高等级沥青混凝土路面组合式碾压工艺探讨

张 芳，袁 铭

(湖南省高速百通建设投资有限公司，湖南 长沙 410001)

0 前言

碾压是沥青混凝土路面施工过程最后一道重要工序，碾压效果的好坏直接影响着路面的压实度和平整度指标，从而影响路面的服务水平和使用寿命。沥青混合料的压实度越大，孔隙率越小，其稳定度、强度和劲度就越大，耐久性越好。反之，碾压不实，沥青混凝土路面容易出现早期车辙、坑洞、剥落、泛油等损坏［1－3］。

1 碾压的一般过程

碾压过程主要分为3 个步骤:初压、复压和终压。初压使用10～20 t 双钢轮压路机紧跟摊铺机，并保持较小的初压区段将路面初步压实成型，减少热量散失。初压速度不宜过快，因为此时混合料尚未稳定，速度过快会扰动集料。碾压过程中避免急停急起，急速转向。

复压是碾压过程中最重要的一环，混合料能否达到理想的密实度，关键在于此阶段的碾压。复压宜紧跟初压，采用钢轮压路机以3 km/h 或者轮胎式压路机以5 km/h 的速度复压4～6 遍，直至碾压稳定无显著轮迹为止。压路机碾压段的总长度应尽量缩短，通常不超过60～80 m。采用不同型号的压路机组合碾压时宜安排每一台压路机作全幅碾压。防止不同部位的压实度不均匀。密级配沥青混凝土的复压宜优先采用重型的轮胎压路机进行搓揉碾压，以增加密水性，其总质量不宜小于30 t，吨位不足时宜附加重物，使每一个轮胎的压力不小于15 kN，冷态时的轮胎充气压力不小于0.55 MPa，轮胎发热后不小于0.6 MPa，且各个轮胎的气压大体相同，相邻碾压带应重叠1/3～1/2 的碾压轮宽度，碾压至要求的压实度为止。对粗集料为主的较大粒径的混合料，宜优先采用振动压路机复压;厚度小于30 mm的薄沥青层不宜采用振动压路机碾压。振动压路机的振动频率以略高于沥青混合料固有频率为宜，约为 35～50 Hz，振幅宜为0.3～0.8 mm。层厚较大时选用高频率大振幅，以产生较大的激振力，厚度较薄时采用高频率低振幅，以防止集料破碎。相邻碾压带重叠宽度为100～200 mm。振动压路机折返时应先停止振动。

终压是碾压的最后一道工序，主要是消除粘层过程中产生的轮迹，确保路面平整度。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压2～4 遍，至无明显轮迹为止。如果复压过后路面平整度达到要求，可免去终压。

为了保证有足够的压实度，现场一般要求至少配备5 台压路机，进行配套施工。具体的压路机数量、规格、碾压次序、碾压温度应由试验路确定。路面施工过程中，压路机的配合至关重要。初压、复压、终压组成一个合理的体系进行碾压，方能达到最佳效果［4，5］。

2 工程碾压案例

2.1 碾压问题及分析

京港澳高速湖南耒宜段提质改造工程第5 合同段采用了4 cm 改性沥青SMA—13+6 cm AC—20+18 cm 连续配筋混凝土(旧路面)的复合式路面结构。沥青混合料采用玄武岩或者辉绿岩。AC —20 中面层采用中海油70#石油沥青，事故多发路段添加玄武岩纤维;SMA—13 上面层采用SBS 改性沥青，添加0.3%的木质素纤维。在面层的施工过程中，通过现场检验发现路面存在压实度不够、平整度较差和渗水等情况，很容易造成路面的早期损坏，而路面碾压是这一系列问题的主要原因。经现场观察，在沥青混凝土的碾压过程中发现了如下问题:

