芻議公路瀝青混合料路面壓實施工技術

黃育周

（廣州市市政工程試驗檢測有限公司，廣東廣州 510000）

0 引言

在公路建設過程中，瀝青路面施工是關鍵的部分，對混合料成型，增強混合料強度有著關鍵的作用，基于混合料以及工藝配合，能夠極大地增強路面的性能。在有關施工技術中，壓實施工是關鍵的方法，接下來將基于壓實工藝進行探討。

1 瀝青混合料碾壓施工

壓實屬于路面施工不可或缺的工序，針對瀝青混合料進行壓實操作能夠切實提升混合料強度、可靠性以及密實程度，壓實處理為路面施工的關鍵所在。相關研究顯示，路面空隙率提高1%，并且疲勞壽命還會減少35%。圖1 為滲透性和壓實關系。壓實不到位，造成空隙率變大，基于渠化交通作用下，可能產生車轍，且推動瀝青老化。不過壓實過度還會導致集料破碎，減小強度，偏小的空隙率可能發生泛油以及穩定性較低。所以要選取合適的壓實設備、溫度、快慢以及遍數等。

圖1 滲透性和壓實的關系

1.1 碾壓設備的選擇

實際開展公路橋梁施工時，常常會借助鋼輪、輪胎及振動壓路機開展施工建設。對于鋼輪壓路機來說，往往會用來開展切壓及收光，它有兩種類型，分別是雙軸雙輪及三輪式。雙軸雙輪的質量通常都是6~8t，而三輪式壓路機基本是8~15t。三輪式壓路機是近些年產生的，噸位非常大，可以結合路面的凹凸狀況，對滾輪的負荷能力開展科學調整，因此，往往會將其運用于公路路面壓實施工，對平整度有著較高的要求。從輪胎數來看，應結合其壓路機大小，為其配備5~11 個橡膠輪胎，這將對輪胎壓力的能力進行優化，它的運行質量通常是12~25t[1]。對于輪胎壓路機來講，其噸位非常大，往往是復壓作業中使用的機具，能夠運用其開展接縫處理，對外道部位實施預壓，以規避裂縫的出現，對攤鋪層開展壓實處理。就壓路機而言，往往借助振動，讓材料形成共振，降低材料顆粒之間的摩擦力，進一步增強壓實效果。它主要有3 種類型：①自行式單輪；②串聯振動；③復合式振動，它的質量通常在2~14t。對于振動壓路機，往往被運用在初始壓實作業中，可以結合瀝青層結構上的差異，選取科學的振幅。若是厚度在6mm 以下，應借助振幅在0.35~0.6mm 的振動壓路機，若是厚度在10mm 以上，應借助高振幅振動壓路機。

1.2 碾壓組合

從行走方式來看，存在拖式以及自行式，就現代壓路機而言，基本都是自行式的，它的結構質量非常小，并且還十分機動靈活，具有良好的壓實成效。根據滾輪材料性質劃分，主要有鐵輪及輪胎兩種，前者主要為鋼制金屬輪，它的結構非常簡單，造價也比較低，有著廣泛的運用；對于輪胎壓路機來看，其滾輪為特制的輪胎，基于其彈性作用，它的壓實面是非常均勻及密實的，同時其接地面積還非常寬，可以獲得良好的壓實成效[2]。根據滾輪形狀分類，主要包含3 種類型，依次是鋼制、仰角式以及凸爪式。根據壓實原理進行劃分，包括靜碾壓及動碾壓兩種類型，前者通常是采用滾壓的方式完成，后者一般運用液壓及夯實方法完成。

應選用科學的壓路機組合方式，按照有關流程標準開展操作，這樣才能獲得良好的壓路效果。對于瀝青混合料開展壓實施工，應借助靜態壓路機，同時和輪胎壓路機開展行組合使用，在進行初壓作業時，要注重提升面層橫向平整度。對于壓路機使用數量，需結合生產效率進行確定。從整個壓實程序來看，主要包含3 道工序，依次是初壓、復壓及終壓。對于初壓來看，主要是為了對混合料進行平整，以促進復壓作業有效開展，為其奠定夯實的基礎。在進行初壓過程中，通常會借助6~8t 雙輪壓路機開展一至二遍碾壓作業。就初壓作業來看，需基于高溫下開展攤鋪作業，這樣可以避免推移現象的出現。

