路面壓實(shí)技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用

李峰　李勝慧

摘 要：路面壓實(shí)技術(shù)是公路工程施工中的重要環(huán)節(jié)，其應(yīng)用情況直接影響著公路的施工質(zhì)量和投入使用后的壽命?；诖?，闡述了公路工程施工中應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)的重要作用，并對(duì)影響該技術(shù)的因素進(jìn)行了解析，詳細(xì)分析了路面壓實(shí)施工的技術(shù)要點(diǎn)及具體的應(yīng)用路徑，發(fā)現(xiàn)路面壓實(shí)技術(shù)在提高路面抗變形能力、減少沉陷和裂縫等方面有著顯著效果，希望能為公路交通的安全運(yùn)行提供一定支持。

關(guān)鍵詞：路面；壓實(shí)技術(shù)；公路工程；施工

中圖分類號(hào)：U41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2023）12-0023-03

0 引言

在我國(guó)公路工程的建設(shè)早期，交通基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，路面質(zhì)量低下，缺乏現(xiàn)代化的壓實(shí)手段，只能依靠人工壓實(shí)的方式。隨著先進(jìn)的壓路機(jī)械被引進(jìn)，逐步改變了傳統(tǒng)的人工壓實(shí)方式。技術(shù)不斷引進(jìn)與消化吸收，使得我國(guó)的路面壓實(shí)技術(shù)迅速發(fā)展，取得了顯著的成就。20世紀(jì)80年代，我國(guó)開(kāi)始自主研發(fā)各類路面壓實(shí)機(jī)械，并逐步實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的自主化。經(jīng)過(guò)不斷創(chuàng)新，我國(guó)的路面壓實(shí)技術(shù)不僅在國(guó)內(nèi)取得了廣泛應(yīng)用，還逐步走向國(guó)際市場(chǎng)，贏得了世界各地的認(rèn)可。尤其在高速公路、鐵路等交通骨干線路建設(shè)中，路面壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮了重要作用，提高了路面的承載能力、耐久性和平整度。

1 在公路工程施工中應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)的重要意義

1.1 提高路面承載力

路面承載力是指路面承受車輛荷載和交通運(yùn)輸對(duì)其產(chǎn)生的壓力和擠壓力的能力，直接關(guān)系著公路的使用壽命和安全性。通過(guò)合理應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)，能夠使路面內(nèi)部顆粒得以重新排列和緊密結(jié)合，有效減少路基路面的松散和空隙區(qū)域。這不僅能夠防止路面在車輛荷載作用下產(chǎn)生過(guò)度沉降，還能夠減少路面的塌陷和凹陷，確保公路平整度，大幅降低行車時(shí)的顛簸感，顯著提升行車的舒適性。而增強(qiáng)路面的承載力，將有助于應(yīng)對(duì)車流量的增加和重型車輛的沖擊，保障公路的正常運(yùn)行。

1.2 減少路面變形

路面作為承載車輛和交通運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)，承受著巨大的靜、動(dòng)荷載，如果沒(méi)有有效的壓實(shí)措施，路面會(huì)出現(xiàn)沉陷、坑洼、龜裂等各種變形問(wèn)題，嚴(yán)重影響行車安全和駕駛舒適度。通過(guò)合理應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)，能夠有效地提高路面的抗變形能力，使路面能夠更好地承受車輛荷載的作用。

1.3 降低維護(hù)成本

施工初期，通過(guò)合理應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)，可以使路面材料更加緊密地結(jié)合在一起，形成堅(jiān)實(shí)的路基和路面層。這種緊密結(jié)合不僅可以增強(qiáng)路面的承載能力，還能夠有效地防止松散材料的產(chǎn)生和路面沉降的情況，從而減少了日后維護(hù)的頻率和強(qiáng)度。

通過(guò)合理應(yīng)用路面壓實(shí)技術(shù)，可以使路面層的密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，對(duì)于減少車輛在行駛過(guò)程中的顛簸和震動(dòng)具有積極的影響，不僅提升了駕駛的舒適性，還降低了車輛與路面之間的摩擦和磨損。這有利于減少路面的損耗，延長(zhǎng)公路的使用壽命，降低后期維護(hù)和修復(fù)的頻率和成本。

