公路瀝青路面施工過程中振蕩壓實技術(shù)分析

文/戚玉華、黃穎

1 前言

路面壓實施工技術(shù)是整個瀝青路面壓實施工過程中必不可少的一項關(guān)鍵技術(shù)，但是在實際施工過程中或多或少都會存在一些問題和缺陷，所以本文主要對公路瀝青路面施工過程中的振蕩壓實技術(shù)進(jìn)行了理論分析和探討。

2 振蕩壓實技術(shù)的原理

在瀝青路面采取振蕩壓實的施工中，振蕩壓路機的兩個偏心軸會在一個齒狀傳送帶中心激振軸的相互影響下，出現(xiàn)兩個相反的激振力。由于這兩個激振力大小相同、方向相反，因此它們會互相抵消，整體的合力壓實在滾輪的周圍和徑向上始終都是零，從而使得滾輪在自身受到重力影響時始終緊緊地粘附在壓實層上[1]。因為這兩個反向相等的激振力之間相互作用沒有發(fā)生在同一條垂直線上，所以其會在一個旋轉(zhuǎn)的平面上產(chǎn)生一個激振力的偶矩。但是，當(dāng)偏心軸被激振轉(zhuǎn)移時，偏心軸也可能隨之轉(zhuǎn)移，從而改變激振力的旋轉(zhuǎn)方向。而隨著中心激振軸的轉(zhuǎn)動和激振力以及旋轉(zhuǎn)方向不斷發(fā)生變化，機械滾輪上便會出現(xiàn)反復(fù)相互作用的交變扭矩，進(jìn)而帶動滾輪扭轉(zhuǎn)振動，瀝青路面會同時出現(xiàn)連續(xù)振蕩波，且沿著瀝青鋪設(shè)層的水平線方向進(jìn)行傳送。

在滾輪中心軸迅速運轉(zhuǎn)的過程中，由于相互交變扭矩的影響，滾輪會對地面產(chǎn)生前后相同方向的高頻率振動和壓力波，在交變剪切應(yīng)力重復(fù)作用下瀝青鋪設(shè)層就會產(chǎn)生剪切破壞，而且被壓層還會受到連續(xù)靜荷載的壓力從而發(fā)生垂直位移。在垂直位移和振蕩壓力波的共同作用下，土粒質(zhì)點會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，質(zhì)點重新進(jìn)行組合排列，進(jìn)而通過互相擠壓去掉孔隙，擠出土中的水分，達(dá)到壓實效果。

3 振蕩壓實技術(shù)施工要點

3.1 縱接縫中的振蕩壓實技術(shù)

所謂的縱接縫，就是兩臺瀝青原料攤鋪機在一個并列方向前行的過程中，兩臺攤鋪機器之間所遺留出來的縱接縫。由于該條接縫所用瀝青原料溫度以及特性等條件基本相同，所以只需要使用振蕩壓實機對縱接縫之間進(jìn)行一個來回的振蕩和壓實，就可以直接達(dá)到我們預(yù)期的瀝青平整度和均勻壓實度。通常情況下，在對道路進(jìn)行各種瀝青材料攤鋪的日常施工管理過程中，兩臺瀝青攤鋪機械都必須在同一運行方向依次開動，一前一后，這樣前一臺所遺留下的質(zhì)量問題，后一臺就可以及時進(jìn)行補充，從而最大程度上提升瀝青攤鋪工作的運行效率，同時瀝青原材料也不會因此而浪費[2]。

兩臺攤鋪機所遺留出來的兩個接縫，會由振蕩壓實機進(jìn)行多次碾壓。在振蕩壓實機進(jìn)行碾壓的操作過程中，要將兩輪錯開碾壓，從而將碾壓的作用發(fā)揮到極致。如果在公路瀝青施工過程中，只使用一臺攤鋪機，不僅會出現(xiàn)攤鋪時間過長等情況，還會影響振蕩壓實的整體效果。