當初壓結束之后，應第一時間開展復壓，以確保混合料足夠密實及穩定，這在瀝青路面壓實作業中是最為關鍵的環節。通常會借助重型壓路機開展多次壓實，若是借助輪胎壓路機進行作業，要求其總質量要在15t以上，并且輪胎允許壓力應超過0.5MPa，對于厚層碾壓，應盡可能地借助20~25t 的壓路機完成。若借助振動壓路機開展施工作業，應對其振動頻率開展有效控制，盡量在35~50Hz。對于振動壓路機倒車操作，需先避免振動，朝著相反方向運動，當完成相關操作后再進行振動，如此才能避免混合料出鼓包問題。

在進行碾壓過程中，壓路機行駛方向需與路中心線保持平行，從一側路邊逐漸往路中間前進。針對輪胎式壓路機來看，也應開展重疊碾壓；然而輪胎式壓路機是可以對輪胎內壓進行調整的，獲得所需接觸壓力，從而實現集料的有效擠合，確保其均一密實度。根據工程實踐可知，它能夠全面增強密實度2%~3%，由此，應盡可能選取輪胎式壓路機開展復壓碾壓作業。

對于瀝青混合料終壓來看，應在復壓之后開展，主要是對輪跡進行消除，最終建立平整的壓實路面[3]。該道工序應避免借助重型壓路機完成，如若不然將對平整度造成不良影響。可借助雙軸雙輪壓路機開展，并且要碾壓兩遍以上，直到沒有輪跡。對瀝青混合料開展碾壓施工時，在每實施一遍碾壓作業之后，需把壓路機往前移動一點，如此就能防止達到整個攤鋪寬度，防止因為換向而導致壓痕問題。在對碾壓道進行變換時，需基于壓實區冷的一端開展，同時暫停振動裝置。利用壓路機開展碾壓作業，需從路邊逐漸往路中進行，對于鄰近的碾壓帶，需具備重疊寬度，同時把驅動輪往攤鋪機方向移動。

2 壓實質量檢測

壓實質檢要按照文件要求與施工標準開展，通常檢測內容包含壓實度與平整程度等，路面表觀要均勻。檢測期間出現部分較大的質量不足，例如，松散與厚度不夠要第一時間停工，即便混合料已成型也要進行返工處理。對于壓實度及其厚度，一般采取鉆孔取芯手段來開展檢測，對于壓實度的控制，核子密度儀也屬于可行的手段，不過在實踐之前要認真標定。對于密實度的控制，要確保結果的精準，通常選擇馬歇爾密度將其當作控制標準，不過對于現場空隙率，需要確保處于3%~7%。表1 為馬歇爾體系指標技術要求。

表1 馬歇爾體系指標技術要求

3 施工溫度控制

路面施工期間，溫控屬于影響作業質量的核心因素。混合料施工期間要充分控制溫度，在所有工序中混合料溫度沒有達到相關標準，均要報廢重新開展。針對改性瀝青路面的建設，和常規的HMA 路面除了作業溫度上要結合粘度合理提高，整體上區別不大。對于溫度增加多少，應根據改性劑的種類以及劑量來進行明確，相關技術標準中進行了詳細規定[4]。通常情況下，可基于常規混合料施工溫度增加10~20℃。若是SMA 混合料，因為要添加一定的冷礦粉，則適當增加拌合溫度。不僅施工這樣，針對室內試驗也要增加溫度開展。表2為溫控技術要求。

表2 溫控要求

4 實例分析

壓實屬于路面施工不可或缺的環節，壓實質量高低同路面強度、使用壽命等息息相關。伴隨經濟穩健發展，國內交通量持續增加，交通渠化與重載等情況突出，路面若壓實不到位，會造成路面孔隙率變大，車輛荷載影響路面，而過于壓實會造成集料破碎，路面發生泛油等，所以充分管控壓實作業質量，選取科學的壓實工藝，對路面使用壽命有著很大的意義。

4.1 瀝青混合料的壓實機制與特性

（1）壓實機制。壓實過程是把混合料從松散慢慢過渡成粘聚態，在此期間，壓實像黏土變形和再次組合，伴隨粘度變低，內聚力慢慢下降，另外，壓實好比非粘聚性材料，顆粒再次組合被摩擦力影響，棱角性不大的易于壓實。伴隨壓實開展，集料顆粒再次排列，基于壓實功影響，混合料跟著流動，直至全部內外力實現平衡。

