公路瀝青路面施工中振蕩壓實(shí)技術(shù)的運(yùn)用

陳明亮

摘 要：科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展，帶動(dòng)多數(shù)行業(yè)的進(jìn)步，具體至公路工程建設(shè)領(lǐng)域，攤鋪、壓實(shí)等環(huán)節(jié)的技術(shù)應(yīng)用水平均有較大幅度的提高，其中以振蕩壓實(shí)技術(shù)頗具代表性。在本文中，則以公路瀝青路面施工為背景，重點(diǎn)圍繞振蕩壓實(shí)技術(shù)在該領(lǐng)域的運(yùn)用要點(diǎn)展開(kāi)探討，以期起到拋磚引玉的作用。

關(guān)鍵詞：公路工程;瀝青路面;振蕩壓實(shí)技術(shù)

瀝青路面是多數(shù)公路的路面形式，其在施工材料、施工技術(shù)等層面均具有優(yōu)越性，有利于提高公路瀝青路面的施工質(zhì)量。壓實(shí)是提高路面密實(shí)度和平整度的關(guān)鍵途徑，在其作業(yè)技術(shù)體系中，以振蕩壓實(shí)技術(shù)較為關(guān)鍵，通過(guò)該項(xiàng)技術(shù)的合理應(yīng)用，有利于提高路面的施工質(zhì)量，確保瀝青路面在后續(xù)的使用中可維持穩(wěn)定的狀態(tài)。

1 振蕩壓實(shí)技術(shù)的運(yùn)用原理

振蕩壓實(shí)技術(shù)是提高路面壓實(shí)度的重要技術(shù)手段，以振蕩壓路機(jī)為主要的施工設(shè)備，在完成路面攤鋪工作后利用該設(shè)備組織振蕩碾壓作業(yè)。設(shè)備運(yùn)行期間，齒形傳動(dòng)帶具有驅(qū)動(dòng)作用，可帶動(dòng)偏心軸（此裝置共兩套，分別布設(shè)在中心激振軸的兩側(cè)）發(fā)生運(yùn)動(dòng)，形成激振力（受力特點(diǎn)為：反向相反、大小一致），隨之作用于瀝青路面。由于兩側(cè)偏心軸產(chǎn)生的力始終大小相等并且方向相反，因此激振力的合力沿著滾輪軸向以及滾輪徑向的力合力等于零，滾輪通過(guò)自身重力能夠緊貼壓實(shí)層，不會(huì)發(fā)生偏離地面的現(xiàn)象。由于方向相反、力值相同的激振力不同作用于同一條線上，因此偏心軸產(chǎn)生的激振力在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)形成偶矩，偏心軸隨著中心激振軸旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，中心激振軸發(fā)生一次旋轉(zhuǎn)，偏心軸隨著發(fā)生一次旋轉(zhuǎn)，激振力偶矩旋向發(fā)生一次改變。設(shè)備運(yùn)行期間，中心激振軸的方向發(fā)生持續(xù)性的變化，與此同時(shí)激振力偶矩的方向也具有變動(dòng)性。在該過(guò)程中，滾輪承受扭矩作用力，因該部分力的作用而帶動(dòng)滾輪發(fā)生扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)行為，隨之作用于待壓實(shí)的路面，向其提供振動(dòng)壓力，使混合料沿被壓水平層發(fā)生傳播。

此外，由于存在碾體靜荷載作用，混合料將有垂直方向的位移變化，質(zhì)點(diǎn)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，位置狀態(tài)發(fā)生改變，瀝青混合料中各類(lèi)原材料的空隙量減小，內(nèi)部多余的水分在外力作用下排出。經(jīng)持續(xù)性的結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化后，各部位保持緊密嵌擠的關(guān)系，由此提高路面的壓實(shí)度。

