焦 壯

(遷安市通宇公路建筑有限公司，河北 遷安 064400)

瀝青路面密實(shí)度主要通過碾壓形成，以往施工中主要使用振動(dòng)壓實(shí)技術(shù)來碾壓，但其碾壓效果相對(duì)較差，且施工效率較慢，無法適應(yīng)工程建設(shè)與發(fā)展要求。對(duì)此，可借助振蕩壓實(shí)來碾壓瀝青路面。

1 振蕩壓實(shí)基本原理

壓實(shí)技術(shù)目前正廣泛用在不同材料的壓實(shí)施工中，在這種情況下，壓實(shí)機(jī)械得到前所未有的快速發(fā)展。然而，對(duì)于靜壓路機(jī)，其壓實(shí)功能相對(duì)較小，且壓實(shí)中會(huì)產(chǎn)生很大的能量消耗與金屬損耗；而對(duì)于振動(dòng)壓路機(jī)，雖然其壓實(shí)效果良好，也比較經(jīng)濟(jì)，但在某些情況下，壓路機(jī)輪會(huì)從地面上跳起，產(chǎn)生類似于沖振的碾壓作用，導(dǎo)致范圍受到很大限制?；诖?，伴隨壓實(shí)技術(shù)快速發(fā)展與創(chuàng)新，出現(xiàn)了振蕩壓實(shí)基本理論，并很快推出了相應(yīng)的壓路機(jī)，即振蕩壓路機(jī)，由于采用這種壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，碾壓材料會(huì)在水平方向上產(chǎn)生一定振動(dòng)，所以還能將其稱作水平振動(dòng)式壓路機(jī)。

在振蕩壓路機(jī)中，有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向完全相反但旋轉(zhuǎn)同步進(jìn)行的偏心軸，這兩個(gè)偏心軸在旋轉(zhuǎn)過程中保持180°的相位差，但偏心距和偏心質(zhì)量都完全相等，能使激振力合力在滾輪圓周徑向保持為0，進(jìn)而產(chǎn)生一定激振力偶，可表示為M(t)=2 rmew2Coswt?；诖耍慨?dāng)兩個(gè)偏心軸旋轉(zhuǎn)完一周，力矩的方向就會(huì)改變一次，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)。

由日本酒井公司生產(chǎn)的振蕩壓路機(jī)主要由以下幾部分構(gòu)成：隔架、馬達(dá)、錐齒、軸承和齒輪?；剞D(zhuǎn)軸安裝于滾輪中，在回轉(zhuǎn)軸上設(shè)有上、下兩個(gè)偏心塊，回轉(zhuǎn)軸的軸線和滾輪軸線保持垂直，將伴隨滾輪同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。上、下兩個(gè)偏心塊中，離心力合力的方向完全相反，在這種情況下，如果偏心軸旋轉(zhuǎn)，則離心力的合力將等于0，進(jìn)而產(chǎn)生交變力矩，可表示為M(t)=mew2LCoswt，在這一力矩作用下，滾輪將進(jìn)行扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，即水平方向振蕩?；谠撜袷幾饔?，待壓實(shí)材料將受到一定交變剪切應(yīng)力，使材料自身產(chǎn)生剪切變形現(xiàn)象。另外，壓路機(jī)的靜壓力還會(huì)使材料被擠壓，起到消除孔隙的作用，最終達(dá)到壓實(shí)目標(biāo)。

2 振蕩壓實(shí)效果與技術(shù)應(yīng)用

振蕩壓實(shí)所需能量只有傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)的60%左右，機(jī)架加速度僅為傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)的20%左右，而作用于地表面的有效加速度也僅為傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)的10%左右。根據(jù)振蕩壓實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)的振動(dòng)傳播對(duì)比結(jié)果可知，當(dāng)壓路機(jī)在原地面進(jìn)行振蕩或振動(dòng)壓實(shí)時(shí)，在和滾輪其中一側(cè)相距1 m的位置，振蕩壓實(shí)產(chǎn)生的噪聲在65 dB左右，而傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)產(chǎn)生的噪聲可以達(dá)到95 dB，兩者相差30 dB左右。然而，在和滾動(dòng)其中一側(cè)相距7 m的位置，兩者產(chǎn)生的噪聲相差也有15 dB左右。由此可以看出振蕩壓實(shí)的實(shí)際側(cè)面振動(dòng)比傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)低很多。

在消耗功率方面，振蕩壓實(shí)和振動(dòng)壓實(shí)之間的對(duì)比情況為：(1)振動(dòng)功率：振動(dòng)壓實(shí)為19 KW，振蕩壓實(shí)為10.3 KW；(2)行走功率：振動(dòng)、振蕩壓實(shí)均為10.3 KW；(3)其它功率：振動(dòng)壓實(shí)為5.5 KW，振蕩壓實(shí)為4 KW；(4)剩余功率：振動(dòng)壓實(shí)為19.7 KW，振蕩壓實(shí)為29.9 KW。根據(jù)以上對(duì)比結(jié)果可知，振動(dòng)和振蕩壓實(shí)在實(shí)際工況完全一致的情況下，振蕩壓實(shí)實(shí)際消耗功率只有振動(dòng)壓實(shí)45%左右，其主要原因?yàn)樵谡袷帀簩?shí)中，振動(dòng)不斷向周圍傳播，同時(shí)機(jī)體自身振動(dòng)實(shí)際消耗的能量少于傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)。