因此，當(dāng)一臺攤鋪機在開始運作的同時，振蕩攤鋪機可以從另一側(cè)開始進(jìn)行振蕩碾壓，在與車體邊緣30～50cm 的接縫地方進(jìn)行多次振蕩碾壓壓實，當(dāng)振蕩碾壓壓實效果已經(jīng)達(dá)到一個預(yù)設(shè)碾壓標(biāo)準(zhǔn)后，再從右側(cè)開始進(jìn)行振蕩壓，最終順利完成整個攤鋪瀝青路面內(nèi)部接縫的振蕩碾壓工作，確保整個瀝青路面的接縫具有平整性和結(jié)實性。

3.2 橫接縫中的振蕩壓實技術(shù)

一般而言，瀝青路面上的物料在后期攤鋪的使用過程中，彼此之間所形成的一條縫隙將其統(tǒng)稱為橫接縫，橫接縫對攤鋪瀝青路面后期的使用效果和產(chǎn)品使用周期等都有直接的影響。

在碾壓過程中，振蕩壓實機需要一段時間停留在完好的攤鋪路面上，同時需要利用15cm 寬的輪子對所有攤鋪中的物料進(jìn)行依次碾壓，完成依次碾壓后，再從頭開始，繼續(xù)進(jìn)行一次全方位、全過程的振蕩壓實，進(jìn)而確保所有橫接縫具有平整性。如果是在相鄰攤鋪區(qū)域之間沒有進(jìn)行物料的攤鋪，那么在本區(qū)域內(nèi)路面進(jìn)行壓實之后，則需要應(yīng)用一種特殊復(fù)合材料的地墊將振蕩壓路機引導(dǎo)出來，從而避免對攤鋪路面物料產(chǎn)生較大擠壓性的創(chuàng)傷。

一般情況下，對橫接縫進(jìn)行碾壓后，再對縱接縫進(jìn)行碾壓。只有將橫接縫碾壓平整后，才能對縱接縫進(jìn)行再次壓實。如果一次碾壓工程結(jié)束后，碾壓效果未能達(dá)到碾壓工程的正常碾壓指標(biāo)，則還需要繼續(xù)進(jìn)行二次階段碾壓。另外，初壓、復(fù)壓和終壓這三個關(guān)鍵階段碾壓是必不可少的，只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的平整度以及結(jié)實度的檢測，才能竣工。

3.3 振蕩壓路機的選擇

在公路瀝青路面施工過程中，需要根據(jù)施工機械配套的實際工作情況來選擇合適的振蕩壓路機，振蕩壓路機的實際工作效率主要是通過體積率和生產(chǎn)率來確認(rèn)的，同時還要考慮其壓實的深度以及所涉及的鋪層厚度，使得碾壓速度保持3～6km/h，鋪層厚度控制在0.3～0.5m。在瀝青路堤、基層和道路底層結(jié)構(gòu)部分的道路施工中，振蕩壓路機的面積生產(chǎn)率主要是通過單位面積時間內(nèi)所壓實路面的表面積來進(jìn)行確認(rèn)的，一般在瀝青路面施工中較為適用。將以上數(shù)據(jù)作為前提，根據(jù)工程的實際情況選擇合理的振蕩壓路機，可以確保工程順利開展。在路基與底基部分的壓實施工過程中，一般情況下選用功率較大的振蕩壓路機；對于路面作業(yè)時，可以選擇中型聲波振蕩壓路機，有效提升道路密實度和道路平整性；對于路肩和橋涵等小坡度范圍道路作業(yè)時，一般情況考慮選用輕型振蕩壓路機，有效避免給路緣道路造成不良損害，同時對其他結(jié)構(gòu)部分也不會產(chǎn)生不良影響。另外，瀝青建筑材料中可能含有一定的碎石和礫石，應(yīng)盡量選用振動功率較大的電機振蕩器或壓路機。

4 振蕩壓實過程中的質(zhì)量控制

4.1 初壓階段的工作

為了有效確保施工路面壓實的平整性，在振蕩壓實過程中，需要由工程管理人員負(fù)責(zé)看管夯實時的初壓。混合材料在進(jìn)行夯實時，施工人員必須要掌控好混合作業(yè)材料攤鋪時的溫度，避免溫度過高而影響工程的整體質(zhì)量。因此，施工人員通常需要具備較高的施工專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)，在瀝青路面施工過程中，合理控制路面初壓時的工作溫度以及鋪筑厚度等，以此確保瀝青路面夯實的強度及穩(wěn)定性，同時瀝青的稠度也要嚴(yán)格控制在國家標(biāo)準(zhǔn)要求范圍之內(nèi)，以此才能充分保障瀝青路面的初壓質(zhì)量。