2 影響公路工程施工中路面壓實(shí)技術(shù)的主要因素

2.1 路面層厚度

路面層厚度決定了壓實(shí)所需的能量和時(shí)間，較薄的路面層厚度只需要較少的工序就能實(shí)現(xiàn)足夠的壓實(shí)效果，但在路面過(guò)薄，會(huì)影響路面的承載能力和耐久性。為了確保整個(gè)厚度范圍內(nèi)的密實(shí)度均勻一致，對(duì)于較厚的路面層則需要采用更多的壓實(shí)工序。然而過(guò)厚的路面層也會(huì)在施工時(shí)出現(xiàn)壓實(shí)困難的問(wèn)題，影響材料的流動(dòng)性。因此，在實(shí)際施工中，需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求和交通負(fù)荷等因素，合理確定路面層厚度[1]。

2.2 壓實(shí)設(shè)備

不同類型和規(guī)格的壓實(shí)設(shè)備直接影響路面材料的緊密結(jié)合狀態(tài)和密實(shí)度，合適的壓實(shí)設(shè)備能夠有效地對(duì)路面施加壓力，使路面材料在壓實(shí)過(guò)程中達(dá)到所需的緊密狀態(tài)。選擇合適的壓路機(jī)、振動(dòng)碾壓機(jī)等設(shè)備，要考慮材料的特性和厚度以及施工的環(huán)境條件。

2.3 路面材料類型與性質(zhì)

不同類型的路面材料具有不同的密實(shí)性、抗壓性和變形特性。例如，瀝青混合料在施工過(guò)程中，需要在適當(dāng)溫度下進(jìn)行壓實(shí)，以確保其在正常交通負(fù)荷下的穩(wěn)定性和耐久性。水泥混凝土路面則需要在初始凝結(jié)期內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，以避免產(chǎn)生裂縫和不均勻沉降。路面材料的粒度分布和含水率也會(huì)影響壓實(shí)效果，較均勻的粒度分布有利于提高材料的密實(shí)性，而過(guò)高或過(guò)低的含水率都會(huì)影響壓實(shí)效果。因此，在公路工程施工中，對(duì)路面材料的準(zhǔn)確分析與選擇，并使用合適的施工方法和工藝，都是確保路面壓實(shí)效果的重要環(huán)節(jié)。

2.4 填料和土壤含水量的影響

填料的性質(zhì)直接影響著路面的壓實(shí)效果，不同種類、粒徑、形狀的填料會(huì)對(duì)壓實(shí)過(guò)程產(chǎn)生不同影響。細(xì)顆粒填料可以填充土壤孔隙，增加土壤密實(shí)度，而較大顆粒填料則可能增加土壤的穩(wěn)定性。填料與土壤之間的相互作用也十分重要，黏性土壤需要加入不同類型的填料來(lái)改善其性質(zhì)，而適當(dāng)?shù)暮縿t有利于顆粒間的接觸，顯著提高土壤的可塑性。過(guò)高或過(guò)低的含水量都會(huì)影響壓實(shí)效果，過(guò)高時(shí)土壤易產(chǎn)生泥漿，降低了填料的承載力，過(guò)低時(shí)土壤粘性增大，不易達(dá)到施工所需的密實(shí)度。

2.5 施工人員技術(shù)水平

高水平的操作員能夠準(zhǔn)確把握壓實(shí)設(shè)備的操作要領(lǐng)，合理調(diào)整壓實(shí)機(jī)械的振動(dòng)頻率和振幅，讓施工過(guò)程中路面的壓實(shí)作業(yè)能夠在可控范圍內(nèi)進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)不同材料和厚度的路面，科學(xué)選擇適宜的壓實(shí)方式，確保路面的壓實(shí)效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求[2]。

