公路工程建設(shè)中路基路面壓實(shí)施工的技術(shù)要點(diǎn)

歐陽(yáng)夏龍

（黔南公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司，貴州 黔南 558000）

0 引言

路基路面作為公路的重要組成部分，需要通過(guò)壓實(shí)才能達(dá)到平整和穩(wěn)定，而要想使路基路面壓實(shí)達(dá)到理想效果，有必要對(duì)具體的壓實(shí)施工技術(shù)進(jìn)行深入分析和探討，從而明確相應(yīng)的施工技術(shù)及其要點(diǎn)所在。

1 公路路基壓實(shí)

1.1 壓實(shí)機(jī)具

公路路基壓實(shí)常用機(jī)具設(shè)備及其主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 路基壓實(shí)機(jī)具技術(shù)參數(shù)

1.2 施工方案

根據(jù)設(shè)計(jì)要求的松鋪厚度，選擇有代表性的試驗(yàn)路段，借助激振力相對(duì)較大的YZ32 型32t 振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，在碾壓過(guò)程中對(duì)土體含水量、松鋪厚度、振幅振頻等可能對(duì)壓實(shí)效果造成影響的因素進(jìn)行綜合考慮，以此為確定最佳施工方案提供參考依據(jù)。本文結(jié)合試驗(yàn)段土體工程性質(zhì)，并參考以往工程經(jīng)驗(yàn)，給出如下幾種施工方案，并對(duì)不同方案進(jìn)行對(duì)比，其主要目的在于確定壓實(shí)度和碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系，最終為現(xiàn)場(chǎng)施工提供良好的指導(dǎo)[1]。工況1：先靜壓1 遍，再弱、強(qiáng)振壓各1 遍，最后靜壓1 遍；工況2：先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓2 遍，最后靜壓1遍；工況3：先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓3遍，最后靜壓1 遍；工況4：先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓4 遍，最后靜壓1 遍；工況5：先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓5 遍，最后靜壓1 遍；工況6：先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓6 遍，最后靜壓1 遍。試驗(yàn)段總長(zhǎng)為150m，寬為5m，每種工況的長(zhǎng)度相同，均為25m，各區(qū)段所采用的松鋪厚度都是最佳松鋪厚度。不同碾壓施工方案對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果如表2 所示。

表2 不同碾壓施工方案對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果

從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)碾壓遍數(shù)相同時(shí)，不同層位實(shí)際壓實(shí)度因碾壓遍數(shù)的不斷增加使差值逐漸減?。涸?0cm 的松鋪厚度條件下，采用32t 壓路機(jī)先靜壓1 遍，再弱、強(qiáng)振壓各1 遍，最后進(jìn)行1 遍靜壓后，上層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為97.5%，中層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為95.7%，下層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為94.8%，達(dá)到94 區(qū)要求；采用32t 壓路機(jī)先靜壓1 遍，再弱振壓1 遍，然后強(qiáng)振壓2 遍，最后進(jìn)行1 遍靜壓后，上層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為98.9%，中層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為97.4%，下層20cm 的實(shí)際壓實(shí)度為96.4%，達(dá)到96 區(qū)要求。各層位實(shí)際壓實(shí)度并非因?yàn)槟雺罕閿?shù)增加而明顯變大，上、中兩層實(shí)際壓實(shí)度因碾壓遍數(shù)增加表現(xiàn)出先增加后減小的狀態(tài)，上層實(shí)際壓實(shí)度產(chǎn)生的下降趨勢(shì)高于中層，而下層壓實(shí)度則是先上升然后保持穩(wěn)定，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的根本原因?yàn)椋翰捎眉ふ窳ο鄬?duì)較大的壓路機(jī)進(jìn)行多次強(qiáng)振碾壓時(shí)，可能使壓實(shí)層的表層產(chǎn)生松動(dòng)，使壓實(shí)度明顯下降，當(dāng)振動(dòng)源和壓實(shí)層之間的距離相對(duì)較遠(yuǎn)時(shí)，這一影響的嚴(yán)重程度明顯減小[2]。

