市政工程路基面壓實施工技術(shù)的研究

趙德勇 （安徽水利開發(fā)股份有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

經(jīng)濟的快速發(fā)展之下，公路作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也得到了快速發(fā)展，選擇合理有效的壓實技術(shù)工藝對于保障路面性能意義重大。交通運輸業(yè)的發(fā)展讓交通量和軸載不斷提升，隨之而來的安全性、經(jīng)濟性要求也讓施工方對路面性能與施工質(zhì)量進(jìn)行重新認(rèn)識，這也是本文主要的研究方向。

1 影響壓實結(jié)果的主要因素

1.1 混合料溫度

溫度對于路基面壓實的影響非常顯著，在實際施工環(huán)節(jié)中需要明確溫度和壓實性能之間的關(guān)系，才能更好地滿足技術(shù)要求。工程實踐表明，瀝青料的壓實環(huán)節(jié)中，碾壓溫度是主要的影響因素之一。路面材料混合料具有顯著的熱塑性，其粘滯程度隨著溫度的變化而變化，也越容易在外力作用下增加密實度，取得更加平整的效果。但混合料溫度控制不當(dāng)，壓路機兩旁的材料出現(xiàn)隆起，此時需要的壓力較大，碾壓工作也必然存在著一定的難度。在確定混合料的碾壓溫度時也應(yīng)該考慮到多個方面的因素，包括碾壓次數(shù)、基層溫度、混合料類型等，這也需要技術(shù)人員不斷地總結(jié)各類因素進(jìn)行規(guī)劃[1]。

1.2 材料性能

壓實設(shè)備因素是影響路面壓實施工的外因，而路面材料因素則是影響壓實度的內(nèi)因。理論上，缺乏內(nèi)摩擦力且無法完全壓實的材料，都無法形成一定的穩(wěn)定度。實際上，混合料在壓實過程中隨著碾壓次數(shù)的不斷提升，混合料的溫度逐漸下降，內(nèi)摩擦力、內(nèi)聚力等有著顯著提高，形成了一定的穩(wěn)定性。以常用的瀝青材料為例，粘度較大的瀝青，混合料的抗壓實阻力較大。例如由于荷載作用超過路面各層的強度，發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久變形。這種車轍寬度較大，兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象形成的結(jié)構(gòu)性車轍，多半也是因為材料性能較差所導(dǎo)致的。

另外，集料顆粒較大，棱角多，為了達(dá)到理想的壓實度，也需要對粗集料和細(xì)集料的性質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制，例如棱角、顆粒形狀、表面構(gòu)造、吸水率等[2]。一般情況下集料的最大粒徑應(yīng)該小于鋪筑層厚度的1/2，否則在攤鋪和碾壓的過程中必然出現(xiàn)一系列的技術(shù)問題，難以壓實，甚至出現(xiàn)骨料破碎等。在其它指標(biāo)固定的情況下，碾壓時仍然需要克服一定程度的壓實功，克服內(nèi)摩阻力。材料性能的影響例如表1所示。

材料性能與壓實度影響 表1

1.3 施工技術(shù)工藝影響

一般情況下，面層越厚，路基面混合料的冷卻速度越慢，在溫度下降到停止碾壓以前，有效的壓實時間也會變長；相反，面層越薄，熱損耗速度越快，壓實的有效時間同樣會受到影響。如果要保障所需壓實度，就需要控制好集料粒徑與面層厚度之間的關(guān)系，且一般情況下集料最大粒徑需保持在其厚度的一半以下，路徑承載力與面層之間同樣具有重要聯(lián)系。

2 路面壓實施工技術(shù)分析

一般情況下路基面壓實分為初壓、復(fù)壓和終壓三個階段，不同的階段也有著不同的作用。初壓是對混合料和路面的整平處理，并為復(fù)壓提供良好的壓實條件，是路面壓實的基礎(chǔ)。而復(fù)壓的作用在于保障混合料密度與穩(wěn)定性，與初壓形成緊密連接，采用重型或以上壓路機進(jìn)行配合。終壓則是消除輪跡，并將壓實面進(jìn)行平整處理，不需要選擇過重的壓路機進(jìn)行。對于市政工程來說，碾壓時需要有專人負(fù)責(zé)，壓路機做好準(zhǔn)備調(diào)試工作之后開始碾壓。

