分析公路沥青路面振荡压实施工技术

焦 壮

(迁安市通宇公路建筑有限公司，河北 迁安 064400)

沥青路面密实度主要通过碾压形成，以往施工中主要使用振动压实技术来碾压，但其碾压效果相对较差，且施工效率较慢，无法适应工程建设与发展要求。对此，可借助振荡压实来碾压沥青路面。

1 振荡压实基本原理

压实技术目前正广泛用在不同材料的压实施工中，在这种情况下，压实机械得到前所未有的快速发展。然而，对于静压路机，其压实功能相对较小，且压实中会产生很大的能量消耗与金属损耗；而对于振动压路机，虽然其压实效果良好，也比较经济，但在某些情况下，压路机轮会从地面上跳起，产生类似于冲振的碾压作用，导致范围受到很大限制。基于此，伴随压实技术快速发展与创新，出现了振荡压实基本理论，并很快推出了相应的压路机，即振荡压路机，由于采用这种压路机进行碾压时，碾压材料会在水平方向上产生一定振动，所以还能将其称作水平振动式压路机。

在振荡压路机中，有两个转动方向完全相反但旋转同步进行的偏心轴，这两个偏心轴在旋转过程中保持180°的相位差，但偏心距和偏心质量都完全相等，能使激振力合力在滚轮圆周径向保持为0，进而产生一定激振力偶，可表示为M(t)=2 rmew2Coswt。基于此，每当两个偏心轴旋转完一周，力矩的方向就会改变一次，产生扭转振动效应。

由日本酒井公司生产的振荡压路机主要由以下几部分构成：隔架、马达、锥齿、轴承和齿轮。回转轴安装于滚轮中，在回转轴上设有上、下两个偏心块，回转轴的轴线和滚轮轴线保持垂直，将伴随滚轮同时发生转动。上、下两个偏心块中，离心力合力的方向完全相反，在这种情况下，如果偏心轴旋转，则离心力的合力将等于0，进而产生交变力矩，可表示为M(t)=mew2LCoswt，在这一力矩作用下，滚轮将进行扭转振动，即水平方向振荡。基于该振荡作用，待压实材料将受到一定交变剪切应力，使材料自身产生剪切变形现象。另外，压路机的静压力还会使材料被挤压，起到消除孔隙的作用，最终达到压实目标。

2 振荡压实效果与技术应用

振荡压实所需能量只有传统振动压实的60%左右，机架加速度仅为传统振动压实的20%左右，而作用于地表面的有效加速度也仅为传统振动压实的10%左右。根据振荡压实和振动压实的振动传播对比结果可知，当压路机在原地面进行振荡或振动压实时，在和滚轮其中一侧相距1 m的位置，振荡压实产生的噪声在65 dB左右，而传统振动压实产生的噪声可以达到95 dB，两者相差30 dB左右。然而，在和滚动其中一侧相距7 m的位置，两者产生的噪声相差也有15 dB左右。由此可以看出振荡压实的实际侧面振动比传统振动压实低很多。

在消耗功率方面，振荡压实和振动压实之间的对比情况为：(1)振动功率：振动压实为19 KW，振荡压实为10.3 KW；(2)行走功率：振动、振荡压实均为10.3 KW；(3)其它功率：振动压实为5.5 KW，振荡压实为4 KW；(4)剩余功率：振动压实为19.7 KW，振荡压实为29.9 KW。根据以上对比结果可知，振动和振荡压实在实际工况完全一致的情况下，振荡压实实际消耗功率只有振动压实45%左右，其主要原因为在振荡压实中，振动不断向周围传播，同时机体自身振动实际消耗的能量少于传统振动压实。

在压实效果上，当压实材料完全相同时，在沥青与土壤两种材料上对振动和振荡压实两种方法的应用实施对比。根据对比结果可知，振荡压实时，压实度实际增长速度显著快于传统振动压实，对沥青连续振动碾压8次后，压实度达到97%；而对沥青连续振荡碾压4次，压实度就能达到96%左右。基于此，当采用振荡压实方式时，需要以设计提出的密度要求为依据确定适宜的碾压遍数，以此缩短碾压用时，提高压实作业效率。

在前4遍碾压过程中，振荡压实时的压实度实际增长速度比振动压实快，碾压4遍后，两种压实方法的压实度相同，均为95%，但继续碾压4遍以后，振动压实的压实度能达到97%，而振荡压实却仅为96%。

经上述对比能看出振荡压实具有的特点和优势：

(1)振荡压实过程中，滚轮不会从地面上离开，压路机自重始终作用于受压层，在这种情况下，能避免材料层变成不稳定的结构。另外，因振荡压实过程中不会产生很大振动，所以不会将路面材料压碎，或使地基土空隙水压大幅升高，更能防止完成碾压的材料发生疏松。

(2)能量的消耗相对较少，配备功率相对较小的动力装置即可，能减少机器制造方面的成本。同时，机体在压实时产生的振动也比振动压实小很多，不会对周围环境造成太大的干扰，实现对驾驶员实际工作环境的有效改善，保证压实工作效率。

(3)实践表明，振荡压实有效压实深度比振动压实小，其原因为振荡压实大部分作用力都集中于上层，不会对低层造成太大的影响。这样对面层压实而言是极为有利的，这也是振荡压实能在沥青面层碾压中广泛应用的原因。除此之外，振荡压实在砂性土碾压中也是十分适宜的。

(4)若能将振动压实功和振荡压实功都集中在同一个钢轮当中，以不同材料为依据进行转换，能使压路机保持在良好工作状态，使实际的压实效果达到最佳。以上并不是理论或设想，而是完全能在实际情况中实现的，比如BOMAG“智多星”压路机，它利用液力传动装置进行调整，能对振动压实和振荡压实进行五级转换，真正实现了一机多用目标，具有良好应用价值与发展前景。

在实际的振荡压实施工中，为达到理想的压实效果，应注意以下事项：做好对接缝处的处理，即上一作业段施工完成后，在下一作业段施工开始前，对两个相接的部位进行碾压处理。实际工作中，应注意下列两点：第一，横接缝碾压时，沿其方向不断碾压，直到从横接缝上越过；待相邻摊铺带现场碾压施工完成后，以内侧为起点，通过错轮碾压来压实。若摊铺带的间隔距离相对较大，则可以在摊铺带中的左侧实施复压，然后在右侧线上进行碾压。在碾压完成后，应切实做好对压实度的检测，在施工开始前，按照随机原则选择点位进行取芯，尤其是接缝处的压实度，必须严格进行。除此之外，还应提升全体工作人员专业素质与操作水平，有针对性和目的性的进行教育培训，督促压实施工能够顺利完成。

3 结束语

综上所述，振荡压实实际上是将振动和揉搓充分结合到一起的压实技术。就目前来看，沥青路面压实仍以振动压实为主，辅以必要的轮胎压路机。从压实原理角度讲，振动压实主要利用自重与激振力将路面材料碾压密实，而轮胎压路机则是利用自重与轮胎具有的揉搓力将路面材料碾压密实。这样的操作比较繁琐，工效较低。因此，振荡压实是具有良好市场前景的，可作为沥青路面主流和首选压实方式。