1.3 施工工藝

碾壓開(kāi)始前先在試驗(yàn)路段進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，以檢測(cè)路基在自然狀態(tài)下的含水量，在施工過(guò)程中將實(shí)際含水量控制在最佳值±2%以內(nèi)。將填土精平后，如果松鋪厚度與含水量都能達(dá)到要求，方可開(kāi)始碾壓。在碾壓過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格遵循以下基本原則：先輕壓后重壓、先緩慢后快速和從兩邊碾壓到中間。碾壓時(shí)先對(duì)土體進(jìn)行一遍靜壓，然后沿縱向進(jìn)行振動(dòng)碾壓；其間壓路機(jī)行駛速度不得超過(guò)4km/h，橫向保持0.4m 以上的接頭重疊；為了對(duì)施工工藝進(jìn)行全面研究，最后進(jìn)行一遍靜壓實(shí)現(xiàn)收光[3]。路基碾壓施工一般按照如下工藝流程進(jìn)行：靜壓—弱振碾壓—強(qiáng)振碾壓—靜壓。

2 公路路面壓實(shí)

2.1 施工工藝

路面的壓實(shí)主要有三個(gè)階段，分別為初步壓實(shí)、碾壓成型與最終碾壓。在所有壓實(shí)階段實(shí)施過(guò)程中，壓路機(jī)都要緩慢勻速行駛，實(shí)際的行駛速度應(yīng)滿足相關(guān)要求。各壓實(shí)階段有不同的功能，因此需要采用各自的施工方法。其中，初步壓實(shí)的主要目的在于將混合料整平，使其處于穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)要注意保證壓實(shí)平整性；碾壓成型的主要目的在于使混合料達(dá)到穩(wěn)定和密實(shí)狀態(tài)；最終碾壓的主要目的在于消除之前壓實(shí)階段壓路機(jī)行駛留下的輪跡，形成平整且密實(shí)的壓實(shí)層面。為達(dá)到理想效果，必須按照相關(guān)要求及作業(yè)程序進(jìn)行操作。

將混合料攤鋪完成并初步整平后，方可開(kāi)始?jí)簩?shí)。初步壓實(shí)需要在攤鋪完成后溫度相對(duì)較高的條件下實(shí)施，此時(shí)混合料的溫度通常要達(dá)到120℃以上，防止溫度過(guò)高或過(guò)低而發(fā)生推移或開(kāi)裂現(xiàn)象。在整個(gè)初步壓實(shí)過(guò)程中，壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪必須面向前方的攤鋪設(shè)備，在規(guī)定了具體的碾壓路線與方向以后不可隨意更改，初步壓實(shí)遍數(shù)一般為2 遍。碾壓成型在初步壓實(shí)完成后立即進(jìn)行，此時(shí)要求混合料溫度達(dá)到90℃以上，壓實(shí)機(jī)具通常采用型號(hào)不低于YL25 的膠輪壓路機(jī)，并配備雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，該階段壓實(shí)遍數(shù)需達(dá)到4～6 遍，壓實(shí)合格標(biāo)準(zhǔn)為混合料達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，沒(méi)有明顯的輪跡。最終碾壓在碾壓成型后立即進(jìn)行，此時(shí)要求混合料溫度達(dá)到70℃及以上，其壓實(shí)機(jī)具配置與碾壓成型相同，但振動(dòng)壓路機(jī)要在壓實(shí)開(kāi)始前關(guān)閉振動(dòng)，最終碾壓遍數(shù)為2～4 遍，以消除路面上的所有輪跡為合格標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)完成后的混合料溫度應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

壓實(shí)需要從路段的外側(cè)開(kāi)始，同時(shí)沿縱向與道路中線相平行的方向持續(xù)進(jìn)行。當(dāng)采用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，每次應(yīng)保持30cm 寬的重疊；當(dāng)采用三輪壓路機(jī)時(shí)，其每次重疊的寬度按照壓路機(jī)后輪寬度的1/2 確定，持續(xù)向內(nèi)側(cè)進(jìn)行碾壓；采用梯隊(duì)的方法施工時(shí)，應(yīng)先對(duì)縱縫進(jìn)行碾壓，再實(shí)施常規(guī)碾壓。對(duì)于存在超高的彎道，其縱向碾壓行程需要和中線保持平行，按照從低邊到高邊的順序進(jìn)行。在壓實(shí)過(guò)程中壓路機(jī)必須勻速行駛，并注意不能在新攤鋪完成的混合料表面停留、制動(dòng)或轉(zhuǎn)彎?，F(xiàn)場(chǎng)施工中應(yīng)安排專門的檢驗(yàn)人員借助核子密度儀等儀器設(shè)備進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，確認(rèn)是否達(dá)到壓實(shí)度要求。在碾壓開(kāi)始后，要求混合料的實(shí)際溫度達(dá)到120℃以上，而碾壓完成后的混合料溫度需達(dá)到70℃及以上。