2.1 初壓階段

由于混合料經(jīng)過初步整擊，且剛攤鋪的混合料溫度普遍較高，大約在140℃，所以只需要保持較小的壓實功就可以獲得良好的穩(wěn)壓效果。具體來看可以選擇6～8t的雙鋼輪壓路機進(jìn)行靜壓，以2km/h的速度壓1～2遍。碾壓過程中驅(qū)動輪靜壓保持勻速前進(jìn)，后退時可以直接沿前進(jìn)碾壓輪跡。初壓需檢查路拱、平整度情況，視實際效果決定是否要進(jìn)行修正。如果碾壓過程中出現(xiàn)推移等現(xiàn)象，可以等溫度略冷卻之后進(jìn)行，避免出現(xiàn)橫向裂紋等不良現(xiàn)象。

2.2 復(fù)壓階段

復(fù)壓階段是壓實施工的主要階段，應(yīng)保持較高的溫度，盡量控制在130℃以上。此時為了保障效果，壓路機碾壓的總長度需適當(dāng)縮短，保持每個部位的壓實度在全幅碾壓下維持均勻狀態(tài)?？紤]到不同的壓路機具有不同的技術(shù)特征，和壓實層厚度之間具有密切聯(lián)系。薄壓實層可以選擇靜態(tài)剛性碾，輪胎壓路機則可以適宜不同厚度的壓實層。例如以密集配瀝青混合料來說，需選擇重型輪胎壓路機進(jìn)行碾壓，在保持密實性的同時，讓相鄰碾壓重疊部分碾壓輪寬度，直至滿足路基面的壓實度要求。需注意的問題在于如果混合料中具有以粗集料為主的較大粒徑與碎石基層，可以先選擇振動壓路機復(fù)壓，產(chǎn)生一定的激振力。當(dāng)厚度較薄時可適當(dāng)增加頻率減少振幅，避免集料受損。如果是停車帶、路面邊緣、拐角處等壓路機碾壓質(zhì)量受到影響的區(qū)域，可以選擇小型振動壓路機進(jìn)行補充式碾壓[3]。

2.3 終壓階段

終壓階段的重點在于消除復(fù)壓環(huán)節(jié)出現(xiàn)的表面輪跡，并保持路面平程度，需要將溫度控制在一個相對較高的范圍。一般公路的路面施工中，終壓結(jié)束時的溫度需要保持在60～90℃，某些高速公路的溫度要求會更高一些。碾壓次數(shù)保持在2次以上，使用靜力壓路機進(jìn)行，直至路面平整，無明顯輪跡后即可。

總體來看，碾壓時應(yīng)先將壓路機的驅(qū)動輪面向攤鋪機，由外側(cè)向內(nèi)側(cè)中心碾壓，如遇坡道，需將驅(qū)動輪從低向高地進(jìn)行碾壓。另外，碾壓過程中為了更好地控制溫度，當(dāng)完成一遍碾壓時，壓路機需更靠近攤鋪機，防止在攤鋪層寬度上產(chǎn)生壓痕。變更壓道時，對于某些未壓實的邊角，使用人工夯具等措施進(jìn)行輔助。

2.4 接縫與特殊路段碾壓

接縫分為橫向接縫與縱向接縫，橫向碾壓時先用雙輪壓路機在路面中心線的垂直區(qū)域橫向碾壓，直至壓路機全部在新鋪層碾壓為止?？v向碾壓在碾壓開始時，輪寬的一小部分在熱料層之上，其余部分可以位于成形冷卻層，碾壓速度保持較低，減少結(jié)合邊緣的集料量。

特殊路段方面，如果是路邊碾壓，可以在離邊緣30cm左右開始碾壓作業(yè)，形成支承面，對于一些沒有支承邊厚層具有良好效果。對于某些彎道、交叉口，可以先從彎道內(nèi)側(cè)較低一邊開始碾壓，減少剪切力。如遇坡道，無論是上坡還是下坡，從動輪保持在前，驅(qū)動輪保持在后，與一般路段碾壓相反，讓從動輪起到預(yù)壓作用的同時，路基面能夠承受驅(qū)動輪產(chǎn)生的剪切力，在壓路機變速平穩(wěn)的前提下穩(wěn)定混合料進(jìn)行靜碾[4]。

3 結(jié)語

市政工程與人們生活息息相關(guān)，壓實施工作為路基面施工的最后工序，也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本文從壓實施工的影響因素入手，結(jié)合具體的作業(yè)程序分析了施工技術(shù)，從物理力學(xué)性質(zhì)與功能特性的角度進(jìn)行符合設(shè)計要求的碾壓工作。未來的工作當(dāng)中，還應(yīng)該重點分析可能出現(xiàn)的影響因素，保障作業(yè)效果。