傅華卿

（杭州余杭區(qū)交通項目管理有限公司，浙江杭州 311100）

0 引言

在公路系統(tǒng)不斷完善發(fā)展的背景下，公路的等級隨之提升，因此對公路技術(shù)、質(zhì)量的要求也有所提升。公路路面的壓實度和公路質(zhì)量有直接的關(guān)系，所謂的壓實就是減少瀝青中存在的氣孔，壓縮公路路面的瀝青空間，將固體顆粒在黏彈性介質(zhì)中進行填實處理，使顆粒物質(zhì)有序排列。壓實度成為檢測瀝青路面質(zhì)量的有效指標(biāo)，對路面的抗壓能力、抗水損壞能力、耐久性都有較高的參考價值。

1 瀝青路面壓實原理

瀝青路面的壓實過程是將松散且塑態(tài)的瀝青混合原料過渡到高抗拉強度以及黏聚態(tài)。在高溫下，瀝青膠結(jié)料的黏度相對較低且內(nèi)聚力有限。因此在壓實期間，集料顆?？梢宰冃我约爸匦屡判?。此時集料顆粒的變形以及重組會受到瀝青膠結(jié)料的黏結(jié)力以及集料顆粒之間摩擦力的影響，使混合料在高溫和集料棱角較小的情況下更為緊致。通過附加壓實作用，使瀝青中的集料顆粒伴隨著瀝青的流動重新排序，在一系列操作以后使集料的接觸點達到受力平衡的狀態(tài)。優(yōu)質(zhì)的壓實質(zhì)量可以有效改善瀝青路面的穩(wěn)定性以及延長使用壽命[1]。

2 瀝青路面壓實病害影響因素

2.1 機械設(shè)備

施工期間常用的混合料壓實設(shè)備有靜壓鋼輪壓路機、輪胎壓路機、振動壓路機三種。開展壓實作業(yè)時，靜壓鋼輪壓路機和輪胎壓路機的壓實參數(shù)需要根據(jù)壓路機自身的噸位以及行駛速度的確定。振動式壓路機的壓實參數(shù)較其他兩種相對復(fù)雜，振動頻率、幅度、大小對壓實的效果都有較大的影響。在瀝青混合料壓實期間，壓實效果受壓路機噸位的影響，也就是說設(shè)備自身噸位越大在壓實過程中越容易損傷混合料的質(zhì)量。因此采用較慢的行駛速度，壓實效果更為理想，但速度過于緩慢對施工的效率也會產(chǎn)生不同程度的影響。在振動壓路機工作期間，如果工作頻率相對較高就會發(fā)生鋼輪跳離地面的情況，甚至在空中停留片刻，存在跳振的情況，如果頻率過低，無法達到振動壓實的效果[2]。

2.2 碾壓次數(shù)

碾壓瀝青路面的時候，如果碾壓次數(shù)較少，壓實度也無法達到預(yù)期效果，在正式通車后長時間的碾壓下更容易出現(xiàn)車轍；如果碾壓次數(shù)比較多，也會因為短時間集中碾壓，使已經(jīng)成型的路面出現(xiàn)波浪的形狀，或者粗骨料直接被壓碎。為了保證壓實的效果，需要確保壓實體有足夠的有效壓實時間。有效時間越長則用于壓實的時間也就越長；如果有效壓實時間相對較短，可能無法完成碾壓的過程，存在壓實度不足的情況[3]。在客觀因素?zé)o法控制的情況下，控制好一切主觀性因素，適當(dāng)調(diào)整施工技術(shù)，確保在有效的壓實時間內(nèi)完成碾壓作業(yè)。

