公路工程建設中的路面壓實技術

馬青龍

（青海省公路橋梁工程集團有限公司，青海 西寧 810008）

0 引言

進入新世紀以來，我國的交通基礎設施建設實現了蓬勃發展的態勢，公路工程的數量和規模不斷擴大，在公路工程建設中，由于瀝青路面具有表面平整、行車舒適、養維方便等的特點，已被越來越多地應用到的各級公路建設中。但是，隨之而來的便是路面的病害，致使一些路面的使用壽命難以達到應有的水平，不僅影響了公路的性能，還造成了不可挽回的經濟損失。而影響公路病害的因素有很多，其中壓實不足是關鍵。

1 公路路面壓實病害影響因素分析

路面壓實指的是在一定的公路施工環境中，采用已經選定的壓實機械設備對瀝青混合料進行碾壓的過程，良好的路面壓實要求路面空隙均勻分析，既不欠壓，也不超壓。通常情況下，需要通過測試路面的空隙率和變異性來評價壓實工藝。本節主要對影響壓實度的病害影響因素，如材料因素、碾壓條件以及碾壓工藝進行分析。

1.1 材料因素

（1）瀝青膠結料。公路工程建設中以瀝青作為膠結料，瀝青膠結料作為一種熱塑性材料，其粘度會隨著溫度的變化而不斷變化。也就是說，溫度越高，瀝青的粘度就越低，越容易被壓實。瀝青粘度的大小直接影響壓實過程，進而對路面的性能產生重要影響，瀝青的粘度越大，粘接力就越強，所拌制的混合料強度就越高，耐久性就越好。但是，不同的原油和工藝制作而成的瀝青，即使是標號相同，其粘度也會有很大的產別，如果是普通的瀝青，其作為牛頓流體，可繪制成粘溫曲線，得出壓實溫度，但當其為非流動流體時，通過與普通瀝青拌和與壓實溫度的方法，會導致瀝青高溫氧化、老化以及揮發性氣體的散發造成對周圍自然環境的污染[1]。

（2）集料。集料的形狀和紋理對于公路路面壓實度的影響主要表現在內阻角，內阻角會隨著集料顆粒棱角的增大而不斷增大，即由圓形礫石制作而成的混合料的內阻角遠遠高于扎碎集料制作而成的混合料。所以，圓形的集料以棱角的集料更容易壓實。

1.2 碾壓條件

（1）瀝青混合料的溫度。普通瀝青混合料碾壓溫度應當以135℃和175℃的條件下測定的粘度按照《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2017）中的規定進行確定，如果粘溫曲線數據缺乏，可參照石油瀝青混合料碾壓溫度（表1）進行選擇，最終根據工程項目的實際情況確定使用高值還是低值。

表1 石油瀝青混合料碾壓溫度 單位：℃

（2）鋪層厚度。在通常情況下，較后的鋪層比較容易達到固定的壓實度，這是因為厚的鋪層保溫時間比較長，有充足的時間進行碾壓；而薄層由于降溫速度快，碾壓的時間也比較短，對于壓實度是極為不利的。因此，碾壓的時間越長，越有利于壓實，碾壓的時間越短，越不利于壓實[2]。

（3）碾壓遍數。在公路路面碾壓過程中，碾壓的遍數不得過多也不得過少，如果碾壓的遍數不夠，壓實度就不足，通車后就很容易出現車轍；如果碾壓遍數太多，由于短時間內集中重復碾壓，會導致已經碾壓成型的路面發生推移，產生龜裂，進而導致粗骨料被壓碎，碾壓遍數應當根據初壓、復壓和終壓予以確定。

（4）環境因素。影響公路工程建設路面壓實的環境因素主要包括氣溫、風力以及下承面的溫度。氣溫越低，混合料的冷卻速度就越快，允許碾壓的時間就越短，例如，當氣溫低于5℃時，應禁止對薄層路面的碾壓；風力也是影響路面壓實度的一個重要因素，施工現場的風力越大，混合料的降溫速度就越快，允許碾壓的時間就越短，。同時，由于風力的作用，鋪層的表面還容易形成硬殼層，進而對壓實度產生較大的負面影響；下層面的溫度，下層面的溫度會以最快的速度吸收混合料中的熱量，特別是當當鋪層較薄時，降溫的速度就越快，這就給壓實工作進行帶來了重重困難。