2.6 壓實(shí)施工方法造成的影響

在公路工程前期施工過(guò)程中，施工單位必須充分認(rèn)知到碾壓技術(shù)的重要性，不同的壓實(shí)方法直接影響道路的穩(wěn)定性和質(zhì)量。施工單位應(yīng)當(dāng)充分考慮實(shí)際情況，制定與標(biāo)準(zhǔn)相符的施工流程。選擇不適當(dāng)?shù)哪雺悍椒ǖ目赡軙?huì)嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，為此在選定壓實(shí)方法時(shí)務(wù)必確保其與實(shí)際情況相匹配。

3 將路面壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用在公路工程施工中的技術(shù)要點(diǎn)

3.1 優(yōu)化材料配比

考慮到不同地區(qū)的氣候和交通負(fù)荷差異，需根據(jù)具體情況調(diào)整材料配比，以確保路面抗壓性和抗變形性能的最佳平衡。此外，還需充分利用現(xiàn)代材料科學(xué)和工程技術(shù)的成果，引入高性能添加劑，改進(jìn)材料的特性，提高路面的整體性能。要綜合考慮材料的力學(xué)性能、耐久性、抗老化能力等因素，進(jìn)行科學(xué)的配比設(shè)計(jì)，以確保路面材料具有良好的工程性能和較長(zhǎng)的使用壽命，為公路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠的保障。

3.2 控制路面含水量

需要在施工前進(jìn)行水份分析，了解路基土壤的含水率分布情況。根據(jù)土壤類型和水分狀況，制定合理的施工計(jì)劃，確保路面施工前水分含量不超過(guò)允許的范圍。并做好路面的排水措施，防止雨水積聚在路面上[3]。在施工過(guò)程中，要按規(guī)范監(jiān)測(cè)路面含水量的變化，及時(shí)調(diào)整施工進(jìn)度和壓實(shí)設(shè)備的操作，確保路面含水量始終控制在合理范圍內(nèi)。根據(jù)不同季節(jié)和氣候條件調(diào)整控制策略，確保在濕季和干季都能夠有效控制路面含水量。

3.3 選擇合理的重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)路面材料的種類和厚度來(lái)確定適合的擊實(shí)設(shè)備，在單鋼輪壓路機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)等類型中選擇合適的設(shè)備，并結(jié)合路面的設(shè)計(jì)要求和使用環(huán)境，選擇靜壓、動(dòng)壓、振動(dòng)壓實(shí)等合適的壓實(shí)工藝。此外，還需要考慮施工進(jìn)度和工程預(yù)算等因素，選擇合適的壓實(shí)方案，確保施工效率和經(jīng)濟(jì)效益能達(dá)到平衡的狀態(tài)。

3.4 進(jìn)行有效的夯實(shí)處理

根據(jù)路面厚度和材料類型確定適宜的壓路機(jī)械。采用逐層夯實(shí)的方式，由粗到細(xì)，逐步提高壓實(shí)度，確保每一層材料都能得到均勻且充分的夯實(shí)。在夯實(shí)過(guò)程中，應(yīng)注意防止設(shè)備在同一位置停留過(guò)久，以免造成局部過(guò)度夯實(shí)的問(wèn)題。

4 公路工程施工中路面壓實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用路徑

4.1 振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)

作業(yè)人員要對(duì)施工區(qū)域的土壤特性進(jìn)行詳細(xì)分析，并基于土壤分析結(jié)果，選擇適宜的壓實(shí)設(shè)備和振動(dòng)頻率，對(duì)土壤表面凹凸不平的區(qū)域進(jìn)行事前處理，為后續(xù)振動(dòng)壓實(shí)做好準(zhǔn)備。壓實(shí)設(shè)備進(jìn)入施工區(qū)域后，通過(guò)高頻振動(dòng)作用于土壤，使土壤顆粒之間發(fā)生微小位移，可讓土壤中的顆粒緊密排列在一起。在此過(guò)程中，施工人員需要控制好振動(dòng)頻率和振幅，以避免過(guò)度壓實(shí)導(dǎo)致土壤損壞。施工完成后，需要對(duì)路面進(jìn)行再次平整，以確保道路的平穩(wěn)性和駕駛舒適性。根據(jù)實(shí)際需要對(duì)路面進(jìn)行噴灑防塵劑或施加瀝青層等表面處理，以增強(qiáng)路面的耐久性和抗水性。