2 振蕩壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

系統(tǒng)共振是壓實(shí)作業(yè)的關(guān)鍵特征，其發(fā)生于振動(dòng)壓路機(jī)與地面間，若施工所用壓路機(jī)的振動(dòng)與之有較大的差異，將影響壓實(shí)效果，即削弱振動(dòng)作用，不利于壓實(shí)度的提高。若壓路機(jī)的頻率偏高，則地面接受到的能量明顯削減，此時(shí)也會(huì)影響壓實(shí)效果?？梢?jiàn)，調(diào)整振動(dòng)特性以及頻率均是振蕩壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵工作方向。

3 振蕩壓實(shí)技術(shù)施工質(zhì)量的影響因素分析

3.1 瀝青混合料路面的厚度

通常，對(duì)于厚度較大的鋪層而言，經(jīng)過(guò)碾壓處理后其壓實(shí)度更能夠得到保證，原因在于厚層混合料的保溫時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，可以給壓實(shí)工作的開(kāi)展?fàn)幦〕渥愕臅r(shí)間。反之，在路面結(jié)構(gòu)層厚度較小的條件下，壓路機(jī)需在短時(shí)間內(nèi)碾壓，此時(shí)需適當(dāng)提高瀝青混合料的溫度，以便延長(zhǎng)降溫時(shí)間，更為有效地組織壓實(shí)工作。

3.2 材料性質(zhì)

（1）表面構(gòu)造。若公路瀝青路面施工中所用的混合料具有粗糙的表面，此時(shí)顆粒間難以高效移動(dòng)，摩阻力較大，在啟用壓路機(jī)時(shí)需提供更大的能量，以便有效調(diào)整顆粒間的空間組合狀態(tài)。若混合料表面較為光滑，此時(shí)摩阻力較小，在較小的能量作用下便可使材料緊密結(jié)合，提高混合料的壓實(shí)度。

（2）集料的特性。1）安定性：如施工所用集料偏軟，在壓實(shí)階段易破碎，隨之影響壓實(shí)效果。2）吸水性。集料具有較強(qiáng)吸水性時(shí)，將給瀝青材料的流動(dòng)提供“渠道”，經(jīng)由該處轉(zhuǎn)至顆粒內(nèi)部，可見(jiàn)混合料具有偏干燥的特點(diǎn)，不利于壓實(shí)工作的高效開(kāi)展。

（3）瀝青的特性。1）黏度：若黏度偏高，則會(huì)起到“阻隔”作用，在一定程度上限制集料顆粒的移動(dòng)。2）含量：在瀝青含量偏低的條件下，集料間的潤(rùn)滑效果較差，混合料整體呈現(xiàn)出偏干澀的特點(diǎn)，此時(shí)也將影響正常壓實(shí)工作的開(kāi)展。

3.3 壓實(shí)溫度

溫度是振蕩壓實(shí)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中的關(guān)鍵控制指標(biāo)，其對(duì)壓實(shí)效果的影響較為顯著。

溫度偏高時(shí)，將加強(qiáng)混合料的流動(dòng)，混合料的組合狀態(tài)有所改善。溫度偏低時(shí)，混合料有硬結(jié)的情況，難以高效壓實(shí)。因此，將溫度控制在合理區(qū)間內(nèi)是實(shí)現(xiàn)高效壓實(shí)的關(guān)鍵前提之一，具體需考慮到集料間的摩阻力、瀝青黏度、混合料級(jí)配、混合料體積性質(zhì)，若某方面發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)壓實(shí)溫度也需靈活調(diào)整。在無(wú)粘輪以及無(wú)明顯壓痕的前提下，需盡可能在高溫環(huán)境中完成壓實(shí)作業(yè)，此時(shí)可取得較好的壓實(shí)效果。

4 公路瀝青路面施工中振蕩壓實(shí)技術(shù)的運(yùn)用要點(diǎn)

4.1 振蕩壓路機(jī)的主要作業(yè)階段

（1）初壓。以輕型振蕩壓路機(jī)為宜，選擇此類(lèi)設(shè)備的原因在于其運(yùn)行性能良好，可避免混合料沿水平方向位移的情況，并且可以滿足高溫碾壓的施工要求。但需注意的是，瀝青膠結(jié)料的溫度不宜過(guò)高，通常以150℃較為合適。