2.3 混合料離析

在熱拌瀝青混合料中，因為粗集料、細集料在經(jīng)過攪拌、運輸、鋪設(shè)等過程中動力特征的影響，會出現(xiàn)粗集料與細集料分布不均勻的情況，容易形成集配離析的現(xiàn)象。在粗骨料集中區(qū)域的瀝青路面，瀝青含量相對較低且孔隙率增加；在細集料集中區(qū)域的瀝青路面，瀝青含量相對較高且孔隙率不大。只要出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象就會增加壓實特性變異情況的概率，影響路面壓實的質(zhì)量。熱拌瀝青混合料在運輸、鋪設(shè)時，在不同位置的混合料溫度下降不同，出現(xiàn)溫度離析情況會更加嚴(yán)重。溫度離析導(dǎo)致的不同位置瀝青混合料溫度出現(xiàn)差異化，改變壓實的特性，對瀝青混合料的壓實度有一定的負面影響。

2.4 混合料溫度

參考工作材料數(shù)據(jù)、工作經(jīng)驗，明確瀝青混合料的流動性和可壓性容易受溫度變化的影響，鋪設(shè)溫度、初壓溫度、終壓溫度、復(fù)壓溫度的參數(shù)也會影響壓實度。瀝青混合料是一種黏彈性材料，溫度越高可塑性也就越強。在科學(xué)范圍內(nèi)，只要溫度越高混合料的壓實難度就會減小，壓實度會相應(yīng)提升。

2.5 鋪設(shè)厚度

較厚的鋪層容易達到規(guī)定的壓實度。厚的鋪層保溫時間相對較長，且有足夠的時間完成碾壓；薄層溫度下降較快，給碾壓留下的時間也相對較短，無法保證鋪層的壓實度。允許碾壓時間越長對壓實度越有利，時間越短對壓實的負面影響越大[4]。允許碾壓時間與混合料的出料溫度以及環(huán)境溫度、鋪設(shè)厚度都有直接的關(guān)聯(lián)。在環(huán)境條件與出料溫度恒定的情況下，鋪設(shè)厚度越大對允許碾壓時間的影響就越大。因此為了保證有足夠的時間完成壓實作業(yè)，將薄層也就是小于4cm 厚度的鋪層混合料初壓溫度調(diào)至較高的溫度，對7cm 以上的鋪層可以適當(dāng)降低初壓的溫度。

2.6 環(huán)境條件

施工現(xiàn)場的水文環(huán)境、氣候因素、風(fēng)力影響、陽光照射時長、溫度變化都屬于環(huán)境條件的范疇。在其他條件恒定的基礎(chǔ)上，環(huán)境條件影響瀝青混合料溫度下降的速度，對瀝青混合料的壓實效果產(chǎn)生負面影響[5]。環(huán)境溫度越低，在鋪設(shè)以及碾壓期間，瀝青混合料的溫度損失越大。溫度下降較快時，碾壓混合料需要消耗的壓實功也會越大，增加了壓實的難度；此時溫度損失增加，空隙率更大，出現(xiàn)壓不實的現(xiàn)象。

2.7 下承層因素

基于半剛性基層瀝青路面為核心路面結(jié)構(gòu)的前提下，在混合料壓實成型時，半剛性基層是剛度較大的下承層結(jié)構(gòu)，也可能是剛度比較小的瀝青混合料下層。在外界溫度相同的基礎(chǔ)上，黑色會因為自身吸熱的特性，使瀝青混合料下承層的溫度大于半剛性材料下承層的溫度。鋪設(shè)及壓實時，對瀝青混合料維持高溫度有幫助，該層面和路面距離更近，對結(jié)構(gòu)層的平整度要求更高，因此瀝青混合料下承層的平整度更為理想，可以有效控制被壓實層瀝青混合料鋪設(shè)厚度。

3 公路施工中瀝青路面壓實過程控制

3.1 嚴(yán)格控制壓實溫度

在通常情況下，新攪拌的瀝青混合料溫度都相對較高，且在運輸以及鋪設(shè)期間，容易受到氣溫、風(fēng)力、下承層溫度的影響，溫度離析越來越嚴(yán)重。采取有效的措施達到降低溫度下降速度的目的，保證瀝青混合料溫度的均勻性。在運輸混合料期間，選用覆蓋物將混合料的溫度控制在合適的范圍內(nèi)，如果環(huán)境溫度相對較低，可以減少混合料溫度散失的概率。運輸車輛不只是瀝青混合料的運輸工具，更是瀝青混合料短期內(nèi)的保溫環(huán)境?？梢栽跒r青混合料的頂部覆蓋一層保溫材料，或者在運輸車輛車廂的周圍粘貼隔熱材質(zhì)，解決瀝青混合材料溫度下降的問題。

