瀝青混凝士路面壓實(shí)新工藝研究

梅興民

（濮陽縣公路管理局，河南 濮陽 457100）

1 傳統(tǒng)瀝青砼路面施工作業(yè)壓實(shí)工藝存在的問題

通常的瀝青混凝土路面鋪裝施工的壓實(shí)工藝，初始碾壓一般采用重量較輕的雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓。在壓實(shí)時(shí)，首先使用大噸位鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，然后使用橡膠輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，最后使用雙鋼輪壓路機(jī)最終壓實(shí)，達(dá)到表面平整。上述的壓實(shí)工藝存在以下問題。

1.1 初始?jí)簩?shí)時(shí)間長，無法保證在高溫下完成復(fù)壓

瀝青混凝土在高溫狀態(tài)下才能取得較好的壓實(shí)效果，以確保壓實(shí)質(zhì)量。降低一定溫度后，無論是增加壓實(shí)機(jī)械的噸位還是增加壓實(shí)次數(shù)，都不能達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)效果，結(jié)果表面粗集料破碎，表面油膜不均勻，壓實(shí)度無法滿足要求。因此，保證路面施工在高溫下壓實(shí)是保證路面質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)的壓實(shí)工藝是鋼輪壓實(shí)機(jī)械和膠輪壓實(shí)機(jī)械分別壓實(shí)，導(dǎo)致復(fù)壓時(shí)間過長，混合料溫度降低較快，如果在下承層溫度較低的前提下作業(yè)時(shí)，溫度降低會(huì)更快，將嚴(yán)重影響路面的壓實(shí)效果，無法保證路面的壓實(shí)質(zhì)量，是造成公路路面破壞的主要原因。

根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，按照50m 為一個(gè)壓實(shí)段落進(jìn)行控制，安排5 臺(tái)壓實(shí)設(shè)備，壓實(shí)速度在3km/h 左右，完成初始?jí)簩?shí)，復(fù)壓和最終壓實(shí)需要1～2 個(gè)小時(shí)。壓實(shí)過程在如此長的壓實(shí)時(shí)間中，瀝青混合料的溫度損失會(huì)非常多，特別是在低溫下，表面溫度低，并且每層路面都非常薄，直接攤鋪到低溫下承層上的瀝青混合料溫度損失的會(huì)更快，因此，如何采取措施縮短壓實(shí)時(shí)間成為首要任務(wù)。

提高壓實(shí)效率，縮短壓實(shí)時(shí)間，可以從壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)過程兩個(gè)方面進(jìn)行處理。如何挖掘設(shè)備上的潛力（如增加噸位，提高整機(jī)性能等）不屬于本次項(xiàng)目課題組研究的范圍。近年來，路面施工機(jī)械發(fā)展迅速，瀝青混凝土拌和設(shè)備，攤鋪機(jī)和路面壓實(shí)設(shè)備的性能得到了很大提高，但還是出現(xiàn)了壓實(shí)、攤鋪和混合料供應(yīng)之間的不匹配，瀝青混凝土路面表面粗集料被壓碎，油膜破裂，壓實(shí)度無法滿足設(shè)計(jì)要求。作者和項(xiàng)目課題研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為是壓實(shí)過程和機(jī)械組合與排列存在問題。

1.2 壓實(shí)遍數(shù)控制不清，普遍存在漏壓

在傳統(tǒng)的壓實(shí)過程中，控制壓實(shí)遍數(shù)比較困難。由于多個(gè)壓實(shí)機(jī)械混合在一起完成壓實(shí)操作，因此機(jī)械操作手之間的配合是關(guān)鍵。機(jī)械操作手的工作責(zé)任心問題是漏壓的主觀原因。壓實(shí)設(shè)備管理人員的數(shù)量不足，設(shè)備管理人員的素質(zhì)也不盡相同，壓實(shí)設(shè)備數(shù)量較多，來回穿梭不停地運(yùn)動(dòng)，很難按照管理人員交底的重疊寬度和壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行操作，普遍存在漏壓現(xiàn)象。

