道路橋梁工程路基路面振蕩壓實施工技術研究

孫慧英

（商河縣公路事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟南）

引言

在道路橋梁工程中，路基路面的壓實施工是確保工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。路基路面的壓實度不僅影響工程的穩(wěn)定性，還與使用壽命和安全性密切相關。研究了公路橋梁工程路基壓實過程中，土體含水率對路基壓實度的影響。如果土壤濕度過大，會導致土質過軟，不利于壓實；而水分含量過少，則會使土體過于干燥，難以達到理想的密實度。因此，控制土壤含水量是保證路基路面壓實質量的關鍵；壓實設備：設備的選擇和操作對路基路面的壓實效果有顯著影響。不同的壓實設備有不同的適用范圍和效果，應根據工程實際情況選擇合適的壓實設備，并嚴格按照操作規(guī)程進行操作；施工工藝：施工工藝的選擇和實施對路基路面的壓實效果也有重要影響[1]。例如，分層填筑和碾壓的厚度、次數等都會影響壓實效果。因此，制定合理的施工工藝并嚴格按照實施是保證路基路面壓實質量的重要措施?；谏鲜龇治?，進行道路橋梁工程路基路面壓實施工技術研究。

1 道路橋梁工程概況

該省級干線公路作為城市區(qū)域內的重要環(huán)線工程，對于交通出行和區(qū)域發(fā)展具有重要意義。該工程包含5 座大中橋、8 座互通立交橋和7 座分離式立交橋，這些橋梁的修建將有效地緩解周邊地區(qū)的交通壓力，提高交通效率。同時，該工程的路面占比為六成，橋面占比為四成，這也充分考慮了道路的通行能力和安全性。

在修建過程中，選用的瀝青材料為SBS 改性，這種材料具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性能，能夠有效地提高路面的使用壽命和性能[2]。同時，為了進一步增強路面的抗裂性能，工程中也使用了部分抗裂橡膠瀝青等材料。這些材料的選用將有助于提高路面的質量和安全性。

在路基路面的壓實施工中，選用了以振蕩壓路機為主的壓實機械。這種壓實機械具有較好的壓實效果和適應性，能夠滿足不同路段的壓實要求。同時，為了確保壓實質量，工程中也采用了其他類型的壓實機械進行輔助施工。通過合理的機械組合和施工工藝，可以有效地提高路基路面的壓實度和穩(wěn)定性，保證工程的整體質量和安全性。

總之，該省級干線公路作為城市區(qū)域內的重要環(huán)線工程，對于交通出行和區(qū)域發(fā)展具有重要意義[3]。在修建過程中，選用了合適的材料和壓實機械，并采用了科學的施工工藝和技術，以確保工程的整體質量和安全性。

2 振蕩壓實

采用振蕩壓路機對上述道路橋梁工程路基路面進行壓實，振動壓路機的振動輪有兩種常見的結構形式：水平軸和豎軸。在振動輪的內部，激勵的偏心質量（軸）被對稱地安裝在一起。這兩個偏心軸線的轉動相位相差180 度，并且它們的偏心質量和偏心率都是相同的。圖1 為偏心軸典型位置及交變力矩變化圖。

圖1 偏心軸典型位置變化圖

這種結構確保了在振動輪的軸向上，激勵力和合力始終為零，從而在振動輪上形成了激勵偶對。這種激勵力耦合使得振動輪受到交流轉矩的影響，并不斷地傳遞到地面，從而在前方和后方都產生了振蕩的波浪[4]。這個振動波使被壓縮的物質發(fā)生了交流剪切變形。同時，振動輪的靜載荷也使物料發(fā)生了豎向位移。在此基礎上，通過振動輪的垂向載荷與橫向載荷的聯合作用，被壓縮的物料粒子產生了諧振、錯位和再分配，從而消除了物料間的間隙，實現了橫向和縱向的整體壓實。因此，振蕩壓路機的使用可以有效地提高路基路面的壓實度和穩(wěn)定性，保證了道路橋梁工程的整體質量和安全性[5]。圖2 是振動壓路機振動輪對瀝青混合料的影響機制的簡圖。

