張 芳，袁 銘

(湖南省高速百通建設(shè)投資有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410001)

0 前言

碾壓是瀝青混凝土路面施工過程最后一道重要工序，碾壓效果的好壞直接影響著路面的壓實(shí)度和平整度指標(biāo)，從而影響路面的服務(wù)水平和使用壽命。瀝青混合料的壓實(shí)度越大，孔隙率越小，其穩(wěn)定度、強(qiáng)度和勁度就越大，耐久性越好。反之，碾壓不實(shí)，瀝青混凝土路面容易出現(xiàn)早期車轍、坑洞、剝落、泛油等損壞［1－3］。

1 碾壓的一般過程

碾壓過程主要分為3 個(gè)步驟:初壓、復(fù)壓和終壓。初壓使用10～20 t 雙鋼輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)，并保持較小的初壓區(qū)段將路面初步壓實(shí)成型，減少熱量散失。初壓速度不宜過快，因?yàn)榇藭r(shí)混合料尚未穩(wěn)定，速度過快會(huì)擾動(dòng)集料。碾壓過程中避免急停急起，急速轉(zhuǎn)向。

復(fù)壓是碾壓過程中最重要的一環(huán)，混合料能否達(dá)到理想的密實(shí)度，關(guān)鍵在于此階段的碾壓。復(fù)壓宜緊跟初壓，采用鋼輪壓路機(jī)以3 km/h 或者輪胎式壓路機(jī)以5 km/h 的速度復(fù)壓4～6 遍，直至碾壓穩(wěn)定無(wú)顯著輪跡為止。壓路機(jī)碾壓段的總長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短，通常不超過60～80 m。采用不同型號(hào)的壓路機(jī)組合碾壓時(shí)宜安排每一臺(tái)壓路機(jī)作全幅碾壓。防止不同部位的壓實(shí)度不均勻。密級(jí)配瀝青混凝土的復(fù)壓宜優(yōu)先采用重型的輪胎壓路機(jī)進(jìn)行搓揉碾壓，以增加密水性，其總質(zhì)量不宜小于30 t，噸位不足時(shí)宜附加重物，使每一個(gè)輪胎的壓力不小于15 kN，冷態(tài)時(shí)的輪胎充氣壓力不小于0.55 MPa，輪胎發(fā)熱后不小于0.6 MPa，且各個(gè)輪胎的氣壓大體相同，相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3～1/2 的碾壓輪寬度，碾壓至要求的壓實(shí)度為止。對(duì)粗集料為主的較大粒徑的混合料，宜優(yōu)先采用振動(dòng)壓路機(jī)復(fù)壓;厚度小于30 mm的薄瀝青層不宜采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)頻率以略高于瀝青混合料固有頻率為宜，約為 35～50 Hz，振幅宜為0.3～0.8 mm。層厚較大時(shí)選用高頻率大振幅，以產(chǎn)生較大的激振力，厚度較薄時(shí)采用高頻率低振幅，以防止集料破碎。相鄰碾壓帶重疊寬度為100～200 mm。振動(dòng)壓路機(jī)折返時(shí)應(yīng)先停止振動(dòng)。

終壓是碾壓的最后一道工序，主要是消除粘層過程中產(chǎn)生的輪跡，確保路面平整度。終壓可選用雙輪鋼筒式壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓2～4 遍，至無(wú)明顯輪跡為止。如果復(fù)壓過后路面平整度達(dá)到要求，可免去終壓。

為了保證有足夠的壓實(shí)度，現(xiàn)場(chǎng)一般要求至少配備5 臺(tái)壓路機(jī)，進(jìn)行配套施工。具體的壓路機(jī)數(shù)量、規(guī)格、碾壓次序、碾壓溫度應(yīng)由試驗(yàn)路確定。路面施工過程中，壓路機(jī)的配合至關(guān)重要。初壓、復(fù)壓、終壓組成一個(gè)合理的體系進(jìn)行碾壓，方能達(dá)到最佳效果［4，5］。