1.3 壓實(shí)后的平整度效果不理想

先使用膠輪壓路機(jī)初壓，然后利用雙鋼輪壓路機(jī)的振動(dòng)壓實(shí)有利于提高瀝青混凝土路面的壓實(shí)度。但是，由于橡膠輪的輪子在高溫下太重，因此不利于提高平整度。通常，橡膠輪放置在復(fù)壓的后期，這也帶來了平整度的問題。盡管橡膠輪放置在后期階段，但仍有明顯深輪跡。復(fù)壓后期的溫度已經(jīng)非常低，并且很難通過最終壓實(shí)消除輪跡，導(dǎo)致壓實(shí)后的平整度效果不理想。當(dāng)前，瀝青混合料運(yùn)輸車輛較多，路面攤鋪機(jī)不能連續(xù)作業(yè)的問題得到了有效解決，嚴(yán)格控制路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)流程，設(shè)專人跟蹤攤鋪機(jī)完全可以處理攤鋪中的一些問題。當(dāng)前，需要解決路面作業(yè)過程中存在的主要問題，路面成型后的平整度偏低。

1.4 低溫壓實(shí)和漏壓對(duì)路面施工質(zhì)量的影響

由于低溫壓實(shí)，漏壓普遍，嚴(yán)重的溫度離析和低平整度等問題，傳統(tǒng)的壓實(shí)方法存在一系列后果：路面質(zhì)量差，局部壓實(shí)不足和溫度離析。增加路面滲透性，致密的半剛性基層很難排出滲透水，導(dǎo)致瀝青和骨料在汽車的動(dòng)態(tài)水壓下出現(xiàn)剝落，會(huì)使路面面層過早出現(xiàn)坑槽和表面松散，同時(shí)，由于壓實(shí)不充分，路面很容易出現(xiàn)車轍，導(dǎo)致路面的平整度差，摩擦系數(shù)變小，路面面層質(zhì)量問題過早產(chǎn)生，影響行車安全。

2 瀝青混凝土路面壓實(shí)機(jī)械組合同步壓實(shí)新工藝試驗(yàn)研究

筆者帶領(lǐng)項(xiàng)目課題組，在大廣高速公路濮陽段工程項(xiàng)目路面面層施工時(shí)，對(duì)瀝青混凝土面層施工壓實(shí)工藝進(jìn)行了路面壓實(shí)機(jī)械組合同步壓實(shí)新工藝試驗(yàn)研究，取得了良好的效果，具體步驟如下。

2.1 分段壓實(shí)

按照50～60m 分段，作為壓實(shí)控制段落，6 臺(tái)壓路機(jī)一起工作，一個(gè)壓路機(jī)處于前面進(jìn)行初始碾壓（采用11t 高頻低幅雙鋼振動(dòng)壓路機(jī)），復(fù)壓時(shí)按左右半幅各安排一組壓路機(jī)，每半幅各安排一臺(tái)高頻低幅雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)和一臺(tái)橡膠輪壓路機(jī)（≧32t）的組合。每組壓路機(jī)采用相同的步距和速度，共同推進(jìn)和后退，實(shí)際控制的碾壓遍數(shù)為8 遍。最終壓實(shí)采用1 臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行收面，削除輪痕，提高路面整體的平整度。現(xiàn)場(chǎng)只需安排一個(gè)管理人員對(duì)路面壓實(shí)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行控制，并且復(fù)壓時(shí)組合的壓實(shí)機(jī)械設(shè)備速度接近，壓實(shí)遍數(shù)容易控制。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際管理時(shí)，可只對(duì)復(fù)壓時(shí)安排兩組壓路機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)控制，確保這兩組壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù)能夠保證四遍，就可滿足瀝青混凝土路面的壓實(shí)功要求。同時(shí)，控制好初始?jí)簩?shí)和最終壓實(shí)，以適合于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工效果，并且不再強(qiáng)調(diào)碾壓遍數(shù)。經(jīng)項(xiàng)目課題組總結(jié)試驗(yàn)效果，證明該方案壓實(shí)遍數(shù)清晰，控制方便，現(xiàn)場(chǎng)施工管理容易。

2.2 連續(xù)壓實(shí)

