公路沥青路面施工中振荡压实技术的应用

(中交国通公路工程技术有限公司，河南 南阳 473000)

0 引言

20世纪80年代中期，振荡压实理念首次由瑞典的H·hurner博士提出，振荡压实不同于传统振动压路机的垂直振动原理。振荡压实是通过土力学中交变剪应力原理，经过土壤等基础材料颗粒的重新排列，而促使整体结构更加密实。相比传统的振动压路机，振荡压路机克服了振动压路机的缺陷，能够使材料受力更加合理，保证实时跳振连续，具有良好的压实效果。

1 振荡压实的技术原理和优势

振荡压实主要是利用振荡钢轮来发挥作用的。一般情况下，在振动压实中，振动钢轮的偏心块能够让钢轮进行上下运动。而振荡压实中，振荡钢轮的两个偏心块而是在齿形带的作用下同时旋转，且可达到180°补偿位旋转，促使钢轮进行迅速前后旋转运动。在整个运动过程中，以剪切力的形式将压实力完全作用于钢轮前后部的路面底层，技术原理如图1所示。

图1 振荡压实技术原理示意图

相比振动压实，振荡压实的钢轮可以和地面始终保持恒定接触，并产生压实力。因此，仅仅依靠自身重量，振荡压路机便可实现动态压实和静态压实。在公路沥青路面施工中，振荡压实技术的优势如下。

1)压实力、工作效率高。振荡压实设备的碾压速度很快，由于压路机动态剪切力和自身重量产生的静态荷载可以叠加，不仅可以增加压实面积，还能减少碾压遍数，提高工作效率。

2)平整度及抗滑性能良好。振荡钢轮能够和地面始终保持恒定接触，在整个施工中便会持续挤压、揉搓沥青，即便是在压路机快速行驶下还不会出现严重轮迹，路面具备良好的纵向平整度，同时，还能提升路面的抗滑能力。

3)对环境的振动影响小。相比振动钢轮，振荡压实不会对地面过大共振，仅为其10%左右。即便是接近建筑物或其他设备，还可以做到动态压实。由于共振小，可以大幅降低压路机的施工噪音，减少噪音污染，环保效果显著。

4)温度适应范围更大。摊铺施工后，若沥青材料温度偏低，采用振荡压实仍能增加压实度，且不会将骨料压碎。因此，在压实铺层较薄或桥面等方面均可采用振荡压实，且能增加施工的灵活性，具有良好的施工效果。

2 工程概况

某公路工程是一条重要的干线公路，对现代化城市交通网络构建至关重要，全线长32.4 km，道路设计面层采用沥青混凝土路面。在保证沥青混合料配合比设计优化、沥青拌和站稳定、运输及摊铺合理的前提下，决定采用振荡压路机进行碾压施工。

3 沥青路面施工中振荡压实技术要点

3.1 碾压施工

沥青路面碾压施工多分为初压、复压、终压3个阶段，本工程依旧采用这种碾压方法，根据各个碾压阶段地目的不同，振荡压实的侧重点也略有不同。

3.1.1 初压

保证路面平整度是沥青路面初压的目的。为了达到这一目的，必须在混合料较高温度下进行施工。按照“外侧—中心”的碾压顺序进行施工。相邻两段的重叠宽度要保持在1/3轮宽。若边缘有支挡物，如挡板、路肩，碾压时应紧靠支挡；反之，则先将边缘空出一定宽度，当第一遍碾压完以后，将压路机大部分重量位于压实过的混合料面上再压边缘，从而避免推移混合料。根据工程实际情况，在初压阶段采用钢轮进行了一遍静压，速度为2.5 km/h，其线压力应在350 N/cm以上，保证匀速、缓慢前行。在整个碾压过程中，不得随意更换碾压路线、方向。

3.1.2 复压

复压是整个碾压施工最关键的工序，起到压实作用。因此，可采用振荡压路机进行3～5遍碾压，从而保证压实度、空隙率均能满足施工要求。根据要求，可在35～50 Hz之间控制振动频率，振幅为0.3～0.8 mm，以混合料的温度、层厚等为依据进行适当调整。相邻碾压带之间同样要有一定重叠宽度，相比初压可适当减少，控制在10～20 cm之间即可。振荡压路机倒车时，一般要先将振荡功能关闭，且在向另一方向运动后开启振荡功能，防止出现混合料鼓包等情况。本工程采用钢轮振荡3遍，振荡压路机的频率为45 Hz，碾压速度为4 km /h。待振荡碾压施工后，为保证压实质量，又通过胶轮压路机进行了2遍碾压，速度同样为4 km/h。