2 工程碾壓案例

2.1 碾壓?jiǎn)栴}及分析

京港澳高速湖南耒宜段提質(zhì)改造工程第5 合同段采用了4 cm 改性瀝青SMA—13+6 cm AC—20+18 cm 連續(xù)配筋混凝土(舊路面)的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)。瀝青混合料采用玄武巖或者輝綠巖。AC —20 中面層采用中海油70#石油瀝青，事故多發(fā)路段添加玄武巖纖維;SMA—13 上面層采用SBS 改性瀝青，添加0.3%的木質(zhì)素纖維。在面層的施工過程中，通過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)路面存在壓實(shí)度不夠、平整度較差和滲水等情況，很容易造成路面的早期損壞，而路面碾壓是這一系列問題的主要原因。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，在瀝青混凝土的碾壓過程中發(fā)現(xiàn)了如下問題:

1)工作面組織混亂。初壓、復(fù)壓、終壓沒有形成碾壓體系，各個(gè)壓路機(jī)各自進(jìn)行碾壓，造成有些部位碾壓過度，有些地方則碾壓不夠;由于初壓時(shí)混合料溫度很高，尚未成型，過快的初壓速度容易將混合料搓動(dòng)移位;初壓和復(fù)壓沒有明確區(qū)分，由于初壓速度過快，初壓工作面很長(zhǎng)，初壓的鋼輪壓路機(jī)“兼任”了部分復(fù)壓的工作，而復(fù)壓的壓路機(jī)則只是在很小的范圍內(nèi)進(jìn)行著緩慢的碾壓。

2)復(fù)壓的碾壓速度不夠。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)算，復(fù)壓輪胎式壓路機(jī)時(shí)速只有1.4～1.8 km/h;而初壓的鋼輪則達(dá)到5 km/h 以上。初壓的速度快且工作區(qū)段長(zhǎng)，因此留給復(fù)壓的工作時(shí)間和工作面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，造成復(fù)壓碾壓次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。此外膠輪壓路機(jī)碾壓速度過慢，大大降低膠輪的搓揉效果和碾壓溫度，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到，路面的復(fù)壓碾壓溫度在110 ℃左右，盡管符合要求，但是溫度偏低，影響碾壓效果。

3)終壓過度碾壓。由于復(fù)壓不到位，施工單位為了保證壓實(shí)度和平整度，盲目增加終壓次數(shù)，造成過度碾壓，面層表面油膜磨耗，集料泛白，甚至壓碎。

4)瀝青用量不足造成混合料干澀、粗燥，難以壓實(shí)。

此外，上面層使用了改性瀝青的SMA —13 路面結(jié)構(gòu)。改性瀝青的黏度較大，高溫施工容易造成瀝青老化，低溫碾壓則由于黏度過大而達(dá)不到理想的壓實(shí)效果，因此碾壓難度更大。為了增加SMA 結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，參加了0.3%的木質(zhì)素纖維，纖維在混合料充分展開形成類似網(wǎng)格的體系，提高混合料的整體性和穩(wěn)定性，這種性質(zhì)反而加大了碾壓的難度。同時(shí)，木質(zhì)素纖維的瀝青吸附性能較強(qiáng)，從而間接的降低了瀝青的潤(rùn)滑作用，也增加了碾壓難度。因此，必須通過改善施工碾壓工藝來提高碾壓效果。

2.2 解決方案

通過上面的分析可以看出，協(xié)調(diào)好初壓和復(fù)壓之間的配合關(guān)系，使碾壓程序形成一套體系，是改善碾壓效果的關(guān)鍵。尤其是復(fù)壓不夠，必須通過方案調(diào)整來提高復(fù)壓程度。對(duì)此，提出了組合式碾壓的改善方案。組合式碾壓方案交錯(cuò)利用鋼輪壓路機(jī)的振動(dòng)壓實(shí)功能和膠輪壓路機(jī)的揉搓功能，充分發(fā)揮瀝青混凝土的溫度資源，在保持較高溫度的狀態(tài)下，對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行碾壓，做到及時(shí)壓實(shí)、及時(shí)消除輪跡，提高壓實(shí)度和平整度。采用組合碾壓工藝使設(shè)備組合更加經(jīng)濟(jì)完善，提高了壓實(shí)機(jī)具的使用率，加快了施工進(jìn)度。具體調(diào)整方案如下:

1)調(diào)整好攤鋪機(jī)的前進(jìn)速度，與壓路機(jī)的速度相匹配。由于復(fù)壓壓路機(jī)的設(shè)備原因，復(fù)壓速度偏慢，因此，適當(dāng)降低了攤鋪機(jī)的前進(jìn)速度，以保證充足的碾壓時(shí)間。

2)初壓速度適當(dāng)降低，以保證初壓效果，壓縮初壓區(qū)段，騰出足夠工作面給復(fù)壓;對(duì)初壓、復(fù)壓、終壓段落應(yīng)設(shè)置明顯標(biāo)志，便于司機(jī)辨認(rèn)。

3)適當(dāng)加快復(fù)壓碾壓速度，不僅可以保證碾壓次數(shù)，并且可以加強(qiáng)輪胎式壓路機(jī)的搓揉效果，提高了密實(shí)度和平整度。

4)對(duì)松鋪厚度、碾壓順序、壓路機(jī)組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度應(yīng)設(shè)專崗管理和檢查，做到既不漏壓也不超壓。

由于高速公路路面較寬，為提高效率，配置兩組壓路機(jī)，并排同時(shí)施工。這樣不僅節(jié)約了碾壓設(shè)備，而且提高了工作效率和碾壓效果。具體碾壓方式如下:

調(diào)整后的AC20 中面層碾壓方案為(見表1):

初壓:13 t 雙鋼輪壓路機(jī)2 臺(tái)前進(jìn)靜壓，后退弱振碾壓各1 遍;

復(fù)壓:30 t 膠輪壓路機(jī)2 臺(tái)碾壓4～6 遍;

終壓:13 t 雙鋼輪壓路機(jī)1 臺(tái)靜壓至無(wú)痕。

表1 調(diào)整后AC—20 碾壓方案

調(diào)整后的SMA13 碾壓方案(見表2):

初壓:13 t 雙鋼輪壓路機(jī)2 臺(tái)前進(jìn)靜壓，后退弱振碾壓;

復(fù)壓:13 t 雙鋼輪壓路機(jī)2 臺(tái)緊跟初壓進(jìn)行碾壓;

終壓:13 t 雙鋼輪壓路機(jī)1 臺(tái)靜壓至無(wú)痕;

強(qiáng)化碾壓:20 t 膠輪壓路機(jī)慢壓。

表2 調(diào)整后SMA—13 碾壓方案

與 AC 層碾壓不同，SMA—13 層選用13 t 鋼輪振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓，主要是利用了雙鋼輪壓路機(jī)較快的碾壓速度進(jìn)行反復(fù)的振動(dòng)搓揉，以強(qiáng)化SMA骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的形成。采取“緊跟慢壓”策略:復(fù)壓則緊跟初壓之后，協(xié)調(diào)一致;復(fù)壓和初壓間隔控制在2～3 m，一前一后，同進(jìn)同退。這就要求操作手熟練操作，形成默契。由于是并排施工，還要注意相鄰壓路機(jī)間的距離，同左同右，以保證均勻碾壓。快速的碾壓保證了碾壓的溫度，同時(shí)前后、左右的節(jié)奏一致，使得壓實(shí)效果得到了明顯提升［6］。此外，現(xiàn)場(chǎng)還配備了1 臺(tái)膠輪壓路機(jī)最終收尾，對(duì)終壓完的SMA 路面進(jìn)行強(qiáng)化碾壓2 遍以進(jìn)一步提高SMA 的密水性。由于此時(shí)SMA 路面結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成，膠輪壓路機(jī)的搓揉效果可能損壞SMA 的骨架結(jié)構(gòu)，造成瑪蹄脂上浮甚至泛油，產(chǎn)生輪跡，因此必須控制在80℃以下進(jìn)行慢速碾壓。

方案調(diào)整后，現(xiàn)場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)表明(表3)，路面的壓實(shí)度和平整度指標(biāo)等均有所提高。達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)文件要求。組合碾壓方案在工程實(shí)踐中取得成功。