1)工作面组织混乱。初压、复压、终压没有形成碾压体系，各个压路机各自进行碾压，造成有些部位碾压过度，有些地方则碾压不够;由于初压时混合料温度很高，尚未成型，过快的初压速度容易将混合料搓动移位;初压和复压没有明确区分，由于初压速度过快，初压工作面很长，初压的钢轮压路机“兼任”了部分复压的工作，而复压的压路机则只是在很小的范围内进行着缓慢的碾压。

2)复压的碾压速度不够。根据现场测算，复压轮胎式压路机时速只有1.4～1.8 km/h;而初压的钢轮则达到5 km/h 以上。初压的速度快且工作区段长，因此留给复压的工作时间和工作面远远不够，造成复压碾压次数远远不够。此外胶轮压路机碾压速度过慢，大大降低胶轮的搓揉效果和碾压温度，现场检测到，路面的复压碾压温度在110 ℃左右，尽管符合要求，但是温度偏低，影响碾压效果。

3)终压过度碾压。由于复压不到位，施工单位为了保证压实度和平整度，盲目增加终压次数，造成过度碾压，面层表面油膜磨耗，集料泛白，甚至压碎。

4)沥青用量不足造成混合料干涩、粗燥，难以压实。

此外，上面层使用了改性沥青的SMA —13 路面结构。改性沥青的黏度较大，高温施工容易造成沥青老化，低温碾压则由于黏度过大而达不到理想的压实效果，因此碾压难度更大。为了增加SMA 结构的稳定性，参加了0.3%的木质素纤维，纤维在混合料充分展开形成类似网格的体系，提高混合料的整体性和稳定性，这种性质反而加大了碾压的难度。同时，木质素纤维的沥青吸附性能较强，从而间接的降低了沥青的润滑作用，也增加了碾压难度。因此，必须通过改善施工碾压工艺来提高碾压效果。

2.2 解决方案

通过上面的分析可以看出，协调好初压和复压之间的配合关系，使碾压程序形成一套体系，是改善碾压效果的关键。尤其是复压不够，必须通过方案调整来提高复压程度。对此，提出了组合式碾压的改善方案。组合式碾压方案交错利用钢轮压路机的振动压实功能和胶轮压路机的揉搓功能，充分发挥沥青混凝土的温度资源，在保持较高温度的状态下，对沥青混凝土进行碾压，做到及时压实、及时消除轮迹，提高压实度和平整度。采用组合碾压工艺使设备组合更加经济完善，提高了压实机具的使用率，加快了施工进度。具体调整方案如下:

1)调整好摊铺机的前进速度，与压路机的速度相匹配。由于复压压路机的设备原因，复压速度偏慢，因此，适当降低了摊铺机的前进速度，以保证充足的碾压时间。

2)初压速度适当降低，以保证初压效果，压缩初压区段，腾出足够工作面给复压;对初压、复压、终压段落应设置明显标志，便于司机辨认。

3)适当加快复压碾压速度，不仅可以保证碾压次数，并且可以加强轮胎式压路机的搓揉效果，提高了密实度和平整度。

4)对松铺厚度、碾压顺序、压路机组合、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗管理和检查，做到既不漏压也不超压。

由于高速公路路面较宽，为提高效率，配置两组压路机，并排同时施工。这样不仅节约了碾压设备，而且提高了工作效率和碾压效果。具体碾压方式如下:

调整后的AC20 中面层碾压方案为(见表1):

初压:13 t 双钢轮压路机2 台前进静压，后退弱振碾压各1 遍;

复压:30 t 胶轮压路机2 台碾压4～6 遍;

终压:13 t 双钢轮压路机1 台静压至无痕。

表1 调整后AC—20 碾压方案

调整后的SMA13 碾压方案(见表2):

初压:13 t 双钢轮压路机2 台前进静压，后退弱振碾压;

复压:13 t 双钢轮压路机2 台紧跟初压进行碾压;

终压:13 t 双钢轮压路机1 台静压至无痕;

