公路工程施工中瀝青面層連續(xù)攤鋪技術的應用

文/新疆交通建設集團股份有限公司 李波

目前，我國高速公路建設工期緊張，不少瀝青面層的施工工期被安排在溫度較低的秋季或冬季，導致壓實度等施工質量指標難以保證，容易引發(fā)路面的水損壞和早期破壞等病害。

在傳統(tǒng)瀝青路面攤鋪技術中，各類瀝青混合料由于分層攤鋪，各層攤鋪的時間間隔很長，而每層混合料由于厚度較薄，在不利氣溫條件下其冷卻到可壓實的時間通常只有10min左右。此外，由于施工管理的原因，上下層混合料分時攤鋪常常由于車輛行駛及天氣原因使層間產(chǎn)生泥污和油污，雖然在瀝青混合料攤鋪時采取清掃、灑布黏層油等措施，但對瀝青層的層間黏結仍然會產(chǎn)生不利影響。

為解決表面層在不利季節(jié)溫度散失快而壓實不佳的問題，同時提高層間黏結力，優(yōu)化路面結構組合，1993年，Elk Richter首先提出了雙層連續(xù)攤鋪的理念。該技術同時攤鋪上下2種不同級配的瀝青混合料，利用下層、混合料的余熱改善上面薄層混合料的壓實條件，降低低溫環(huán)境的影響，減緩溫度散失，保證充分的壓實時間，取得更高的壓實度。我國于2007年鋪筑了第1條多層連續(xù)攤鋪瀝青路面，目前僅在少數(shù)瀝青路面工程中實施了雙層連續(xù)攤鋪工藝，現(xiàn)有瀝青路面連續(xù)攤鋪技術主要針對雙層連續(xù)攤鋪，并取得了較好的施工效果，但是對于瀝青面層的整體連續(xù)攤鋪技術并未涉及。

瀝青面層連續(xù)攤鋪工藝流程

與傳統(tǒng)瀝青路面施工和雙層連續(xù)攤鋪施工工藝相比，瀝青面層連續(xù)攤鋪工藝對混合料的準備、運輸和攤鋪碾壓提出了更高的要求。

混合料準備與運輸

由于瀝青面層連續(xù)攤鋪，各層不同類型瀝青混合料應同時準備，需要提供多臺拌和樓展開同步作業(yè)，并且各層瀝青混合料應滿足所在層位的功能性要求。若發(fā)現(xiàn)混合料級配類型及結構組合的設計不合理時，應及時調整修改，確保瀝青路面的使用性能。

瀝青面層連續(xù)攤鋪時需要同時使用各層混合料，要求各層混合料的運料車均在施工前運抵施工現(xiàn)場。由于不同類型混合料運輸車同時運抵現(xiàn)場，需要對運輸車所載混合料做出明顯的標志，防止出現(xiàn)用錯料的情況，瀝青混合料運輸?shù)囊髴獫M足現(xiàn)有相關規(guī)范。

瀝青路面攤鋪與壓實成型

瀝青面層連續(xù)攤鋪工藝的攤鋪與壓實工序是交替進行的，下、中面層攤鋪后進行膠輪壓路機的穩(wěn)壓操作，隨后上面層攤鋪，最后進行現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定的碾壓操作，如圖1所示。

鋪筑各等級公路瀝青混合料時，為保證連續(xù)施工，結合實際工程，應在攤鋪工作區(qū)域內，給運料車等車輛留出足夠的出入通道，同時不影響其他工序作業(yè)。攤鋪機必須勻速不間斷攤鋪，以減少混合料的離析，提高平整度。攤鋪機應采用自動找平方式，上面層攤鋪厚度控制方式宜采用平衡梁或雪撬式，下、中面層根據(jù)情況選用找平方式。下、中面層穩(wěn)壓采用一臺25T及以上膠輪碾壓機碾壓2遍至3遍，對下、中面層瀝青混合料初步碾壓，方便后續(xù)施工。上面層攤鋪結束后，按現(xiàn)行施工規(guī)范要求對路面實施碾壓。

接縫和開放交通

瀝青面層連續(xù)攤鋪工藝的接縫和開放交通與傳統(tǒng)瀝青路面攤鋪相比，無顯著差別，參考現(xiàn)行瀝青路面相關標準、規(guī)范的要求執(zhí)行。

瀝青面層連續(xù)攤鋪關鍵工藝控制

考慮到瀝青面層連續(xù)攤鋪工藝的特點，必須在對面層連續(xù)攤鋪技術和已有成功經(jīng)驗充分調查分析的基礎上，詳細要求各施工控制要點，嚴格控制施工質量。