在壓實(shí)效果上，當(dāng)壓實(shí)材料完全相同時(shí)，在瀝青與土壤兩種材料上對(duì)振動(dòng)和振蕩壓實(shí)兩種方法的應(yīng)用實(shí)施對(duì)比。根據(jù)對(duì)比結(jié)果可知，振蕩壓實(shí)時(shí)，壓實(shí)度實(shí)際增長速度顯著快于傳統(tǒng)振動(dòng)壓實(shí)，對(duì)瀝青連續(xù)振動(dòng)碾壓8次后，壓實(shí)度達(dá)到97%；而對(duì)瀝青連續(xù)振蕩碾壓4次，壓實(shí)度就能達(dá)到96%左右?；诖耍?dāng)采用振蕩壓實(shí)方式時(shí)，需要以設(shè)計(jì)提出的密度要求為依據(jù)確定適宜的碾壓遍數(shù)，以此縮短碾壓用時(shí)，提高壓實(shí)作業(yè)效率。

在前4遍碾壓過程中，振蕩壓實(shí)時(shí)的壓實(shí)度實(shí)際增長速度比振動(dòng)壓實(shí)快，碾壓4遍后，兩種壓實(shí)方法的壓實(shí)度相同，均為95%，但繼續(xù)碾壓4遍以后，振動(dòng)壓實(shí)的壓實(shí)度能達(dá)到97%，而振蕩壓實(shí)卻僅為96%。

經(jīng)上述對(duì)比能看出振蕩壓實(shí)具有的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

(1)振蕩壓實(shí)過程中，滾輪不會(huì)從地面上離開，壓路機(jī)自重始終作用于受壓層，在這種情況下，能避免材料層變成不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。另外，因振蕩壓實(shí)過程中不會(huì)產(chǎn)生很大振動(dòng)，所以不會(huì)將路面材料壓碎，或使地基土空隙水壓大幅升高，更能防止完成碾壓的材料發(fā)生疏松。

(2)能量的消耗相對(duì)較少，配備功率相對(duì)較小的動(dòng)力裝置即可，能減少機(jī)器制造方面的成本。同時(shí)，機(jī)體在壓實(shí)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)也比振動(dòng)壓實(shí)小很多，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成太大的干擾，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員實(shí)際工作環(huán)境的有效改善，保證壓實(shí)工作效率。

(3)實(shí)踐表明，振蕩壓實(shí)有效壓實(shí)深度比振動(dòng)壓實(shí)小，其原因?yàn)檎袷帀簩?shí)大部分作用力都集中于上層，不會(huì)對(duì)低層造成太大的影響。這樣對(duì)面層壓實(shí)而言是極為有利的，這也是振蕩壓實(shí)能在瀝青面層碾壓中廣泛應(yīng)用的原因。除此之外，振蕩壓實(shí)在砂性土碾壓中也是十分適宜的。

(4)若能將振動(dòng)壓實(shí)功和振蕩壓實(shí)功都集中在同一個(gè)鋼輪當(dāng)中，以不同材料為依據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能使壓路機(jī)保持在良好工作狀態(tài)，使實(shí)際的壓實(shí)效果達(dá)到最佳。以上并不是理論或設(shè)想，而是完全能在實(shí)際情況中實(shí)現(xiàn)的，比如BOMAG“智多星”壓路機(jī)，它利用液力傳動(dòng)裝置進(jìn)行調(diào)整，能對(duì)振動(dòng)壓實(shí)和振蕩壓實(shí)進(jìn)行五級(jí)轉(zhuǎn)換，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用目標(biāo)，具有良好應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。

在實(shí)際的振蕩壓實(shí)施工中，為達(dá)到理想的壓實(shí)效果，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：做好對(duì)接縫處的處理，即上一作業(yè)段施工完成后，在下一作業(yè)段施工開始前，對(duì)兩個(gè)相接的部位進(jìn)行碾壓處理。實(shí)際工作中，應(yīng)注意下列兩點(diǎn)：第一，橫接縫碾壓時(shí)，沿其方向不斷碾壓，直到從橫接縫上越過；待相鄰攤鋪帶現(xiàn)場碾壓施工完成后，以內(nèi)側(cè)為起點(diǎn)，通過錯(cuò)輪碾壓來壓實(shí)。若攤鋪帶的間隔距離相對(duì)較大，則可以在攤鋪帶中的左側(cè)實(shí)施復(fù)壓，然后在右側(cè)線上進(jìn)行碾壓。在碾壓完成后，應(yīng)切實(shí)做好對(duì)壓實(shí)度的檢測，在施工開始前，按照隨機(jī)原則選擇點(diǎn)位進(jìn)行取芯，尤其是接縫處的壓實(shí)度，必須嚴(yán)格進(jìn)行。除此之外，還應(yīng)提升全體工作人員專業(yè)素質(zhì)與操作水平，有針對(duì)性和目的性的進(jìn)行教育培訓(xùn)，督促壓實(shí)施工能夠順利完成。

3 結(jié)束語

綜上所述，振蕩壓實(shí)實(shí)際上是將振動(dòng)和揉搓充分結(jié)合到一起的壓實(shí)技術(shù)。就目前來看，瀝青路面壓實(shí)仍以振動(dòng)壓實(shí)為主，輔以必要的輪胎壓路機(jī)。從壓實(shí)原理角度講，振動(dòng)壓實(shí)主要利用自重與激振力將路面材料碾壓密實(shí)，而輪胎壓路機(jī)則是利用自重與輪胎具有的揉搓力將路面材料碾壓密實(shí)。這樣的操作比較繁瑣，工效較低。因此，振蕩壓實(shí)是具有良好市場前景的，可作為瀝青路面主流和首選壓實(shí)方式。