（2）壓實特性。通常指路面施工以及使用期間體積參數的改變以及可靠性，決定壓實特性的因素較多，其中包括材料、設備與環境因素。就材料來看，其中涉及摻量以及混合料種類等；而對于機械因素來說，其中涉及機械的碾壓頻次以及快慢等；而對于環境因素，通常包括作業環境溫度與風速等。所以，在各種路面作業條件下，相應的壓實特性也有所差異，當明確壓實方案時，應該加以分析壓實特性，提升作業質量。

4.2 原材料

（1）集料。粗集料基于彼此嵌擠，可以發揮骨架作用，提供強度；細集料基于填充空隙，可以確保混合料足夠密實，繼而促使其更加穩定；其中填料的作用是，可以填充空隙，也能夠吸附瀝青，增強粘附力。為增強路面作業質量，選取玄武巖碎石以及人工砂，將前者當作粗集料，后者當作細集料，而對于填料則選擇礦粉。

（2）瀝青。瀝青發揮膠結作用，為了提高黏結性，選擇SBS 改性瀝青將其當作膠結劑，它的制備方法：把基質瀝青加熱至170~180℃，在全面熔融之后添加SBS 改性劑，通過剪切機轉速剪切45min，然后在170℃下發育半小時。

（3）級配。選擇AC-13 型混合料對上面層開展鋪筑，表3 為級配設計。

表3 級配設計

4.3 工程實踐

（1）工程概況。試驗路位于某一公路K32+520—K49+355 路段，路面設計寬度是12.15m，結構設成6cm下面層+5cm 中面層+4cm 上面層。

（2）壓實方案選取。為了分析壓實工藝和作業質量的關聯，選擇以下工藝對試驗路開展建設，對于K32+520—K40+150 段選擇振蕩壓實，對于K40+150—K49+355 段選擇振動壓實。

（3）壓實過程施工質量措施。為保證施工完成后路面的使用情況，在開展路面壓實作業時，應全面根據施工標準進行，對施工質量開展科學控制。具體措施如下：①對施工溫度進行有效控制，在開展初壓過程中，路面溫度要在150℃以上，在碾壓結束之后，還應保證路面溫度超過90℃[5]。②就壓路機碾壓長度來看，需確保同攤鋪機速度保持一致，實際進行碾壓時，應避免中途暫停和制動，在開展來回碾壓作業時，對于停留地點之間的距離，應在10m 以上。③壓路機要避免停留于溫度超過75℃的且碾壓結束的混合料上，在這一過程中，應對壓路機作業過程中的油漬等開展清理。④實際進行碾壓時，想要避免產生粘輪問題，應對其膠輪噴涂一定的豆油。⑤壓路機在起步及停車過程中，應盡可能地保證平穩，避免急剎及快起步而導致混合料出現鼓包問題，從而不利于路面壓實效果。

（4）路面檢測包括以下3 個方面：①壓實度。其屬于路面質控核心指標，可以體現壓實度，按照相關現場測試規程，通過鉆芯取樣手段對兩種工藝的試驗路開展檢測。得知壓實度都能符合標準，選擇振蕩壓實方案壓實度均值是96.9%，低于振動壓實的97.5%，選擇第二種工藝壓實效果更好。②平整度。其屬于體現平整性的指標，該指標和行車安全、舒適息息相關，通過平整度儀對兩種工藝作業后試驗段開展檢測。得知采用兩種工藝對路面作業之后，平整度都能符合標準要求，第一種工藝平整度標準差，低于振動壓實的，選擇第二種工藝路面平整度更佳。③路面厚度。其是體現路面施工質量的核心控制指標，采取鉆心取樣手段對上面層厚度開展檢測。得知采取兩種工藝對路面作業后，上面層厚度都能達到標準要求，選擇振蕩壓實路面厚度是39.6mm，高出第二種工藝的38.2mm，前者路面厚度控制更佳。

5 結語

壓實屬于路面施工過程中的關鍵工序，較高的路面質量最終需基于碾壓來達到。建設單位要瀝青壓實機制，針對瀝青混合料路面，要充分掌握相應的壓實工藝流程，且加以關注壓實注意事項，以充分保障路面施工質量。