公路沥青混凝土路面压实机械与压实工艺分析

2013-04-16成军

交通运输研究 2013年18期

成军

（新疆磐实工程咨询有限公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

公路路面压实不充分是导致路面损坏严重的重要原因，同时也给公路交通行驶安全带来了隐患。因此沥青混凝土路面的压实度一直是检验公路质量是否合格的关键性指标。对沥青混凝土路面进行压实，使其压实度及空隙率等都满足规范要求，具有极其重要的意义。选择合理的压实机械及正确的压实工艺是保证公路沥青混凝土路面压实效果和路面质量的重要措施和方法。

1 影响公路沥青混凝土路面压实质量的主要因素

影响沥青混凝土路面压实效果的因素主要包括以下几个方面：

a）高温性能沥青混凝土路面在高温条件下易发生流动变形，经车轮碾压后路面容易产生车辙，这就要求在路面压实过程中必须保证沥青混凝土的高温稳定性；

b）低温性能气温骤降或者温度反复升降容易造成路面开裂，因为温度的骤变会使沥青混合料极限拉伸过度或发生重复性破坏，导致沥青应力松弛，无法恢复原状态，随着道路使用年限的增加，路面裂缝逐渐增多，在沥青路面压实过程中，沥青感温性越小，其压实效果越好；

c）老化性能沥青混凝土路面长期暴露在自然环境中，经过风吹日晒，会发生蒸发、氧化、脱氢等物理化学反应，容易导致沥青路面老化脱落、路面脆化开裂等情况；

d）粘附性沥青混凝土路面压实过程中，沥青混合料的粘附性越强，就越难剥离路面，良好的粘附性能够预防路面老化开裂，通常碱性石料有很好的粘附作用；

e）减振性进行沥青混凝土路面压实除了可以减小车辆行驶振动造成的噪声外，还能很好地保护路面不因受振动过大而损坏。

2 沥青混凝土路面压实机械的选择与应用

2.1 沥青混凝土路面压实机械的分类和选择

2.1.1 路面压实机械的种类

可以用于沥青路面压实的压路机种类很多，其中比较常见且实用的有振动压路机、轮胎压路机、静力光面滚压路机和组合式压路机等。按重量的不同，压路机分重型和轻型两大类。重型压路机压实力度较大，其压实密实度优于轻型压路机。而在同等重量下，振动压路机在压实密度和深度等方面的效果要优于其他压路机，在公路工程施工中的应用也最广泛。

下面分别介绍几种常见压路机的工作原理：

a）振动压路机振动压路机内部装备有一个滚筒装置，当滚筒转动时产生偏离的惯性向心力，利用惯性力撞击压力机产生振动，从而实现振动压路机的压实作用；

b）轮胎压路机轮胎压路机进行路面压实时，主要是利用胶轮（光面充气轮胎）本身的弹性，作用于同一块地面上，经长时间的揉搓作用后得到路面压实的效果，轮胎压路机结构复杂，配备装置有5个驱动轮、4个转向轮、洒水装置以及气压调整装置等，在路面压实过程中，可以利用洒水装置适当洒水以避免沥青混合料等粘到轮胎表面上，并且可以根据实际需求通过气压调整装置调整气压压力，一般有16t、25t及30t等；

c）静力光面滚压路机静力光面滚压路机是通过机械本身的重力，对被压实材料施加静力压实作用，从而达到使其发生永久性变形的压实效果，目前静力光面滚压路机常用于砾石、土方、沥青混凝土路面及广场地基压实；

d）组合式压路机组合式压路机主要由轮胎和双钢轮组合而成，两者分别位于压路机两端。

2.1.2 压实机械的合理选择

压实机械的种类、型号繁多，施工环境不同、沥青不同以及公路路段不同，都会影响到压路机的选择。压实机械的合理选择与组合，是取得良好压实效果的前提。选择压实机械的原则是：在确保沥青混凝土路面压实质量的基础上，使用最少的压路机，同时保证高效率完成施工作业。

公路沥青混凝土路面压实过程一般包括初压、复压和终压。一般情况下，初压时对压力要求不太高，多选用振动压路机和静力光面滚压路机组合施工；复压时对平整度要求较高，可以采用轮胎压路机；终压时可以选择组合式压路机或钢轮压路机。在初压过程中，一般使用吨位较小的压路机，避免压路机吨位太大而挤压路面过度导致路面发生损坏变形等。

2.2 沥青混凝土路面压实机械应用中的注意要点

使用沥青混凝土路面压实机械时应注意以下几点：

a）压路机司机必须经过严格的岗前培训，使其在掌握理论知识的基础上熟练掌握各项操作技能；

b）在压实过程中，要按照实际情况调节振动压路机的振幅（将选择开关拨到低幅或高幅位置）；

c）在压路机进行压实作业过程中，不能使用高速档；

d）使用振动压路机时，如果要转变前进方向，必须先将振动关闭，在转向成功后再重新开启振动；需要改变振幅的时候也同样要先将振动关闭，在改变振幅后再重新开启振动；

e）压实沥青混凝土路面时，要适时向路面喷洒清水或乳化剂；

f）压路机停放在斜坡上时，车轮下必须塞上防止压路机溜车的止动楔块等，夜间将压路机停放在路旁时，应该设置提醒信号；

g）长期不使用的或停放在一旁的压路机，其振动轮不能离开地面且轮胎要处于充气状态；

h）压路机吊装过程中要事先扣紧转向锁，避免转动时因互相撞击而损坏。

3 沥青混凝土路面压实工艺

3.1 横向接缝压实

在横向接缝压实工艺中，控制热料和冷料的结合是关键。接缝连接处处理不好容易导致路面不平整，而压实不当则会使路面产生缝隙。在压实过程中选用双钢轮压路机由冷料过渡到热料逐步碾压。

3.2 纵向接缝压实

在纵向接缝压实工艺中，应将压路机放置在热沥青面上，并将轮宽10～20cm放置在冷料层面上，然后利用振动压路机对其进行碾压。这种压实工艺能够将热沥青混合料与冷料进行有效结合，从而提高了沥青混凝土路面的密实度。

3.3 压实温度

压实温度直接影响沥青混凝土路面的压实效果。温度太低，则沥青混合料软化不充分，压实过程中容易留下碾压轮迹，从而使路面不平整，达不到压实效果。在初压、复压和终压三个阶段，温度的控制都是关键，不能只关心平整度而忽略了压实温度。

3.4 压实度和平整度

将沥青混合料的实测密度与标准密度相比得到压实度，一般使用钻芯法进行测试。在对每一层沥青混凝土进行压实前，都必须经过测量，通过相关方程计算出其体积密度等，再进行比较和调配。要达到期望的压实度，首先要保证压实遍数和压实效果，而压实的遍数和效果又是受压实速度的制约。如果压实的速度太快，即便增加压实遍数也不能保证压实效果。所以，压实过程中要按照压实质量要求、单循环压实生产率等来确定压实速度。初压应该缓慢进行，静力作用压实可以避免沥青混合料出现碾压推移。终压要比初压的速度快，一般可以设定为4.5km／h。沥青混凝土混合料铺得越薄，其密实度就越高，相应可以减少压实遍数且能保证压实效果和路面质量。压实遍数不能过多也不能过少，多了容易造成路面龟裂或出现波浪；少了则压实不充分，且容易产生车辙。终压时，应该在路面没有完全冷却前，由专业技术人员从路面内、中、外三条线方位，使用3m直尺进行平整度测量，如果发现不平整处，应做下标记后重新进行修复补压。