大噸位振蕩壓路機與振動壓路機壓實效果對比分析

劉邦輝+夏磐夫+謝娟娟+孫祖望

摘 要：針對振蕩壓路機在上、中、下面層施工中的應用情況，研究了大噸位振蕩壓路機對碾壓不同鋪層厚度瀝青混合料的適應性，通過振蕩壓路機與同噸位振動壓路機的對比試驗，評估了兩者的壓實效果，為將振蕩壓實技術的應用擴展至中、下瀝青面層的壓實，以及進一步確定大噸位振蕩壓路機的優勢應用領域提供了一定參考。

關鍵詞：振蕩壓路機；振動壓路機；中下面層施工；空隙率

中圖分類號：U415.52 文獻標志碼：B

文章編號：1000-033X（2016）05-0099-04

Abstract： Aimed at the application of oscillatory roller on different surface courses of asphalt pavement， the adaptability of large-tonnage oscillatory roller compacting asphalt mixture with different thickness. The compaction effect was evaluated by comparing with vibratory roller of the same tonnage， which provides reference for application of oscillatory roller on middle and bottom course of asphalt pavement and helps to determine the advantageous application field for large-tonnage oscillatory roller.

Key words： oscillatory roller； vibratory roller； middle and bottom course of asphalt pavement； porosity

0 引 言

振蕩壓路機通過振蕩輪對地面的水平揉搓作用實現對路面的壓實，長期以來一直被用于薄層路面尤其是橋梁鋪裝的壓實[1]。而隨著振蕩壓路機技術的發展以及大噸位振蕩壓路機的出現，大大擴展了振蕩壓路機的應用領域[2]。本文針對道路上、中、下面層的施工，將大噸位振蕩壓路機與振動壓路機進行對比，探討大噸位振蕩壓路機的優勢應用領域。

1 振蕩壓路機與振動壓路機在下面層應用的對比與分析

1.1 試驗條件

試驗樣機為徐工XD132OS振蕩壓路機，對比機型為國外某品牌13 t高頻振動壓路機。壓實對象為8 cm的GAC-25普通瀝青下面層，試驗路段長為100 m，寬為15 m。其中半幅由XD132OS振蕩壓路機碾壓，碾壓工藝為靜壓1遍、振壓6遍；另半幅由高頻振動壓路機碾壓，碾壓工藝為不計遍數緊跟攤鋪機碾壓。

2種工況統一按75 m的鋪層長度進行統計分析。完成壓實作業，待鋪層完全冷卻后，用密度儀按縱向5 m、橫向1 m的網格對鋪層的壓實度進行拉網檢測，并得到原始數據。

1.2 原始數據處理

拉網檢測得到的原始數據采用鉆芯取樣法進行標定：選擇具有不同密度的若干個有代表性的測點；重新用密度儀按4個方向測定鋪層密度后，在測點中心取芯；測定芯樣的厚度，并用表干法測定芯樣的毛體積密度，然后根據芯樣的毛體積密度對使用密度儀得到的原始數據進行標定。

1.3 試驗結果

根據密度儀標定換算的拉網檢測數據，按實驗室馬歇爾密度和最大理論密度計算2種工況各測點的馬歇爾壓實度和鋪層空隙率，并按不同工況對鋪層各測點的密度、壓實度、空隙率進行了統計，得到如圖1和表1所示的對比結果。

1.4 試驗分析

根據試驗得到的具體數據，對2種工況的壓實度、鋪層空隙率分布和透水性進行分析，得到如下結論。

（1）同樣壓實遍數下，2種機型均能滿足理論壓實度大于93%的要求。XD132OS振蕩壓路機獲得的平均理論壓實度為95.25%，高于對比機型的94.56%。

（2）XD132OS振蕩壓路機在期望的3.5%～6%的空隙率占了97%，而對比機型在相同范圍內的空隙率只占78%，相對而言，采用振蕩壓實能獲得均勻性更好的鋪層。

（3）XD132OS振蕩壓路機碾壓后的鋪層，空隙率不小于6%的比例僅為3%，而對比機型有14%的鋪層空隙率不小于6%，相對而言，經對比機型壓實的鋪層存在著更多透水風險。

2 振蕩壓路機與振動壓路機在中面層應用的對比與分析

2.1 試驗條件

試驗設備不變，壓實對象為5.5 cm的GAC-20改性瀝青中面層，試驗路段長為400 m。2種機型布置在同樁號鋪層的兩側，碾壓工藝均采用不計碾壓遍數緊跟攤鋪機碾壓。