（5）壓實速度。壓實速度應當遵循的原則是在保證壓實質量的基礎上，盡可能提升碾壓速度，壓實速度不得過高也不得過低，如果壓實速度過低，會造成壓實流程中斷，影響最終的壓實質量；如果壓實速度過高，路面就會出現推移、裂紋等的現象。為此，要嚴格控制壓實速度，合理的壓實速度，對減少碾壓時間，提高作業效率有十分重要的意義。壓路機壓實速度如表2 所示。

表2 不同類型壓路機碾壓速度 單位：km/h

1.3 碾壓工藝

公路工程建設中的路面碾壓主要分為以下3 個階段，即初壓、復壓和終壓，以上3 個階段的壓實均需要壓路機以緩慢和均勻的速度完成碾壓，不同的碾壓階段發揮著不同的作用。初壓目的是整平與穩定混合料，瀝青混合料的溫度不低于120℃，碾壓的路線和方向不得隨意改變，因此要特別注意壓實的平整性；復壓的目的是為了保證混合料的密實和成型；復壓應當在初壓后立即進行，瀝青混合料的溫度不得低于90℃，遍數為3 遍；終壓目的是為了消除壓路機（型號LY25，輪寬2.79m）的輪跡，最后形成平整的壓實面[3]。

2 路面壓實技術要點

2.1 壓實前的準備工作

公路路面碾壓之前，施工企業應當對路面攤鋪的平整度、厚度以及寬度等的參數進行檢測。其中，對于路面平整度的檢測應當采用3m 直尺法，如果經檢測路面的平整度為5mm 及以上，表示路面的平整度不符合規范標準；對于路面厚度的檢車可采用鉆芯取樣法，除了路面本身設計的厚度外，還存在虛鋪的厚度，便于碾壓完成后保證路面的高度，如果經檢測路面的虛鋪厚度在1.1～1.2cm，表示路面厚度合格；對于路面寬度的檢測科采用目測法，路面實際的檢測寬度應當比設計要求的寬度多15cm，這樣才能保證路面兩側的碾壓質量。

2.2 壓實設備選擇

科學合理的減壓設備不僅可以保證公路路面的碾壓質量，還能切實提升碾壓的速度。因此，要能根據工程項目的實際情況，科學合理的選擇壓實設備。通常情況下，公路路面壓實中需要使用到的壓實設備主要有振動壓路機、光輪壓路機和輪胎壓路機3 種。其中，振動壓路機可通過自身附帶的振動功能，保證路基填料和混合料的密實度越好，壓實度更高；通過光輪碾壓機的碾壓可提升路面的平整度；輪胎壓路機可通過自身的重力增加材料的穩定性，施工企業可通過對不同壓力機的組合，使的公路路面的壓實度滿足施工組織設計要求。

2.3 壓實設備的性能

壓實設備的性能與路面壓實度之間有著密切的聯系性，如果在具體的碾壓過程中壓實設備出現了故障，碾壓不得不中斷施工，進而導致路面混合料溫度降低，壓實度難以滿足施組設計要求。因此，進入施工現場的每一臺壓實設備，應當委派專人進行管理，并定期對機械設備進行保養和維護。同時，在正式碾壓之前，對壓實設備的性能進行檢測，確保壓實工作的順利進行。

2.4 路面壓實操作

路面壓實的主要作用是為了增加混合料的黏結性，提升路面的壓實度，同時保證路面的平整度。公路路面面層可分為上面層、中面層和下面層。因此，具體的碾壓過程中要對各個面層進行分層碾壓。選擇試驗段進行碾壓，試驗段的長度應當在200m 以上，試驗段碾壓完成后，檢測壓實度，如果經檢測的壓實度合格，可根據試驗段的碾壓參數組織和開展碾壓施工，并根據對試驗段的碾壓方式對路面分別進行初壓、復壓和終壓。

2.4.1 初壓

路面初壓應當同時使用多臺壓實設備同步施工，壓實時先進行路面初壓，對混合料的初步碾壓可提升混合料的穩定性，使其具備相應的承載能力，避免復壓時路面出現局部隆起或者推移的現象，初壓應當緊隨攤鋪機進行，初壓的長度應控制在80～100m；初壓應當采用靜壓方式進行，由路面向中間進行，對于小半徑的曲線段應當由內向外碾壓，兩個碾壓機的搭接寬度應保持在1/3～1/2 的輪寬，整個路面碾壓1～2 遍，保證混合料能夠基本穩定。此外，在初壓環節，由于對瀝青混合料的溫度有著比較嚴格的要求，因此初壓時，應嚴格控制瀝青混合料的溫度，保持在145～165℃[4]。

