生泛油。三、研究成果（一）总结制定出标准高性能碾压工艺制定施工实施细则其中要点为：1、遍数优化剔

35、除即将压实曲线中压实度上升不明的遍数剔除；截取即将曲线尾端已达到压实度而又趋于平缓或呈下降趋势点的前几遍截取为有效遍数。组合即按不同机型的功能进行组合调整。2、基本流程 初压：宜采用双驱双振钢轮压路机2台，从两侧向中间紧跟摊铺机进行复盖性碾压。尽可能第一次启动高频低幅振动紧跟摊铺机进行碾压。如为单驱压路机，驱动轮向前，第一次碾压前进振动，快速返回(减轻碾轮线压力和压痕高差，使骨科向前进方向排列)。复压：继续采用双钢轮来回振动碾压l2遍。宜可采用胶轮压路机。采用胶轮压轮机紧跟前道工序碾压l2遍。宜可与钢轮轮翻进行。与初压交错进行(即不需等初压全幅压完在上复压)。终压：宜采用碾轮较宽钢轮压路机进行

36、复盖性收光碾压。与复压交错进行。速度不宜太慢。在上述流程基础上，通过生产试验路进行优化修定。工艺应力求简化，勿须受众多传统条款限制。例如，初压到复压到终压实际上是横向紧跟交错平行作业的，而不是上道工序全部完毕再进行下道工序的流水作业方式。3、现场压实要点采用粘温曲线规定的温度开始碾压。而所谓初压温度应该是第一次横向覆盖终点的碾压温度。碾压次数和碾压面长度可据气温决定，以尽可能避开温度敏感区，以每遍温度损失计算不影响终压温度为准；在尽可能的高温条件下进行胶轮碾压；对不同的混合料通过生产试验路决定碾压组合。4、相关因素控制要点混合料最大理论密度和标准密度要准确相符，级配、油石比检验应在设计范围内。

37、 在生产试验路取得尽可能多的压实次数的压实曲线进行曲线分析。至混合料达到拒压状态，钻芯检验合格时，表明混合料为高性能混合料。否则应进行混合料调整。取压实度达到100的压实遍数为选用遍数，减少多余的压实遍数，并以此压实度验证和修正室内马歇尔击实的标准密度。采用核子仪跟踪测试压实度和数显温度计跟踪测试摊铺温度和终压温度摊铺初始压实度应达到85以上。出现推移应进行混合料组成，材料湿度，细料、天然砂掺量、初始密度等进行调整。较粗的混合料应适当增加碾压温度和碾压次数，必要时可以强振。成型路面应进行渗水检验，并在雨后观察是否有不均匀的水迹现象。检验混合料的马歇尔试验应采用与各设计阶段试验相同固定的粘一温曲

38、线温度成型。必要时取样做动稳定度试验和冻融劈裂试验。（二）采用压实度和空隙率双重控制许多高速公路都采用了压实度空隙率双重控制方法，取得一定成效。但如果仅为了保证空隙率或单纯评价压实度，使一些不耐压的混合料没能达到拒压状态，掩盖了混合料本质性能不足的问题。现将所采用的控制方法专述如下：（1）压实度控制压实度指被压实的沥青混合料的密度接近于设计密度的程度，由丁设计密度的空隙率有一个允许范围，如果采用一个固定的压实度标准>97，则有可能出现空隙率超出允许范围的可能性。如，当设计空隙率为6时，而压实度为97，其剩余的空隙率为（100-97）3时，则设计空隙率+压实剩余空隙率=6+3=9，因此，在

39、施工现场控制中可根据设计空隙率的大小决定压实度控制点，即设计空隙率越大，标准密度就越小，所要求的压实就应越高。变固定的压实度控制值为动态的压实度控制值：动态压实度控制值100-（6-生产设计空隙率）生产设计空隙率允许范围为3%6%动态压实度控制值-处上界限时，单点压实度有超出100%的可能，但不宜超出12%：处下界限时，单点压实度有小于97%的可能性，在保证统计评定值的前提下不宜小于96%。（2）空隙率控制例1：压实空隙率=生产设计空隙率+(100压实度)施工压实空隙率允许范围3%-7%，因此，它应与压实度一起进行双重控制。空隙率控制与压实度控制不同的是，它既反映混合料的压实密度，也反映混合料

40、的压实性能和分析出压实度、空隙率的真实性。如下例：检验压实空隙率=3%，检验压实度=98%，按前式交换计算3-(100-98)=1，证明混合料的生产设计空隙经过高性能终压实验只有1%，是性能不合格的混合料。假如提供的设计空隙率为3%证明其不够真实，或者标准密度试验或相对理论最大密度试验不规范，如击实温度不准确。又如：验证的生产设计空隙率=3%检验的压实空隙率=7%检验计算的压实度：98%则，100-(7-3)=96，压实度为96%。证明压实度98%的计算不真实，即确定或验证的标准密度过小。（3）标准密度真实性的重要性施工过程中，标准密度是有变化的，保证确定的击实温度是一个决定性的因素，往往被监

41、理人员所疏忽。下图（10）是一种混合料温度与空隙率的变化关系曲线。图（10）由图可知，任何一个稍有经验的试验人员，只要选择（或任意改变）击实温度，就可以使混合料的标准密度得以改变。也就是说提供一个虚假试验所取得的标准密度，进而作出一个虚假的压实度和空隙率评定，甚至会使整个路面的使用性能落空。所以，规定混合料标准密度击实温度统一采用粘一温曲线温度，相对最大理论密度采用理论密度仪实测。同时也证明，采用现场高性能碾压工艺验证混合料性能是十分必要的，而且比单纯的钻芯抽样分析更具有整段覆盖性。要认识到，不同的沥青感温性能和混合料要通过大量的生产实验寻求到最佳的压实温度，而温度也是一种宝贵的生产资源，有效利用对提高工程经济效益大有作用。在施工过程中，许多工程技术人员错误地将现场单纯的空隙率作为路面使用性能指标，不管该混合料压实性能是否达到了拒压状态，盲目认为只要压到（实质上是留出）合适的空隙率，就可以终止