圖2 振蕩壓路機振蕩輪與瀝青混合料作用機理示意圖

在圖2 中，可以看到一個振蕩壓路機的模型，其中各個部分都有其特定的代表含義。首先，M 代表施加在振蕩輪上的交變力矩。這個力矩是由振蕩輪內部的激振偏心塊（軸）產生的。當兩個偏心軸同時轉動時，將形成永久激勵力耦合。在此激勵耦合下，振動輪不斷地與地表發(fā)生作用，并在其前方和后方產生振蕩波。這種振動波使被壓縮的物質發(fā)生交流剪切變形[6]。圖3 為振動壓路機碾壓原理圖。

這種交變剪應變有助于消除材料間的空隙，提高材料的密實度，從而實現更高效的壓實。簡單來說，就是材料在水平方向上受到推擠，而在垂直方向上受到壓縮。此外，G 代表的是輪軸載力，也就是振蕩輪對地面的靜壓力。這個壓力是和振動輪的重量相關的，并且?guī)椭驯粔嚎s的物質壓得更深。F 代表的是水平方向上產生的推力。圖1 中所示的位置再分配工藝是對被壓縮物料進行橫向和縱向壓縮的工藝。

3 確定壓實速度與碾壓作業(yè)段長度

在環(huán)路瀝青路面的中面層，厚度為6 cm，使用SBS 改性瀝青作為瀝青材料，并采用GTM 工藝進行施工。碾壓作業(yè)結束時的溫度應不低于120 ℃。根據相關研究，為了獲得較好的嵌密性，在振動壓路機的激勵下，需要連續(xù)振動至少3 次以上[7]。根據振蕩輪與材料的接觸弧長，每次移動2.5 cm 就需要振蕩一次，從而得到公式：

式中：V 代表壓路機作業(yè)時的最佳速度，f 代表壓路機的振蕩頻率。由于瀝青混凝土對于振蕩頻率的要求較高，通常在40 Hz 以上，因此，若f 的取值為45 Hz，則通過上述公式計算得出v 值應為4.1 km/h。振動壓路機在起振、停振過程中均有一過渡區(qū)，其持續(xù)時間為5～6 s。從壓實工作效率、降低工人疲勞強度、提高勞動生產率和減少碾壓離析等方面來看，轉換時間不能超過總有效壓實時間的20%。這意味著，為了達到更好的壓實效果，過渡過程的時間不應過長[8]。因此，為了確保碾壓效果和作業(yè)效率，碾壓長度不應低于25 s。

根據上述分析，得出路基路面壓實方案見圖4。

圖4 路基路面壓實方案流程圖

在混合材料初壓過程中，選擇鋼輪靜壓方式進行一遍壓實，并在施工過程中將其運行速度控制在約2.5 km/h。在復壓階段，使用鋼輪完成三遍振蕩壓實，振蕩頻率設定為45 Hz，同時將運行速度控制在約4 km/h。在膠輪碾壓階段，將運行速度同樣控制在約4 km/h。最后，在終壓過程中，再次使用鋼輪完成兩遍靜壓，運行速度則控制在約2.5 km/h。在現場施工過程中，溫度為25 °C。當瀝青混合料經過復壓操作后，其溫度達到131 °C。在最終的壓實操作完成后，瀝青混合料的溫度降低到122 °C。

