沥青混凝士路面压实新工艺研究

梅兴民

（濮阳县公路管理局，河南 濮阳 457100）

1 传统沥青砼路面施工作业压实工艺存在的问题

通常的沥青混凝土路面铺装施工的压实工艺，初始碾压一般采用重量较轻的双钢轮压路机进行静压。在压实时，首先使用大吨位钢轮压路机进行压实，然后使用橡胶轮压路机进行压实，最后使用双钢轮压路机最终压实，达到表面平整。上述的压实工艺存在以下问题。

1.1 初始压实时间长，无法保证在高温下完成复压

沥青混凝土在高温状态下才能取得较好的压实效果，以确保压实质量。降低一定温度后，无论是增加压实机械的吨位还是增加压实次数，都不能达到规定的压实效果，结果表面粗集料破碎，表面油膜不均匀，压实度无法满足要求。因此，保证路面施工在高温下压实是保证路面质量的关键环节，但传统的压实工艺是钢轮压实机械和胶轮压实机械分别压实，导致复压时间过长，混合料温度降低较快，如果在下承层温度较低的前提下作业时，温度降低会更快，将严重影响路面的压实效果，无法保证路面的压实质量，是造成公路路面破坏的主要原因。

根据以往的施工经验，按照50m 为一个压实段落进行控制，安排5 台压实设备，压实速度在3km/h 左右，完成初始压实，复压和最终压实需要1～2 个小时。压实过程在如此长的压实时间中，沥青混合料的温度损失会非常多，特别是在低温下，表面温度低，并且每层路面都非常薄，直接摊铺到低温下承层上的沥青混合料温度损失的会更快，因此，如何采取措施缩短压实时间成为首要任务。

提高压实效率，缩短压实时间，可以从压实机械和压实过程两个方面进行处理。如何挖掘设备上的潜力（如增加吨位，提高整机性能等）不属于本次项目课题组研究的范围。近年来，路面施工机械发展迅速，沥青混凝土拌和设备，摊铺机和路面压实设备的性能得到了很大提高，但还是出现了压实、摊铺和混合料供应之间的不匹配，沥青混凝土路面表面粗集料被压碎，油膜破裂，压实度无法满足设计要求。作者和项目课题研究团队认为是压实过程和机械组合与排列存在问题。

1.2 压实遍数控制不清，普遍存在漏压

在传统的压实过程中，控制压实遍数比较困难。由于多个压实机械混合在一起完成压实操作，因此机械操作手之间的配合是关键。机械操作手的工作责任心问题是漏压的主观原因。压实设备管理人员的数量不足，设备管理人员的素质也不尽相同，压实设备数量较多，来回穿梭不停地运动，很难按照管理人员交底的重叠宽度和压实遍数进行操作，普遍存在漏压现象。

1.3 压实后的平整度效果不理想

先使用胶轮压路机初压，然后利用双钢轮压路机的振动压实有利于提高沥青混凝土路面的压实度。但是，由于橡胶轮的轮子在高温下太重，因此不利于提高平整度。通常，橡胶轮放置在复压的后期，这也带来了平整度的问题。尽管橡胶轮放置在后期阶段，但仍有明显深轮迹。复压后期的温度已经非常低，并且很难通过最终压实消除轮迹，导致压实后的平整度效果不理想。当前，沥青混合料运输车辆较多，路面摊铺机不能连续作业的问题得到了有效解决，严格控制路面摊铺作业流程，设专人跟踪摊铺机完全可以处理摊铺中的一些问题。当前，需要解决路面作业过程中存在的主要问题，路面成型后的平整度偏低。

1.4 低温压实和漏压对路面施工质量的影响

由于低温压实，漏压普遍，严重的温度离析和低平整度等问题，传统的压实方法存在一系列后果：路面质量差，局部压实不足和温度离析。增加路面渗透性，致密的半刚性基层很难排出渗透水，导致沥青和骨料在汽车的动态水压下出现剥落，会使路面面层过早出现坑槽和表面松散，同时，由于压实不充分，路面很容易出现车辙，导致路面的平整度差，摩擦系数变小，路面面层质量问题过早产生，影响行车安全。

2 沥青混凝土路面压实机械组合同步压实新工艺试验研究

笔者带领项目课题组，在大广高速公路濮阳段工程项目路面面层施工时，对沥青混凝土面层施工压实工艺进行了路面压实机械组合同步压实新工艺试验研究，取得了良好的效果，具体步骤如下。

2.1 分段压实

按照50～60m 分段，作为压实控制段落，6 台压路机一起工作，一个压路机处于前面进行初始碾压（采用11t 高频低幅双钢振动压路机），复压时按左右半幅各安排一组压路机，每半幅各安排一台高频低幅双钢轮振动压路机和一台橡胶轮压路机（≧32t）的组合。每组压路机采用相同的步距和速度，共同推进和后退，实际控制的碾压遍数为8 遍。最终压实采用1 台双钢轮压路机进行收面，削除轮痕，提高路面整体的平整度。现场只需安排一个管理人员对路面压实机械设备进行控制，并且复压时组合的压实机械设备速度接近，压实遍数容易控制。在现场实际管理时，可只对复压时安排两组压路机进行重点控制，确保这两组压路机压实遍数能够保证四遍，就可满足沥青混凝土路面的压实功要求。同时，控制好初始压实和最终压实，以适合于现场实际施工效果，并且不再强调碾压遍数。经项目课题组总结试验效果，证明该方案压实遍数清晰，控制方便，现场施工管理容易。