3.1.3 终压

终压是为了消除明显轮迹，保证路面平整，根据施工要求，在关闭振荡功能后，通过钢轮进行了2遍静压，碾压速度同初压，均为2.5 km/h，从而有效提高路面压实度，保证路面平整性。

3.2 接缝处理

1)振荡压实纵接缝的碾压要点。纵接缝的产生和摊铺工艺关系密切，纵接缝的产生情况不同，则采用的碾压方法也会有所变化。第一，按照梯形队采用2台以上摊铺机进行全幅摊铺，相邻段的沥青混合料温度基本相同，且无明显纵接缝界限，碾压过程中，沿纵缝利用压路机进行往返碾压施工，为1遍。第二，与一台摊铺机进行摊铺配套纵接缝压实。基于各种因素影响，两个相邻段摊铺、压实时间间隔较长的情况下，可沿无侧限一侧在与边缘相距40 cm左右的位置，通过压路机往返各进行1遍碾压，随后再从有侧限一侧向最初碾压的接缝侧轮迹方向进行初压，直到完成施工。因为采用分车道摊铺，当初压后的摊铺带接缝位置混合料冷却时。新摊铺段与其应重叠3～5 cm，并对接缝位置进行加温处理，随后将搭接的沥青混合料推回新铺的混合料，并整型，最后通过振荡压路机压平纵接缝。

2)振荡压实横接缝的碾压要点。横接缝是指作业段摊铺的前后连接部位。在前一段摊铺施工完成和后一段摊铺施工前，需做好横接缝施工处理。可沿横接缝方向通过压路机进行横向碾压，应由已压实路段承担大部分碾压轮重量，仅在新摊铺混合料上留有15 cm轮宽即可。随后逐步向新摊铺段方向侧移碾压，15～20 cm为每次侧移量，直到从横接缝越过，便可结束。

4 沥青路面施工中振荡压实质量控制措施

1)根据摊铺速度，确定压路机碾压段长度，保证两者基本平衡。此外还要考虑施工当天的气温情况，若气温较高且风速小，可适当延长碾压段，反之，则减短碾压段长度。当气温在15 ℃以下，要求紧跟摊铺机进行碾压施工，若气温在10 ℃以下，则不得施工。

2)沥青路面碾压施工中，极易出现混合料粘轮情况，可将适量防黏剂或洗衣服水洒在碾压轮上，不得使用柴油。

3)在未碾压成型的路段，严禁压路机急转弯、掉头，甚至还要尽可能减少停车次数。在已碾压成型的路段，振荡压路机应将振荡功能关闭。

4)针对一些构造物接头、加宽部位、路边缘等无法全面碾压到位的地方，可采用振动夯板进行碾压，或采用人工夯锤、小型压路机等方式进行补充压实。

5)施工过程中，严禁任何车辆及机械设备放置在当天碾压还未冷却的沥青混合料面层上，此外，不得有杂物洒落，如矿料、油料等。在施工中，须做好路面施工状况观察，尤其是早期施工裂缝的产生，若因推移等情况产生裂缝，必须及时调整碾压施工方案。

5 结论

为了减少沥青路面早期病害，提升路面施工整体质量，本文结合具体工程案例，研究了沥青路面压实工艺。作为一种压实功能好、工作效率高的压实设备，振荡压实具有良好的压实效果。通过上述分析，可得如下结论。

1)为了提高沥青路面压实度，本文采用了振荡压实工艺。相比振动压实，振荡压实的以土力学中交变剪应力原理为依托，通过钢轮迅速前后旋转运动来达到压实目的。相比振动压实，振荡压实的钢轮可以和地面始终保持恒定接触，并产生压实力。其优点在于压实力高、工作效率高、平整度及抗滑能力强，且对环境振动影响小，可减少噪音污染。

2)结合具体案例，通过振荡压路机，对沥青路面振荡压实施工要点进行了分析，即初压、复压、终压，根据每一个碾压阶段的目的，有针对性地进行振荡压实，直至消除轮迹，达到设计压实度要求。此外，横、纵接缝处也是碾压的重点，可根据具体情况合理进行振荡压实，保证压实效果。

3)施工过程中，要做好质量控制工作，提高各个环节的施工质量，例如碾压过程中不得随意掉头、转弯，严禁混合料粘轮等等，只有做好质量控制，才能确保工程整体质量，延长路面使用寿命。