3.2 選擇合適的壓路機

結(jié)合混合料的特征以及鋪設(shè)設(shè)備的生產(chǎn)率、鋪設(shè)層次、鋪設(shè)厚度、碾壓流程等影響因素，選擇合適的壓路機。在選擇壓路機時要注意：按照瀝青路面的碾壓厚度、鋪設(shè)速率選擇,減少機械成本以及提升壓實工作質(zhì)量。在選擇壓路機時，結(jié)合碾壓路面的厚度選擇不同噸位的壓路機，保證壓實的效果。上文提到的靜壓鋼輪壓路機就是利用自重完成碾壓。輪胎壓路機在碾壓路面期間不會壓碎混合料中的集料，在碾壓新舊路面結(jié)合的位置也不會破壞舊路面的邊緣結(jié)構(gòu)，通過輪胎的揉搓可以提升瀝青路面面層的穩(wěn)定性。振動壓路機的壓實質(zhì)量相對較高、壓實厚度也較大，在同樣壓實效果的要求下，需要的碾壓次數(shù)最少，其消耗的能源也隨之減小。

3.3 選用智能化系統(tǒng)

在壓路機上安裝聯(lián)合開發(fā)的壓實設(shè)備控制與檢測系統(tǒng)，如在振動壓路機上安裝振動壓路機示波器。將其應(yīng)用于連續(xù)壓實控制文件系統(tǒng)中，更好地處理CCC 數(shù)據(jù)需要的DC 軟件程序。該程序包含著中央數(shù)據(jù)服務(wù)軟件窗口，主要就是將其顯示在屏幕上便于觀察。而壓實度低于預(yù)設(shè)值的區(qū)域會呈現(xiàn)紅色，也可以將某個區(qū)域針對性放大。經(jīng)過處理的文件，可以用圖標(biāo)、特性的格式呈現(xiàn)。實施瀝青路面壓實工作時，將采集系統(tǒng)、GPS 定位系統(tǒng)、溫度傳感器、加速傳感器安裝于壓路機上，利用采集系統(tǒng)在壓路機工作時，將現(xiàn)場的所有數(shù)據(jù)資料儲存在設(shè)備中。遠程工作人員可以實時監(jiān)測工作現(xiàn)場的情況，提升壓實的質(zhì)量。

3.4 優(yōu)化壓實機械設(shè)備組合

選擇壓路機或者將多種壓路機綜合應(yīng)用時，需要結(jié)合當(dāng)初檢測的參數(shù)、相關(guān)工作經(jīng)驗、碾壓作業(yè)的長度、振幅等，在多次試驗中明確碾壓方案。參考《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的要求，尋找最佳工藝方法。

其一，在初壓階段，考慮應(yīng)用輪胎壓路機碾壓地面，振動壓路機在后面復(fù)壓，等振動壓路機壓實時，適當(dāng)提升振動頻率，綜合調(diào)整振幅。由于輪胎壓路機在完成壓實時，可以消除振動壓路機的痕跡，將其作為組合就可以避免終壓操作，減少資金的支出。充氣輪胎對瀝青混合料有較好的揉搓作用，增加其密實程度，最大限度減少上面層的滲水問題。

其二，在初壓階段和復(fù)壓階段，選用振動壓路機。壓路機緊跟鋪設(shè)機，選用振動模式完成壓實操作。假如路面存在輪跡，需要將壓路機設(shè)置為靜態(tài)模式。應(yīng)用該方式可以在鋪設(shè)混合料后，應(yīng)用振動壓路機完成碾壓操作，此時不需要選擇靜壓鋼輪壓路機完成初壓操作。只要施工環(huán)境溫度較高，就可以充分發(fā)揮集料顆粒瀝青的潤滑作用。在低溫環(huán)境下施工，瀝青混合料的溫度下降速度加快，無法采取保溫措施，需要在短時間內(nèi)完成壓實作業(yè)，保證壓實的質(zhì)量。