瀝青混凝土路面攤鋪現(xiàn)場(chǎng)施工不劃分壓實(shí)段落，5 臺(tái)壓實(shí)機(jī)械組合操作，初壓安排一臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)和一臺(tái)膠輪壓路機(jī)，2 臺(tái)壓路機(jī)組合為一組進(jìn)行壓實(shí)，復(fù)壓同樣一樣安排2 臺(tái)壓路機(jī)組合壓實(shí)，終壓安排1 臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，初壓和復(fù)壓的每套組合，前后距離約2m，同步前進(jìn)和后退。每個(gè)組合負(fù)責(zé)半幅，初始?jí)簩?shí)時(shí)直接打開振動(dòng)，每個(gè)組合壓實(shí)一遍，相當(dāng)于壓實(shí)兩遍，其中雙鋼輪壓路機(jī)壓實(shí)一遍，膠輪壓路機(jī)壓實(shí)一遍。

攤鋪機(jī)后面緊跟有4 臺(tái)壓路機(jī)，雙鋼輪和膠輪壓路機(jī)各2 臺(tái)。每次壓實(shí)完成后，總進(jìn)度為5m。當(dāng)壓路機(jī)組合退回時(shí)，它將返回到起始位置。壓實(shí)次數(shù)沿著攤鋪機(jī)的方向每5m 傳遞一次，也就是說，第1 個(gè)5 米完成壓實(shí)5 遍，第2 個(gè)5 米壓實(shí)4 遍，第3 個(gè)5 米壓實(shí)3 遍，第4 個(gè)5 米壓實(shí)2 遍，第5 個(gè)5 米壓實(shí)1 遍。循環(huán)前進(jìn)，小步距流水連續(xù)作業(yè)，緊跟攤鋪機(jī)，最終完成全部作業(yè)面的壓實(shí)工作。

連續(xù)壓實(shí)，流水作業(yè)，流水步距為5 米的連續(xù)作業(yè)方法，這樣節(jié)省了初始?jí)簩?shí)，縮短了整體的碾壓時(shí)間。在低溫的施工環(huán)境下，可采用本方法進(jìn)行作業(yè)，可在高溫下完成混凝土混合料的壓實(shí)，用時(shí)較短，能達(dá)到較好壓效果。瀝青混合料在瀝青混凝土拌和站的出倉溫度可降低5～10℃。它可以節(jié)省混合料的拌制成本，并提高工作效率。

3 組合同步壓實(shí)新工藝的優(yōu)點(diǎn)

（1）提高壓實(shí)效率。在相同的速度下，壓實(shí)機(jī)械組合同步壓實(shí)復(fù)壓效率提高一倍，整體壓實(shí)效率提高了40%。

（2）壓實(shí)過程中，面層復(fù)壓時(shí)溫度高，用時(shí)短，對(duì)提高路面的整體壓實(shí)質(zhì)量非常有幫助。

（3）壓實(shí)遍數(shù)易于控制。組合壓實(shí)道次非常清晰，易于控制壓實(shí)質(zhì)量，避免過度壓實(shí)和漏壓，使道路壓實(shí)質(zhì)量更均勻，利于保證瀝青混凝土路面的壓實(shí)度。

（4）利于保證路面的平整度。傳統(tǒng)的路面壓實(shí)方法是鋼輪和橡膠輪壓路機(jī)分開壓實(shí)，沒有進(jìn)行組合，容易形成較重的輪跡，不利于提高路面的平整度。把雙鋼輪壓路機(jī)和橡膠輪壓路機(jī)組合在一起進(jìn)行壓實(shí)可以及時(shí)消除輪跡，并且可以保證路面的平整度。

（5）可提高路面的整體質(zhì)量。路面壓實(shí)質(zhì)量的提高有利于減少公路路面的早期破壞。公路路面早期破壞和壓實(shí)不充分及溫度離析有很大關(guān)系，這兩方面的改進(jìn)，改善了路面整體的質(zhì)量水平。

（6）提高工作效率，節(jié)省路面工程的施工成本。組合同步壓實(shí)在復(fù)壓階段縮短了壓實(shí)時(shí)間，混合料在拌制時(shí)出倉溫度可降低約5℃，降低了混合料的拌制成本，同時(shí)提高了路面工程的施工效率。