4.2 靜壓技術(shù)

靜壓技術(shù)主要通過(guò)靜態(tài)加載和輪胎對(duì)路面施加的壓力，對(duì)路基材料和路面層緊密壓實(shí)，達(dá)到提高路面密實(shí)度和承載能力的目的。在施工過(guò)程中，靜壓機(jī)會(huì)反復(fù)在路面上行駛，使路基和路面材料逐漸緊密結(jié)合。

與振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)相比，靜壓技術(shù)更加溫和，能夠避免對(duì)路面造成過(guò)大的振動(dòng)和變形，從而保證了路面的平整度和穩(wěn)定性。無(wú)論是在新建路面施工中，還是在舊路面的維修中，靜壓技術(shù)都能夠發(fā)揮其作用。在新建路面施工中，科學(xué)應(yīng)用靜壓技術(shù)能夠確保路面層的均勻密實(shí)，提高路面的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命。而在舊路面維修中，科學(xué)應(yīng)用靜壓技術(shù)能夠有效地修復(fù)路面的坑洼和凹陷，恢復(fù)路面的平整度，提高路面行車的舒適性和安全性。

4.3 動(dòng)力板法

動(dòng)力板法利用機(jī)械振動(dòng)的能量，在施工時(shí)將專門設(shè)計(jì)的壓路機(jī)或壓實(shí)板裝備在機(jī)械設(shè)備上，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)能量傳導(dǎo)至路面，使路面顆粒產(chǎn)生微小位移并形成流動(dòng)狀態(tài)，最終達(dá)到密實(shí)效果。這種振動(dòng)能量的傳導(dǎo)方式不僅能夠均勻分布在路面上，還能夠穿透較深的土層，使得整個(gè)路基結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定。振動(dòng)能量使路面顆粒之間的空隙不斷減少，讓顆粒之間的摩擦力增大，增加了其密實(shí)度能夠有效提高路面的抗壓能力和承載能力，降低路面變形的可能性，使路面能夠更好地承受車輛和環(huán)境的荷載，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

由于采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，相比傳統(tǒng)的靜態(tài)壓實(shí)方法，動(dòng)力板法產(chǎn)生的振動(dòng)波及范圍較小，對(duì)周邊建筑物和土質(zhì)的影響相對(duì)較小，能夠有效避免地面沉降等問(wèn)題，從而減少了對(duì)周邊環(huán)境的破壞。相比傳統(tǒng)的壓路機(jī)進(jìn)行靜態(tài)壓實(shí)，動(dòng)力板法的振動(dòng)壓實(shí)能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成大面積的路面壓實(shí)工作，提高了施工效率，縮短了工期。這對(duì)于公路工程來(lái)說(shuō)非常重要，能夠保證公路工程按時(shí)完成，提高路面施工的效益。

4.4 沖擊壓實(shí)技術(shù)

在路面基層鋪設(shè)完成后，沖擊壓路機(jī)會(huì)在基層上來(lái)回進(jìn)行沖擊作業(yè)。沖擊力會(huì)使基層材料發(fā)生微小的變形和振動(dòng)，促使顆粒重新排列并填補(bǔ)原有的空隙，這種技術(shù)的施工關(guān)鍵在于要合理控制沖擊力，以避免過(guò)度壓實(shí)導(dǎo)致路面損壞。

施工前必須對(duì)路面基層進(jìn)行充分的分析和檢測(cè)，以確定材料的類型、含水率和承載能力，為沖擊壓實(shí)參數(shù)的設(shè)定提供準(zhǔn)確依據(jù)。施工人員需要根據(jù)路面的實(shí)際情況選擇合適的沖擊壓路機(jī)型號(hào)和沖擊頻率，以確保沖擊力能夠達(dá)到預(yù)期的效果，但又不會(huì)過(guò)度破壞路面結(jié)構(gòu)。