2.4.2 復壓

路面初壓完成后，應立即進行復壓，復壓作為路面壓實技術中的一個關鍵環節，其碾壓質量的高低直接決定著路面的壓實度和使用性能；復壓路面碾壓的長度應當與初壓路面碾壓的長度一致，減壓時應采用振動壓路機，通過振動壓路機的不斷振動，使所有的混合料黏結在一起，增加其密實度，碾壓遍數應為6～8 遍，如果復壓后的壓實度不滿足工程項目的施工組織設計要求，可繼續碾壓。

振動壓路機碾壓過程中，其振動的幅度和頻率應當與試驗段保持一致，高檔振動時振動的頻率應控制在25～30Hz，振動幅度應控制在0.5～0.9mm；低檔振動時，振動的頻率應控制在40～50Hz，振動的幅度應控制在0.5～0.9m；對于路面下坡道的碾壓無須開啟振動功能；復壓時，瀝青混合料的溫度應控制在125～145℃。

2.4.3 終壓

路面終壓緊跟復壓其后進行，終壓的目的是為了消除初壓和復壓過程中路面上產生的壓路機痕跡，并對路面進行收面處理，保證路面的平整度；終壓應當采用靜壓方式進行，終壓的長度應當與初壓和復壓時的長度一致，碾壓遍數為1～2 遍。同時，在終壓過程中，瀝青混合料的溫度應控制在90℃左右，終壓完成后立即對其壓實度進行檢測，要求壓實度不得低于96%，當瀝青混凝土的表面溫度降低至50℃時，方可開放交通。

3 路面壓實質量控制措施

3.1 材料控制

為確保路面壓實的質量，具體壓實過程中需要做好對材料質量的控制工作，路面壓實需要使用到的材料主要有：瀝青、集料和水。施工企業在選擇材料時，如果材料的質量不能得到保證，瀝青混合料的性能也就難以保證，進而導致面層碾壓完成后，路面的壓實度難以滿足設計要求。此外，在瀝青混合料配合比的設計環節，如果配合比設計不合理，拌和后的瀝青混合料的性能也會受到影響，進而導致壓實的質量難以得到保證。因此，對于路面壓實材料的質量控制可以從以下4 個方面做起：①材料的供應商應當具備材料的生產條件、資質、能力以及信用等，這是保證材料持續供應的基礎。②不同的材料在進入施工現場后，應當分類存放，合理存儲，避免材料由于受到外界因素的影響而發生變質或者霉變。③施工企業應當嚴格控制各項材料的配合比設計，材料配合比的設計應當綜合考慮公路工程項目所在區域內的氣候、環境等的因素。④施工企業還應當做好對材料運輸的控制，避免材料在運輸過程中遭受雨淋而發生受潮和變質。

3.2 含水量控制

路面壓實時，材料中的含水量越高，混合料就會越潮濕，路面的壓實效果就會越差；反之，材料中的含水量越低，混合料就會越干燥，路面的壓實度就會越好。因此，材料的含水率對于壓實效果具有重要影響。所以，應當嚴格控制材料中的含水量。①根據試驗段的質量，確定材料中的含水率。②根據工程項目所在區域內的溫度和環境對材料的含水量進行調整，但調整的幅度不讀高于最佳含水率的±2%[5]。

3.3 雨季施工控制

公路工程建設位于外界的自然環境中，路面在壓實時不可避免地對出現雨季施工的情況，對于未碾壓成型的路面如果遇到雨水的沖刷，就會導致混合料含水量增加，進而降低路面的壓實度。因此，做好雨季施工質量控制顯得尤為重要。①施工企業應當及時關注當地的天氣情況，盡量避免雨季施工。②如果在施工過程中突然下雨，應當立即停止施工，對未碾壓成型的路肩采取針對性的措施進行保護，避免路面受到雨水沖刷的影響，待雨停后立即安排專業人員對路面的性能進行檢測。③如果雨水已經沖刷了路面且比較嚴重，應拆除未碾壓成型的路段，并重新安排壓實施工，確保路面的壓實度能夠滿足施工組織設計要求。

4 結語

綜上所述，路面壓實時公路工程建設中不可或缺的一個重要組成部分，如果路面的壓實度不足，路面的質量就很難得到保證，進而對路面的后續使用埋下各種各樣的安全隱患。因此，為保證路面能夠擁有良好的壓實效果，避免其后續的使用過程中出現車轍、裂縫等的病害，施工企業應當合理分析影響路面壓實的因素，嚴格控制施工流程，并能做好對路面壓實的質量控制工作，確保路面壓實效果，為廣大人民群眾的安全出行保駕護航。