2.2 连续压实

沥青混凝土路面摊铺现场施工不划分压实段落，5 台压实机械组合操作，初压安排一台双钢轮压路机和一台胶轮压路机，2 台压路机组合为一组进行压实，复压同样一样安排2 台压路机组合压实，终压安排1 台双钢轮压路机进行碾压，初压和复压的每套组合，前后距离约2m，同步前进和后退。每个组合负责半幅，初始压实时直接打开振动，每个组合压实一遍，相当于压实两遍，其中双钢轮压路机压实一遍，胶轮压路机压实一遍。

摊铺机后面紧跟有4 台压路机，双钢轮和胶轮压路机各2 台。每次压实完成后，总进度为5m。当压路机组合退回时，它将返回到起始位置。压实次数沿着摊铺机的方向每5m 传递一次，也就是说，第1 个5 米完成压实5 遍，第2 个5 米压实4 遍，第3 个5 米压实3 遍，第4 个5 米压实2 遍，第5 个5 米压实1 遍。循环前进，小步距流水连续作业，紧跟摊铺机，最终完成全部作业面的压实工作。

连续压实，流水作业，流水步距为5 米的连续作业方法，这样节省了初始压实，缩短了整体的碾压时间。在低温的施工环境下，可采用本方法进行作业，可在高温下完成混凝土混合料的压实，用时较短，能达到较好压效果。沥青混合料在沥青混凝土拌和站的出仓温度可降低5～10℃。它可以节省混合料的拌制成本，并提高工作效率。

3 组合同步压实新工艺的优点

（1）提高压实效率。在相同的速度下，压实机械组合同步压实复压效率提高一倍，整体压实效率提高了40%。

（2）压实过程中，面层复压时温度高，用时短，对提高路面的整体压实质量非常有帮助。

（3）压实遍数易于控制。组合压实道次非常清晰，易于控制压实质量，避免过度压实和漏压，使道路压实质量更均匀，利于保证沥青混凝土路面的压实度。

（4）利于保证路面的平整度。传统的路面压实方法是钢轮和橡胶轮压路机分开压实，没有进行组合，容易形成较重的轮迹，不利于提高路面的平整度。把双钢轮压路机和橡胶轮压路机组合在一起进行压实可以及时消除轮迹，并且可以保证路面的平整度。

（5）可提高路面的整体质量。路面压实质量的提高有利于减少公路路面的早期破坏。公路路面早期破坏和压实不充分及温度离析有很大关系，这两方面的改进，改善了路面整体的质量水平。

（6）提高工作效率，节省路面工程的施工成本。组合同步压实在复压阶段缩短了压实时间，混合料在拌制时出仓温度可降低约5℃，降低了混合料的拌制成本，同时提高了路面工程的施工效率。

（7）有利于提高路面的压实度。在相同的压实遍数下，压实度可得到提高，由于胶轮压路机和双钢轮压路机在路面施工复压结段同步组合碾压，沥青混合料受到均匀压力，胶轮压路机在较高温度下对沥青混合料进行揉搓和挤压，使沥青混合料中的粗细集料重新分布，减少了摩擦阻力，提高了压实效果，有利于提高沥青混凝土路面的压实度。

4 组合同步压实施工注意事项

（1）组合同步压实沥青混凝土路面结构时，胶轮压路机与高频低幅双钢轮压路机非常靠近，机械操作手应做好配合，最好在施工前进行练习，做到熟悉本方案的操作步骤，严格按照技术交底的要求进行压实。

（2）该计划实施后，监管人员和施工单位领导非常支持，但一些压路机司机强烈反对。其中一个原因是他们习惯了旧模型，并且不想努力学习新模型。第二个原因是新工艺使压路机司机不能松懈。因此，新方案遇到阻力时也要强力执行，否则将会影响路面施工质量。

（3）在采用组合式碾压工艺时，复压遍数控制不低于8遍，也可根据现场的工况经试验确定具体碾压遍数。

（4）经项目课题组试验，级配良好的沥青混合料可以直接打开高频底幅双钢轮压路机的振动进行碾压，也可以采用胶轮压路机进行初压；当发现初压时开始振动，导致混合物严重移位时，应使用静压。

（5）同步组合进行碾压时，双钢轮压路机与胶轮压路机的组合，本工艺对两台压路的先后次序未作要求，但要求双钢轮压路机必须采用“高频低幅”作业方式进行施工。双钢轮压路机与胶轮压路机的组合同步进行碾压时，揉搓与振动共同作用，压实机理与传统压实机理可能很大的不同。同时，希望有类似施工经验的同行和专家加强沥青混凝土路面压实工艺的方面研究，建立路面压实机械组合同步压实方面相关的工艺模型，完善该工艺的研究。

5 结语

沥青混凝土路面施工在复压阶段采用高频底幅双钢轮压路机与较大吨位胶轮压路机组合同步碾压的施工方法，压实时间短、压实效率高、温度损失小、平整度效果好、使路面的整体压实质量得到提高。经课题组试验和多条高速公路路面施工实践验证，该施工方法可节约压实机械效率38%、减少压实时间48%，路面在同等碾压遍数压实度可提高1%～2%，可提高路面平整度。压实遍数清晰可控，杜绝了以往漏压和胶轮压路机压实遍数偏少的问题，易于控制沥青混凝土路面施工的压实质量。