强化碾压:20 t 胶轮压路机慢压。

表2 调整后SMA—13 碾压方案

与 AC 层碾压不同，SMA—13 层选用13 t 钢轮振动式压路机进行复压，主要是利用了双钢轮压路机较快的碾压速度进行反复的振动搓揉，以强化SMA骨架密实结构的形成。采取“紧跟慢压”策略:复压则紧跟初压之后，协调一致;复压和初压间隔控制在2～3 m，一前一后，同进同退。这就要求操作手熟练操作，形成默契。由于是并排施工，还要注意相邻压路机间的距离，同左同右，以保证均匀碾压。快速的碾压保证了碾压的温度，同时前后、左右的节奏一致，使得压实效果得到了明显提升［6］。此外，现场还配备了1 台胶轮压路机最终收尾，对终压完的SMA 路面进行强化碾压2 遍以进一步提高SMA 的密水性。由于此时SMA 路面结构已经形成，胶轮压路机的搓揉效果可能损坏SMA 的骨架结构，造成玛蹄脂上浮甚至泛油，产生轮迹，因此必须控制在80℃以下进行慢速碾压。

方案调整后，现场及实验室检验表明(表3)，路面的压实度和平整度指标等均有所提高。达到规范和设计文件要求。组合碾压方案在工程实践中取得成功。

表3 碾压方案调整前后碾压效果对比(上面层)

3 其他影响因素

影响碾压压实效果的因素还有很多，在过程中对各个细节进行了严格控制:

1)严格控制碾压温度，各碾压过程的温度必须满足规范和设计文件要求，对不达标的混合料应予以废除。

2)调整好摊铺机与压路机之间的行进速度，初压和复压之间的进退组合，以有效地形成碾压体系，碾压过程中严禁突然转向或者急停急开。

3)碾压过程中喷洒水雾保持钢轮湿润，但应控制水量，以免水量过大降低路面温度;对胶轮要安排专人喷洒食用油或者润滑剂以避免沾粘混合料。一旦出现沾粘，应立即用刮刀刮除。

4)及时修正，按规范要求进行压实度、渗水、平整度检测，终压完成后，即用3 m 或者6 m 直尺对平整度进行检查，对超过5 mm 部位及时进行修整;实验室和施工现场形成配合，根据压实情况及时调整混合料级配、拌合时间、出料温度等［7］。

5)未冷却的路面上严禁停放任何车辆及设备，包括压路机在内。

6)防止离析，摊铺机布料器不能过高(混合料应覆盖布料器至少2/3 高度)。

4 结语

沥青混凝土路面的碾压是一个细致、技术性要求高、讲究系统配合的过程。为达到理想的碾压效果，要求:

1)沥青混凝土的碾压采用过程控制，并结合压实度、平整度、渗水等检测指标，及时调整碾压方案，方能达到理想的效果。

2)匹配好设备间的行进速度和行进方向，将初压和复压过程有机组合起来，以对路面进行系统性地碾压，工作效率和碾压效果更好。根据不同的路面结构形式，采取不同的碾压组合方式:对于AC 类沥青混合料，复压采用重吨位，慢速碾压;对于SMA骨架密实型路面结构，采用初复压同步快速碾压的碾压组合。

3)组合式碾压方案要求碾压人员技术娴熟、配合默契，需要加强现场施工人员的工作责任心和协调指挥能力，根据现场情况和碾压效果，选择最合适的碾压方案。

［1］邓学钧.路基路面工程［M］.北京:人民交通出版社，2008.

［2］郝培文.沥青路面施工与维修技术［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［3］王 勇.沥青混凝土碾压技术［J］.黑龙江交通科技，2005(1):42 －44.

［4］徐秀琴.沥青混凝土路面组合碾压施工技术要点［J］.山西建筑，2013，39(4):131 －132.

［5］毕雅萍.影响沥青混凝土路面压实的因素［J］.交通世界，2011(9):181 －182.

［6］吴聚巧.沥青混凝土路面面层施工质量控制措施［J］.河北交通科技，2007，4(3):34 －37.

［7］但淑英.京珠高速粤境南段沥青路面压实机械选配与碾压技术［J］.公路交通技术，2004(1):32 －33.