4 接縫碾壓

瀝青混合料的攤鋪和壓實過程中存在兩種接縫，分別是縱接縫和橫接縫。圖5 為縱向接縫構造示意圖。

圖5 縱向接縫構造示意圖

縱向接縫的成形與施工技術有很大關系。由于縱向接縫的產生條件各異，所以需要對其進行相應的處理。如果兩個或更多的攤鋪機按梯形鋪筑，則縱向接縫不會出現明顯的分界，這是因為兩個攤鋪機之間的溫度相近。在這種條件下，只要沿縱向縫來回進行一次碾壓，就能達到良好的碾壓效果。與此同時，一臺鋪路機在施工路段鋪設完畢后，將其再鋪至相鄰車道。在施工時，可將兩臺鋪筑機分離，并在同一車道上進行攤鋪。這種施工方式所形成的攤鋪層內部沒有橫向限制，在壓路機的碾壓作用下，很容易發(fā)生橫向滑移。在這種情況下，應該從距離路緣30～50 cm 的位置，將縱向縫合線來回進行一次碾壓，再轉向外緣或路肩進行初壓。每次壓實只需向一側移動10～15 cm，然后按順序向內移動，直到離內側邊緣5～10 cm。在鋪設完鄰近的鋪路帶后，從原來的已碾壓完的內側部位出發(fā)，以錯輪式的方式進行碾壓，直至超過縱接線50～80 cm。

從振動壓路機的最優(yōu)工作速度出發(fā)，可將其轉換為壓路機的碾壓距離。在實際施工過程中，若有兩個或更多的攤鋪機同時工作，則其攤鋪區(qū)域內的瀝青混合料溫度接近，且縱向接縫不存在明顯的分界。當采用振動壓路機進行碾壓時，先將壓路機沿著縱縫線來回碾壓一遍，再由外側路緣開始，每邊移動10～15 cm，直到壓路機越過縱縫線5～8 cm。

這種縱接縫的碾壓方法特別適用于新攤鋪的相鄰車道與已壓實的車道之間。在處理完縱接縫之后，應立即用壓路機將縱接縫壓平。這樣的處理方式有助于確保瀝青路面的平整度和密實度，從而提升整體路面的使用壽命和安全性。按照最佳碾壓速度計算，25 s內碾壓段長度為28 m。當然，碾壓段的確定還需考慮施工時的天氣溫度、初壓溫度、終了溫度和瀝青混合料鋪層的厚度等因素，要確保瀝青混合料的壓實度和平整度。這樣的操作可以保證相鄰攤鋪帶之間的縱接縫得到妥善處理，同時也能避免因時間間隔過長而產生不利影響。這樣的處理可以確?？v接縫的質量和整體平整度。

橫向接縫是工作段施工前和施工階段之間的銜接。在上一工作段鋪設完畢后，要在下一工作段鋪設前進行橫向接縫的工藝處理。圖6 為橫向接縫構造示意圖。

圖6 橫向接縫構造示意圖

采用一種用于瀝青路面壓實的剛性光輪碾磨方法。碾壓時，重點是對已壓實的路面進行壓實，只保留15 cm 左右的路寬，以供新鋪設路面使用。然后，將壓路機對新鋪筑區(qū)進行橫向移動，每層側移量為15～20 cm，直到完全通過橫向接縫。

如果鄰近的車道尚未進行攤鋪，在進行橫向碾壓時，必須將供壓路機離開的物料覆蓋在未鋪設的橫向接縫上，以避免對攤鋪帶的邊緣造成損害。對于縱向接縫與橫向接縫的壓實技術，通常的順序是先碾壓后碾壓，然后是碾壓縱向接縫，以防止接縫結合面脫離。如果接縫存在不平整的地方，應首先對表面不平整的地方進行修補。

總的來說，瀝青路面的壓實過程緊跟在攤鋪過程中，這個過程包括先壓實接縫，再整體壓實，然后再對需要的地方進行局部壓實。這樣可以確保瀝青路面的平整度和密實度，提高路面的使用壽命和安全性。

5 結論

道路橋梁工程路基路面壓實施工是保證工程質量的關鍵環(huán)節(jié)。在實際施工中，應充分考慮含水量、壓實設備、施工工藝等因素對壓實效果的影響，并采取相應的技術措施，確保路基路面的穩(wěn)定性和平整度達到設計要求。同時，在施工過程中，應注意保護工程各層不受損壞，以保證工程的整體質量和使用壽命。只有這樣，才能提高道路橋梁工程的施工質量和使用性能，為人民群眾提供安全、舒適、便捷的交通環(huán)境。