壓實作業完成后用密度儀按縱向5 m、橫向0.9 m的網格對鋪層的壓實度進行拉網檢測，并得到原始數據。

2.2 原始數據處理

原始數據采用與下面層相同的方法取芯進行中面層密度儀標定。

2.3 試驗結果

根據溫度修正和密度標定換算的拉網檢測數據，計算出各測點的馬歇爾壓實度和鋪層空隙率，并按鋪層對各測點的密度、壓實度、空隙率進行統計分析，得到如圖2和表2所示的對比結果。

2.4 試驗分析

對2種工況的壓實度、鋪層空隙率分布和透水性進行分析，得到如下結論。

（1）原始數據采集量不宜過大，否則需考慮環境變化的影響。

（2）同樣壓實條件下，2種機型均能滿足理論壓實度要求，XD132OS振蕩壓路機獲得的平均理論壓實度為96.59%，低于對比機型的97.08%。

（3）2種機型碾壓后的鋪層密度、壓實度和空隙分布明顯向密實方向偏移，且空隙率為3.5%～6%測點所占比例明顯減小，平均空隙率指標不斷下降。導致這一現象的原因是碾壓工藝，它使得空隙率不大于3%（理論壓實度不小于97%）的測點比例大幅上升。

（4）2種機型碾壓后的鋪層空隙率不小于6%的比例均很小，都可以有效規避透水風險。

3 振蕩壓路機與振動壓路機在上面層應用的對比與分析

3.1 試驗條件

試驗設備不變，壓實對象為4.5 cm的GAC-16改性瀝青上面層，碾壓工藝均采用不計碾壓遍數緊跟攤鋪機碾壓。為減少誤差，采用2種壓路機平行進行碾壓的方案，根據中面層壓實情況將上面層壓實的試驗路段的長度縮短為100 m。

考慮到路面壓實與橋面鋪裝壓實之間可能存在的差異，上述試驗工況將在橋面和路面上分別進行。壓實作業完成后，對鋪層的壓實密度進行拉網檢測，得原始數據，網格的縱向間隔為2.5 m，橫向間隔為1 m，每個工況橫向布置3個測點。

3.2 原始數據處理

拉網檢測得到的原始數據采用鉆芯取樣法進行標定。

3.3 試驗結果

同樣進行路面壓實工況和橋面鋪裝壓實工況的統計分析，得到如圖3、4和表3、4所示的對比結果。

3.4 試驗分析

（1）同樣壓實條件下，2種機型均能滿足理論壓實度的要求，無論是路面壓實工況還是橋面鋪裝壓實工況，XD132OS振蕩壓路機的平均理論壓實度都高于對比機型。

（2）2種機型在不計碾壓遍數的緊跟碾壓工藝下，對上面層壓實的情況存在著明顯差別。對振蕩壓實來說，鋪層的密度、壓實度和空隙率都向密實的方向偏移，增大了空隙率不小于3.5%的比例，同時大于6%的比例仍保持在很低的水平上，因此空隙率的分布范圍也保持在較小的范圍內。但對高頻振動壓實來說，空隙率分布在2.5%～9%，保持在很寬的范圍內，空隙率超過6%的測點中，橋面壓實占40.2%，路面壓實占34.5%；而空隙率超過7%的測點中，橋面壓實占10.3%，路面壓實占8.3%。造成這種狀況的原因是，多余的振動能量使鋪層發生局部振松。

（3）將上面層空隙率分布與中面層空隙率分布作對比，可以清楚地看到：同樣是振幅為0.3 mm、頻率為67 Hz的高頻振動壓路機，相同的振動能量在碾壓鋪層厚度為5.5 cm的中面層時，施加給鋪層的壓實功是適度的，空隙率的分布集中在2.0%～5.5%；在碾壓鋪層厚度為4 cm的上面層時，則由于施加給鋪層的振動能量超過了鋪層吸收的能力而發生明顯的局部振松。

4 結 語

振蕩壓實與振動壓實對比試驗的結果表明，在足夠的振動能量下，將大噸位振蕩壓路機的應用領域擴展至鋪層厚度為6～8 cm的上、中、下面層是完全可能的。振動壓實對施加于鋪層振動能量的敏感性要比振蕩壓實高得多。在不計碾壓遍數的過度壓實情況下，振蕩壓實仍能保持較好的壓實均勻性而不會發生表面振松的問題，這是振蕩壓實技術的一項重要優勢。相信隨著道路施工越來越注重壓實質量，大噸位的振蕩壓路機將有著更廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1] 楊東來，孫祖望.薄層路面與橋面鋪裝壓實新技術[J].建筑機械，2007（21）：12-16.

[2] 張紅春.瀝青路面組合式碾壓機理及壓實效果研究[J].筑路機械與施工機械化，2011，28（10）：227-231.

[責任編輯：杜敏浩]