此外，在施工過程中，還需要嚴(yán)格按照一定施工時間順序按時進(jìn)行合理作業(yè)，以此有效保障路面夯實的工作質(zhì)量[3]。主要的施工作業(yè)順序是由一個路段外側(cè)向內(nèi)依次進(jìn)行初壓的作業(yè)，并逐漸向路面中心進(jìn)行碾壓。如果有遮擋物出現(xiàn)在路段的邊緣，振蕩壓路機需要緊貼支擋部位進(jìn)行壓實作業(yè)，從而有效提高道路初壓作業(yè)質(zhì)量。在初壓作業(yè)時，必須根據(jù)路面壓實工作順序進(jìn)行施工，確保每一道基礎(chǔ)工序的壓實質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上層層鋪墊，確保每層夯實質(zhì)量。

4.2 復(fù)壓階段的工作

初壓階段的施工工作已經(jīng)完成之后，還需要將瀝青路面重新進(jìn)行一次復(fù)壓，以此確保施工瀝青路面質(zhì)量。在振蕩壓實工作中，復(fù)壓是關(guān)鍵，復(fù)壓時可以考慮利用振蕩壓路機通過施工過程中所使用的瀝青混合料對其路面重新進(jìn)行反復(fù)壓實，在此工作過程中要注意保證其振壓的頻率和震動振蕩的幅度[4]。一般情況下，將其振蕩幅值設(shè)置在0.3～0.8mm，振動頻率的值設(shè)定為35～50HZ。另外，在日常振蕩壓實的工作過程中，還要著重考慮路面所需要壓實的厚度和溫度，因為當(dāng)某些位置比較厚時，振蕩幅值和振蕩頻率就會被設(shè)置的更高。當(dāng)反復(fù)振壓，振蕩壓路機在正常運行一段距離后，必要時就可以采用倒車回原位的方式再次進(jìn)行振蕩作業(yè)。

此時，我們需要特別注意的一點就是要嚴(yán)格按照規(guī)定的方式進(jìn)行倒車壓實作業(yè)工作，進(jìn)而有效避免在公路振壓過程中可能出現(xiàn)鼓包等問題，嚴(yán)重影響壓實的操作質(zhì)量。此外，在倒車的過程中，壓路機不能連續(xù)地振蕩作業(yè)，當(dāng)其完全恢復(fù)原位之后，才可以進(jìn)行后續(xù)工作。

4.3 終壓階段的工作

終壓路面作業(yè)對于整個工程質(zhì)量來說有著非常重要的意義，它可以消滅之前作業(yè)過程中所留下的痕跡。在對路面進(jìn)行碾壓時，可以考慮選擇鋼筒式的壓路機，或者是利用去除振蕩功能的壓路機進(jìn)行最后一次終壓。通常情況下，終壓施工需要在混合材料溫度80℃以上進(jìn)行碾壓，碾壓1～2 遍后，就會將路面上的輪痕消除，大大提升了路面的平整度。路面壓實工程的質(zhì)量會直接影響公路工程項目的整體質(zhì)量，為了有效保證路面能夠具有高效的壓實效果，施工人員可以把傳統(tǒng)的壓實技術(shù)和振蕩式壓實技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，最大限度提升道路對于車輛的負(fù)載能力。

5 結(jié)語

在公路瀝青路面施工的過程中，壓實是施工過程中最后一道關(guān)鍵的工序，也是比較重要的一個環(huán)節(jié)，它對施工質(zhì)量的提升影響較大。壓實技術(shù)在當(dāng)前我國瀝青路面的壓實施工中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效保證了路面承受力的平衡均勻，而且還提高了施工過程中的穩(wěn)定性，為延長公路的使用壽命、保證行車安全提供了良好保障，促進(jìn)了我國公路運輸領(lǐng)域的健康快速發(fā)展。