2.2 施工控制

瀝青混合料具有很高的黏彈性，在高溫條件下混合料處于松散狀態(tài)，有明顯的黏性與塑性特征，但膠結(jié)料黏度會(huì)因?yàn)闇囟鹊纳呋蚪档投l(fā)生變化，所以溫度高低會(huì)對(duì)混合料的流變性能造成直接影響。對(duì)此，溫度是影響路面壓實(shí)的關(guān)鍵因素，必須引起相關(guān)人員的高度重視。施工中可借助紅外熱像儀與插入式熱電偶溫度計(jì)，其能十分便捷地進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，同時(shí)還能對(duì)溫度離析問(wèn)題進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。初始?jí)簩?shí)速度通?？刂圃?～3km/h，碾壓成型速度通?？刂圃?.5～3.5km/h，最終碾壓速度控制在3～5km/h，任何情況下實(shí)際碾壓速度都不能超出6km/h。

只有在混合料中含有的瀝青具有良好潤(rùn)滑作用的情況下才能使混合料達(dá)到良好的壓實(shí)效果，其主要原因?yàn)闊釣r青黏度相對(duì)較低，但瀝青溫度降低后黏度升高，而裹覆集料的能力降低，若在混合料溫度相對(duì)較低的條件下壓實(shí)，則會(huì)因?yàn)閴簩?shí)過(guò)程中受到很大阻力而無(wú)法達(dá)到要求的壓實(shí)效果，其中壓實(shí)阻力產(chǎn)生的原因?yàn)闉r青黏度增加與內(nèi)摩擦力增加。而在溫度過(guò)高的情況下施工則會(huì)由于瀝青黏度過(guò)低使混合料軟弱，導(dǎo)致混合料受壓實(shí)作用后出現(xiàn)明顯的推移現(xiàn)象，難以達(dá)到理想的壓實(shí)效果。適合的碾壓溫度能使壓實(shí)阻力達(dá)到最小，并且混合料還能承擔(dān)壓路機(jī)的重量，不會(huì)發(fā)生推移或擁擠等現(xiàn)象。

路面壓實(shí)時(shí)間同樣會(huì)受到溫度的影響，將混合料攤鋪到位后，由于受到氣溫和風(fēng)力等環(huán)境因素的影響，混合料溫度明顯下降，尤其是當(dāng)攤鋪層層厚較小時(shí)，溫度下降速度更快。根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在混合料溫度降低到70～80℃后，即便進(jìn)行強(qiáng)振碾壓也難以達(dá)到理想的壓實(shí)效果。基于此，明確混合料降溫特點(diǎn)和規(guī)律，并據(jù)此對(duì)攤鋪和碾壓程序進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，能確保壓實(shí)施工在降低到要求的溫度之前結(jié)束，這是達(dá)到要求的密度的有效措施。另外，考慮到攤鋪層的層厚直接決定混合料溫度下降速度，故攤鋪厚度也在一定程度上影響著壓實(shí)時(shí)間。當(dāng)攤鋪層層厚相對(duì)較大時(shí)，其保溫效果良好，能為碾壓提供充足時(shí)間；而當(dāng)攤鋪層層厚相對(duì)較小時(shí)，由于受到氣溫的直接影響導(dǎo)致溫度下降速度很快，此時(shí)需要盡快進(jìn)行碾壓。在攤鋪薄層混合料時(shí)，應(yīng)盡量提高攤鋪溫度，并在攤鋪完成后立即碾壓。熱拌瀝青混合料施工溫度要求如表3 所示。

表3 熱拌瀝青混合料施工溫度要求 單位：℃

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，壓實(shí)是公路工程路基路面施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，壓實(shí)質(zhì)量直接決定著公路的整體施工質(zhì)量。以上對(duì)公路工程建設(shè)中的路基路面壓實(shí)施工技術(shù)進(jìn)行了初步分析與總結(jié)，明確了操作方法與相關(guān)要求，旨在提升我國(guó)公路工程建設(shè)中的路基路面壓實(shí)施工水平。