Superpave是美国公路战略研究计划(SHRP)的研究成果，通过近些年的研究实践，在我国已积累了一些经验。本文提出了在Superpave沥青路面技术施工中混合料压实和离析的问题及对策。 

 

Superpave是美国公路战略研究计划(SHRP)的重要研究成果，是一种改进的基于路面性能的体系。虽然该方法提出了一种新的、性能优良的高性能沥青混合料，但是要保证高性能沥青路面的质量和长期路用性能，仅仅具备完整、科学的室内设计方法而没有相应的施工技术作后盾是远远不够的。

 

由于Superpave混合料是一种连续级配的骨架嵌挤密实结构，加之其粗集料较多，具有较高的抗剪切强度和抗变形能力，进行施工时较易离析且难于压实。因此有必要对该混合料的离析防治和压实工艺进行研究。

 

1离析问题

从根本上讲，离析就是混合料中不均匀的现象，广义地讲离析分为三种:级配离析、温度离析和集料与沥青的离析。

 

离析的存在使实际级配与设计级配发生偏离，其中一部分混合料中的细集料含量增多，另一部分混合料中的粗集料含量增多，混合料的性能发生变化，达不到预期的使用性能，因此应尽量防止离析的发生。对于Superpave混合料而言，离析问题主要是级配离析和温度离析。

 

1.1级配离析

因为Superpave混合料中粗集料相对较多，在混合料的装卸过程中容易造成级配离析。解决的方法有:

Ⅰ、混合料应注意装车卸料方式。在装料时应前后移位，第一次靠近汽车的前部，第二次靠近汽车的尾部，第三次在汽车中部，避免料堆过高而造成离析。卸料时亦最好分三次进行比较合理。

Ⅱ、应使摊铺机两侧挡板处尽可能多地堆积混合料，使摊铺机两端的混合料下部处于受压状态。

Ⅲ、调整螺旋布料器的速度，使之连续旋转。螺旋布料器周围料的高度以略高于螺旋布料器的2/3为宜，如果布料器周围缺乏材料，粗集料就会滚落到外部而导致离析。

Ⅳ、对Superpave混合料的级配进行严格控制，定期进行抽提检验。

 

1.2温度离析

在施工过程中，许多时候难于发现离析，尤其是温度离析。目前的研究也往往借助于红外摄像装置才能够捕捉到这种现象。有关试验结果发现:摊铺时温度存在明显差异处的混合料，在碾压完成后得到的空隙率同样存在着明显的差异。如果摊铺层上某区域温度较低，会导致密度不均，进而造成局部空隙率过大，平整度急剧下降;在局部区域过大的地方，水更容易进入到沥青混合料内部，进入冬季以后，混合料内部的水冻结使路面破坏产生坑洞。这种现象与粗集料离析而带来的坑槽很相似，但本质上并不相同。为了解决这个问题，美国研究了一种沥青混合料再拌运输设备MTV，可以缓解该问题。但要完全解决这个问题，以我国现有设备还是相当困难的，这就需要我们在施工中做好资源调配，安排好时间，尽量减少运输车的等待时间。

 

2 压实工艺

沥青混合料压实的主要目标是:在高温时通过集料颗粒的最大接触以提供抵抗变形的骨架，获得合适的空隙率，提高防渗性，改善耐久性。Supeprvae混合料由于对集料的棱角性和和颗粒形状、表面纹理等做了规定，集料多为表面粗糙、多棱角，因而内摩阻力较大，在压实特性上表现为难于压实。

 

从压实理论来看，在两种情况下混合料的压实会变得比较困难:

①过应力状态:沥青混合料的稳定度较低，无法支撑轮碾机械重量，进一步压实后，混合料会滑向两侧或出现裂缝，其混合料密实程度没有有效地增加。

②未足应力状态:如果混合料过于稳定或压实机械重量不足而使轮碾没有充分收缩而形成足够的剪应力。

这两种状态的最佳点随混合料工作性、压实机械的类型和轮碾次数的变化而变化。因此，对于压实工艺的研究，应该基于这两点，从压实机械的吨位、轮胎压力、压实次数等方面进行施工试验研究。

 

2.1压实机械的选择

①、初压是最关键的压实阶段，这时集料颗粒相互移动、重新排列，从而形成骨架。初压时建议选择钢轮压路机，因为胶轮压路机容易产生轮迹，并很难恢复。

②、复压是附加的压实，它的作用是使沥青结合料产生移动，进行空隙填充和进一步排走混合料内部空气。复压建议选择胶轮压路机。

③、终压是最小的附加压实，其作用仅在于光面，建议选择钢轮压路机进行最后的平整工作。 

 

2.2压实方案的选择

鉴于Supeprvae混合料较难压实的特性，某高速公路在Superpave混合料的施工中采取了三种压实方案进行对比研究，从中得出了一种较好的Superpave混合料压实方法，经实践证明是行之有效的。 

 

方案1:

初压:12~13t双钢轮压路机静压1遍;

复压:25t胶轮压路机碾压1遍—12~15t双钢轮振动压路机振动(振动频率宜为35~50Hz，振幅宜为0.3~0.8mm)1遍—胶轮压路机2遍。

 

方案2:

初压:12~13t双钢轮压路机静压1遍;

复压:25t胶轮压路机碾压2遍—12~15t双钢轮振动压路机(振动频率宜为35~50Hz，振幅宜为0.3~0.8mm)前进方向关闭振动，后退开振，共1遍—胶轮压路机2遍;

终压:终压应紧跟在复压后进行。12~15t双轮钢筒式压路机静压2遍，并无明显轮迹。

 

方案3:

初压:12~13t双钢轮压路机静压1遍;

复压:25t胶轮压路机碾压2遍—12~15t双钢轮振动压路机静压2遍—25t胶轮压路机2遍;

终压:终压应紧跟在复压后进行。12~15t双轮钢筒式压路机静压2遍，并无明显轮迹。 

 

从压实效果来看，按照方案2进行碾压时，压实度达到98%，Superpave混合料得以充分压实，且满足平整度和矿料不被破碎的要求。施工实践证明:初压时，使用钢轮压路机前进方向静压、后退方向振动的压实方法，对Superpave混合料的压实是非常有效的，初压时的振动对于提高压实度是很有好处的。这种方法在国内其他试验路，如连云港汾灌高速公路、广东开阳高速公路等也都得到了有力地验证。

 

2.3压实温度规定

Superpave混合料由于粗集料较多，散热较快，因而要求其出厂温度较高，一般比AC混合料高10℃左右。同时也应该相应提高压实温度。为了避开Superpave混合料的Tenderozne， (82~118℃)，因此要求结束初压时温度不低于140℃，结束复压时温度不低于120℃，否则进入TenderZone，则很难再压实。终压结束时的温度必须高于80℃，否则再行碾压已经达不到提高压实度的效果。 

 

为了解决Superpave混合料的级配离析和温度离析问题，应加强对集料的生产和管理，注意运料车的装、卸料方式，并控制好摊铺速度。同时还需要对现有的摊铺和压实设备进行改进，并在施工中不断进行调整。同时，为了保证Superpave的施工工艺，应建立完整的质量保证控制体系，对施工现场的情况进行监控和观测，随时发现问题，加强质量管理和检查。