施工中應(yīng)注意沖擊的均勻性，避免出現(xiàn)局部過(guò)度壓實(shí)或未壓實(shí)的情況，從而確保整個(gè)路面的密實(shí)度均勻一致。過(guò)快的沖擊速度可能導(dǎo)致材料無(wú)法充分變形和排列；而過(guò)慢的速度則可能造成能量浪費(fèi)，降低施工效率。因此，施工人員需要根據(jù)實(shí)際情況掌握適當(dāng)?shù)臎_擊速度，確保沖擊力能夠在合適的時(shí)間內(nèi)充分作用于基層材料上。

4.5 激光壓實(shí)技術(shù)

實(shí)施激光壓實(shí)技術(shù)要先通過(guò)激光測(cè)量設(shè)備對(duì)路面高程進(jìn)行精確測(cè)量，然后將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸至壓實(shí)機(jī)械。壓實(shí)機(jī)械根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)調(diào)整輥筒的下降深度，使得輥筒在不同部位施加恰當(dāng)?shù)膲毫?，讓路面能夠被均勻地進(jìn)行壓實(shí)操作。期間必須確保激光測(cè)量的精準(zhǔn)性，以免影響后續(xù)壓實(shí)效果。需要合理選擇壓實(shí)機(jī)械，確保其能夠根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，避免過(guò)度壓實(shí)或壓實(shí)不足的問(wèn)題[4]。此外，施工人員需要對(duì)激光壓實(shí)技術(shù)進(jìn)行充分培訓(xùn)，掌握操作要領(lǐng)，以確保施工過(guò)程的順利進(jìn)行。

4.6 振動(dòng)靜壓結(jié)合技術(shù)

傳統(tǒng)的路面壓實(shí)通常依靠靜壓或振動(dòng)碾壓兩種方式，但各自存在一定局限。靜壓壓實(shí)效果穩(wěn)定，但進(jìn)度較慢，適用于較小面積，振動(dòng)碾壓施工速度快，但容易造成路面不均勻。因此，結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)，采取振動(dòng)靜壓結(jié)合技術(shù)，能夠充分發(fā)揮雙方的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)路面壓實(shí)效果的最優(yōu)化。

振動(dòng)靜壓相結(jié)合的技術(shù)核心思想是在施工過(guò)程中，先采用振動(dòng)碾進(jìn)行初期壓實(shí)，通過(guò)振動(dòng)作用使土層顆粒重新排列并達(dá)到較高密實(shí)度，然后再使用靜壓進(jìn)一步壓實(shí)。這種方式可以克服振動(dòng)碾壓可能出現(xiàn)的不均勻問(wèn)題，又能借助振動(dòng)碾的高效特點(diǎn)提高施工速度。其關(guān)鍵在于合理控制振動(dòng)參數(shù)，如振動(dòng)頻率和振動(dòng)力以及靜壓的壓實(shí)方式，確保振動(dòng)前后土層的協(xié)調(diào)性和整體密實(shí)度。

該技術(shù)應(yīng)用需要考慮多方面因素：①需要根據(jù)路面類型、土層特性和工程要求合理選擇振動(dòng)壓和靜壓的設(shè)備和工藝，確保設(shè)備的協(xié)調(diào)配合。②施工人員需要經(jīng)驗(yàn)豐富，能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況靈活調(diào)整振動(dòng)參數(shù)和靜壓的壓實(shí)方式，保證每一道工序的質(zhì)量。③施工過(guò)程中需要不斷進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著路面壓實(shí)技術(shù)在公路工程施工中的應(yīng)用日益廣泛，要靈活運(yùn)用不同的壓實(shí)方法，以此來(lái)提高路面的承載力、減少變形、降低維護(hù)成本，有效延長(zhǎng)公路的使用壽命并提升行車安全與舒適性。要借助材料科學(xué)、工程技術(shù)和施工經(jīng)驗(yàn)的不斷優(yōu)化，讓路面壓實(shí)技術(shù)隨之持續(xù)演進(jìn)，為公路工程建設(shè)質(zhì)量和效率的提升做出更大貢獻(xiàn)。

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收稿日期：2023-08-15

作者簡(jiǎn)介：李峰（1978—），男，陜西榆林人，本科，工程師，研究方向：公路工程。