3.5 接縫施工以及壓實技術(shù)

在瀝青路面正常施工中，會出現(xiàn)縱向或者橫向的施工縫隙，上下層橫向接縫盡量錯開1m 距離，保證各層橫向接縫也用垂直平接縫的鋪設(shè)方式。開始橫向縫連續(xù)施工前，先在斷面涂刷黏層油，確保橫向接縫的順滑。在鋪設(shè)之后用3m 直尺檢測平順度，校正高度，或者用雙鋼輪壓路機反復(fù)碾壓，從跨縫向新鋪的層面逐漸移動，緩慢跨過橫向接縫。對于縱向施工縫，考慮用兩臺設(shè)備結(jié)合的方式完成壓實，工藝技術(shù)可以選用梯隊作業(yè)的方式。在已經(jīng)鋪設(shè)的混合料中，提前預(yù)留15cm 左右的位置，在該位置不再進行壓實操作，重疊碾壓已鋪層10cm，選用熱接縫方式跨接碾壓，解決縫隙問題。

3.6 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

選擇瀝青原材料的時候，將瀝青材質(zhì)的參數(shù)控制在要求范圍內(nèi)。如果瀝青混合料的指標(biāo)沒有達到要求，也會影響材料之間的融合程度以及施工質(zhì)量，因此需要重點檢測瀝青的相關(guān)指標(biāo)。在氣溫較高的位置，選擇稠度相對較低的瀝青混合料。選擇集料的時候，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)控制碎石集料的集配。選擇粗集料時，盡量選用硬度高、潔凈度理想、質(zhì)地堅硬的石料作為基層材質(zhì)，最好將石料的形狀固定為一種，減少孔隙率。選擇石料時，選用反擊式破碎機制材料，嚴(yán)格控制石料的結(jié)構(gòu)、大小、直徑，保證其與標(biāo)準(zhǔn)相吻合。在選擇細集料的時候，除了要具備粗集料的高硬度、高質(zhì)量外，還需要配置人工壓制的米砂，切勿選用采石場中廢棄的材料，嚴(yán)格控制米砂的質(zhì)量。控制混合物的混合溫度、時間、速度等，按照優(yōu)化的材料比例調(diào)配。

3.7 嚴(yán)格控制路基施工環(huán)節(jié)

回填路基的時候，需要先做好原地面的處理工作，及時將路基范圍內(nèi)的草皮、樹根清除干凈，在壓實檢驗合格以后，才可以進行填土施工。在回填階段，必須嚴(yán)格控制虛鋪厚度、壓實度，避免由于填土厚度過高、壓實度達不到相關(guān)要求出現(xiàn)路基沉降。因此，需要嚴(yán)格控制路基填料，堅決不應(yīng)用檢驗不合格的材料，施工期間同類型的材料填土厚度要大于0.5m。認(rèn)真處理填挖結(jié)合的位置，保證其接口位置的施工質(zhì)量達到相關(guān)要求。利用開挖臺階、埋設(shè)土工織物，避免出現(xiàn)沉降差。在條件允許的情況下，路基施工完畢等待其自然沉降一段時間，減少后期影響路面質(zhì)量。

4 結(jié)語

綜上所述，控制瀝青路面的壓實質(zhì)量是為了保證力學(xué)性能與路面性能滿足設(shè)計要求，更是路面施工的最后程序。在開展壓實工作期間，要滿足路面的壓實度與平整度要求，施工難度就會隨之增加，加之影響路面壓實質(zhì)量的因素相對較多，因此施工方需要統(tǒng)籌考慮各個方面的因素，降低不利因素的影響程度，加強施工管控，爭取從源頭杜絕問題的出現(xiàn)，在保證施工質(zhì)量的同時也保證了公眾出行安全以及社會效益。