（7）有利于提高路面的壓實(shí)度。在相同的壓實(shí)遍數(shù)下，壓實(shí)度可得到提高，由于膠輪壓路機(jī)和雙鋼輪壓路機(jī)在路面施工復(fù)壓結(jié)段同步組合碾壓，瀝青混合料受到均勻壓力，膠輪壓路機(jī)在較高溫度下對(duì)瀝青混合料進(jìn)行揉搓和擠壓，使瀝青混合料中的粗細(xì)集料重新分布，減少了摩擦阻力，提高了壓實(shí)效果，有利于提高瀝青混凝土路面的壓實(shí)度。

4 組合同步壓實(shí)施工注意事項(xiàng)

（1）組合同步壓實(shí)瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)時(shí)，膠輪壓路機(jī)與高頻低幅雙鋼輪壓路機(jī)非常靠近，機(jī)械操作手應(yīng)做好配合，最好在施工前進(jìn)行練習(xí)，做到熟悉本方案的操作步驟，嚴(yán)格按照技術(shù)交底的要求進(jìn)行壓實(shí)。

（2）該計(jì)劃實(shí)施后，監(jiān)管人員和施工單位領(lǐng)導(dǎo)非常支持，但一些壓路機(jī)司機(jī)強(qiáng)烈反對(duì)。其中一個(gè)原因是他們習(xí)慣了舊模型，并且不想努力學(xué)習(xí)新模型。第二個(gè)原因是新工藝使壓路機(jī)司機(jī)不能松懈。因此，新方案遇到阻力時(shí)也要強(qiáng)力執(zhí)行，否則將會(huì)影響路面施工質(zhì)量。

（3）在采用組合式碾壓工藝時(shí)，復(fù)壓遍數(shù)控制不低于8遍，也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工況經(jīng)試驗(yàn)確定具體碾壓遍數(shù)。

（4）經(jīng)項(xiàng)目課題組試驗(yàn)，級(jí)配良好的瀝青混合料可以直接打開高頻底幅雙鋼輪壓路機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行碾壓，也可以采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓；當(dāng)發(fā)現(xiàn)初壓時(shí)開始振動(dòng)，導(dǎo)致混合物嚴(yán)重移位時(shí)，應(yīng)使用靜壓。

（5）同步組合進(jìn)行碾壓時(shí)，雙鋼輪壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)的組合，本工藝對(duì)兩臺(tái)壓路的先后次序未作要求，但要求雙鋼輪壓路機(jī)必須采用“高頻低幅”作業(yè)方式進(jìn)行施工。雙鋼輪壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)的組合同步進(jìn)行碾壓時(shí)，揉搓與振動(dòng)共同作用，壓實(shí)機(jī)理與傳統(tǒng)壓實(shí)機(jī)理可能很大的不同。同時(shí)，希望有類似施工經(jīng)驗(yàn)的同行和專家加強(qiáng)瀝青混凝土路面壓實(shí)工藝的方面研究，建立路面壓實(shí)機(jī)械組合同步壓實(shí)方面相關(guān)的工藝模型，完善該工藝的研究。

5 結(jié)語

瀝青混凝土路面施工在復(fù)壓階段采用高頻底幅雙鋼輪壓路機(jī)與較大噸位膠輪壓路機(jī)組合同步碾壓的施工方法，壓實(shí)時(shí)間短、壓實(shí)效率高、溫度損失小、平整度效果好、使路面的整體壓實(shí)質(zhì)量得到提高。經(jīng)課題組試驗(yàn)和多條高速公路路面施工實(shí)踐驗(yàn)證，該施工方法可節(jié)約壓實(shí)機(jī)械效率38%、減少壓實(shí)時(shí)間48%，路面在同等碾壓遍數(shù)壓實(shí)度可提高1%～2%，可提高路面平整度。壓實(shí)遍數(shù)清晰可控，杜絕了以往漏壓和膠輪壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù)偏少的問題，易于控制瀝青混凝土路面施工的壓實(shí)質(zhì)量。