表3 碾壓方案調(diào)整前后碾壓效果對(duì)比(上面層)

3 其他影響因素

影響碾壓壓實(shí)效果的因素還有很多，在過程中對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行了嚴(yán)格控制:

1)嚴(yán)格控制碾壓溫度，各碾壓過程的溫度必須滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)文件要求，對(duì)不達(dá)標(biāo)的混合料應(yīng)予以廢除。

2)調(diào)整好攤鋪機(jī)與壓路機(jī)之間的行進(jìn)速度，初壓和復(fù)壓之間的進(jìn)退組合，以有效地形成碾壓體系，碾壓過程中嚴(yán)禁突然轉(zhuǎn)向或者急停急開。

3)碾壓過程中噴灑水霧保持鋼輪濕潤(rùn)，但應(yīng)控制水量，以免水量過大降低路面溫度;對(duì)膠輪要安排專人噴灑食用油或者潤(rùn)滑劑以避免沾粘混合料。一旦出現(xiàn)沾粘，應(yīng)立即用刮刀刮除。

4)及時(shí)修正，按規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)度、滲水、平整度檢測(cè)，終壓完成后，即用3 m 或者6 m 直尺對(duì)平整度進(jìn)行檢查，對(duì)超過5 mm 部位及時(shí)進(jìn)行修整;實(shí)驗(yàn)室和施工現(xiàn)場(chǎng)形成配合，根據(jù)壓實(shí)情況及時(shí)調(diào)整混合料級(jí)配、拌合時(shí)間、出料溫度等［7］。

5)未冷卻的路面上嚴(yán)禁停放任何車輛及設(shè)備，包括壓路機(jī)在內(nèi)。

6)防止離析，攤鋪機(jī)布料器不能過高(混合料應(yīng)覆蓋布料器至少2/3 高度)。

4 結(jié)語(yǔ)

瀝青混凝土路面的碾壓是一個(gè)細(xì)致、技術(shù)性要求高、講究系統(tǒng)配合的過程。為達(dá)到理想的碾壓效果，要求:

1)瀝青混凝土的碾壓采用過程控制，并結(jié)合壓實(shí)度、平整度、滲水等檢測(cè)指標(biāo)，及時(shí)調(diào)整碾壓方案，方能達(dá)到理想的效果。

2)匹配好設(shè)備間的行進(jìn)速度和行進(jìn)方向，將初壓和復(fù)壓過程有機(jī)組合起來，以對(duì)路面進(jìn)行系統(tǒng)性地碾壓，工作效率和碾壓效果更好。根據(jù)不同的路面結(jié)構(gòu)形式，采取不同的碾壓組合方式:對(duì)于AC 類瀝青混合料，復(fù)壓采用重噸位，慢速碾壓;對(duì)于SMA骨架密實(shí)型路面結(jié)構(gòu)，采用初復(fù)壓同步快速碾壓的碾壓組合。

3)組合式碾壓方案要求碾壓人員技術(shù)嫻熟、配合默契，需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的工作責(zé)任心和協(xié)調(diào)指揮能力，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和碾壓效果，選擇最合適的碾壓方案。

［1］鄧學(xué)鈞.路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［2］郝培文.瀝青路面施工與維修技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［3］王 勇.瀝青混凝土碾壓技術(shù)［J］.黑龍江交通科技，2005(1):42 －44.

［4］徐秀琴.瀝青混凝土路面組合碾壓施工技術(shù)要點(diǎn)［J］.山西建筑，2013，39(4):131 －132.

［5］畢雅萍.影響瀝青混凝土路面壓實(shí)的因素［J］.交通世界，2011(9):181 －182.

［6］吳聚巧.瀝青混凝土路面面層施工質(zhì)量控制措施［J］.河北交通科技，2007，4(3):34 －37.

［7］但淑英.京珠高速粵境南段瀝青路面壓實(shí)機(jī)械選配與碾壓技術(shù)［J］.公路交通技術(shù)，2004(1):32 －33.