（2）復(fù)壓。以低幅振蕩壓路機(jī)較為合適，作為承接初壓的施工階段，復(fù)壓的關(guān)鍵作用在于切實(shí)提高混合料的壓實(shí)度，使其基本可以滿足要求。

（3）終壓。終壓的作用在于全面提高瀝青路面的壓實(shí)效果，例如確保壓實(shí)度和平整度的合理性，同時(shí)消除前期施工中殘留在路面的輪跡，構(gòu)成完整、平整、穩(wěn)定的路面。溫度控制方面，終壓階段需達(dá)到80℃以上。

無(wú)論初壓、復(fù)壓還是終壓，各類(lèi)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)均要盡可能維持勻速的狀態(tài)，否則易出現(xiàn)混合料推移等質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，使各項(xiàng)碾壓工作緊密銜接，在溫度適宜的條件下高效將壓實(shí)工作有序落實(shí)到位。

4.2 振蕩壓路機(jī)的選擇方法

（1）根據(jù)路面施工材料特性加以選擇：若瀝青混合料含礫石以及碎石，則以大功率的振蕩壓路機(jī)較為合適;若瀝青混合料的含水量較大或是使用到黏土材料，將延長(zhǎng)壓實(shí)施工周期，此時(shí)以小功率的振蕩壓路機(jī)較為合適，以循序漸進(jìn)的方法完成壓實(shí)工作;若瀝青混合料中存在壓實(shí)難度較大的砂石或是缺乏足夠黏結(jié)特性的粉土，則以大功率公路振蕩機(jī)械較為合適。

（2）根據(jù)施工場(chǎng)景加以選擇：若為橋涵、路肩，該部分的施工范圍較小，考慮到安全和質(zhì)量的雙重要求，以輕型振蕩式壓路機(jī)較為合適;若在路面壓實(shí)施工中，則以中型振蕩壓路機(jī)較為合適，其運(yùn)行性能更強(qiáng)，有利于提高路面的壓實(shí)效果;若為基底層以及路基的壓實(shí)作業(yè)，則以重型振蕩壓路機(jī)較為合適，必要時(shí)也可根據(jù)需求選用超重型振蕩壓路機(jī)。

4.3 振蕩壓實(shí)技術(shù)在運(yùn)用期間的注意事項(xiàng)

（1）做足準(zhǔn)備工作，例如對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)做全面的勘察，準(zhǔn)確掌握實(shí)際施工條件，在此基礎(chǔ)上合理規(guī)劃后續(xù)的工作，描繪清晰且可行的施工路徑;根據(jù)施工要求適配質(zhì)量達(dá)標(biāo)的材料以及性能良好的機(jī)械設(shè)備，做好質(zhì)量檢驗(yàn)以及調(diào)試工作;加強(qiáng)技術(shù)交底，強(qiáng)化施工人員的工程意識(shí)，準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)施工目標(biāo)，精準(zhǔn)掌握施工技術(shù)。

（2）在混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸、攤鋪及碾壓等關(guān)鍵的階段，需要由專(zhuān)員采取管理措施，協(xié)調(diào)施工要素，營(yíng)造有條不紊的施工環(huán)境;加強(qiáng)質(zhì)量檢查，例如可以采用隨機(jī)法選點(diǎn)取芯，判斷實(shí)際施工質(zhì)量情況，若存在質(zhì)量問(wèn)題則及時(shí)處理;詳細(xì)記錄施工期間的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，作為后續(xù)質(zhì)量分析的參考依據(jù);對(duì)于縱向接縫，其屬于瀝青路面結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，更應(yīng)做好質(zhì)量檢查工作，保證其具有較高的壓實(shí)度以及足夠的平整度。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，瀝青路面是公路施工中的重點(diǎn)內(nèi)容，壓實(shí)是提高路面整體施工質(zhì)量的關(guān)鍵途徑。鑒于現(xiàn)階段振蕩壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用效果較為良好的現(xiàn)狀，在后續(xù)的施工中可視實(shí)際情況靈活應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，在先進(jìn)技術(shù)的支持下，做好瀝青路面各部分的壓實(shí)工作。

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