圖1　瀝青面層連續(xù)攤鋪工序圖

工序控制

瀝青面層連續(xù)攤鋪施工與傳統(tǒng)HMA路面施工工藝的不同之處，在于瀝青路面攤鋪工序。為了避免非必要施工間隔，各工序應緊密銜接。

其中，施工準備階段包括對瀝青路面基層、施工機械、人員和相關配套設備的準備工作。中、上面層瀝青混合料攤鋪時，各層間不使用黏層油，直接在下承層上面攤鋪。瀝青面層連續(xù)攤鋪施工結束后，應封閉交通實施養(yǎng)護，開放交通前路面溫度應降低至50℃以下。為提前開放交通，路表可灑水降溫。其他施工工序與傳統(tǒng)HMA路面施工一致。

層間污染物控制

攤鋪前應當清潔下承層，掃除落葉、散碎石塊等污染物，并及時清除下承層表面油污，保證下承層干燥、清潔、無污染。施工期間，杜絕施工機械漏水、漏油，確保車輛進入施工區(qū)域時輪胎干燥、無雜物。此外，還必須清除施工垃圾，及時處理攤鋪機攤鋪后的面層兩側松散熱料。

壓實度控制

為了保證瀝青面層混合料的壓實效果，應選擇相互匹配、新舊程度相近、型號相同且先進的攤鋪機3臺。如型號有變化，應對機械性能參數(shù)確認后方可使用。下、中面層攤鋪后采用25T以上膠輪壓路機穩(wěn)壓，碾壓2遍至3遍，保證后續(xù)面層運料車行駛時不出現(xiàn)較大輪跡帶。為保證壓實效果，上面層攤鋪結束后應及時碾壓，復壓應比傳統(tǒng)攤鋪工序的復壓多3遍至4遍。

平整度控制

攤鋪機采用自動找平方式，上面層攤鋪厚度控制方式宜采用平衡梁或雪撬式，下、中面層根據(jù)情況選用找平方式。對于因漏料而在新攤鋪層上產(chǎn)生的少量凹槽，應及時人工補料，以完全覆蓋并有少量外溢為準。中、上面層攤鋪機攤鋪前方，應對下、中面層攤鋪車輛行駛過后的輪跡及時人工填補，避免路面局部變形。

瀝青面層連續(xù)攤鋪路段壓實度與性能分析

考慮到瀝青面層連續(xù)攤鋪技術的特點，即下面層、中面層只采用膠輪壓路機穩(wěn)壓，應在施工前鋪筑試驗路與對比路段，完成各層位壓實度的檢測分析，并在項目結束后跟蹤調查試驗路的性能。

連續(xù)攤鋪壓實度分析

試驗路采用瀝青面層連續(xù)攤鋪技術，下面層AC25瀝青混合料＋中面層AC16瀝青混合料＋上面層AC13瀝青混合料，對比路段采用和試驗路相同結構和相同的瀝青混合料，施工原材料完全相同，采用傳統(tǒng)攤鋪工藝。對比路段和試驗路相鄰鋪筑在同一條公路上，各300m，承受相同的交通荷載和自然環(huán)境。

對試驗路段和對比路段鉆芯取樣，基于實驗室標準密度，測試壓實度，如表1所示。

表1　試驗路段的壓實度測試（%）

試驗結果表明，瀝青面層連續(xù)攤鋪路面各層混合料壓實度，比傳統(tǒng)攤鋪的混合料要高。連續(xù)攤鋪工藝中，中面層壓實度達到最大，這是由于上、下面層提供了大量余熱。傳統(tǒng)攤鋪的平均壓實度為97.6%，多層連續(xù)攤鋪的平均壓實度為98.6%，比傳統(tǒng)攤鋪提高1個百分點。多層連續(xù)攤鋪的優(yōu)勢明顯，不需要額外的壓實即可提高壓實度，這使瀝青面層連續(xù)攤鋪技術在很多項目和施工條件下有很大的優(yōu)勢。

試驗路跟蹤調查

經(jīng)過40個月的運行，試驗路路面平整度與路面車轍深度的檢測結果表明，該試驗路通車至今，試驗路和對比路路面平整度性能良好，無明顯差異。試驗路采集點平均車轍深度為5.4mm，對比路段采集點平均車轍深度為11.8mm，前者車轍值約為后者車轍值的1/2，試驗路段的車轍深度明顯優(yōu)于對比路段的車轍深度。

此外，通過現(xiàn)場調研發(fā)現(xiàn)，采用瀝青路面連續(xù)攤鋪技術的試驗路整體良好，未見路面病害。對比路段采用傳統(tǒng)攤鋪工藝，路面已經(jīng)出現(xiàn)明顯車轍，并且輪跡帶處被重車碾壓，表面瀝青混合料被車輪磨光，抗滑能力下降。

結語

瀝青面層連續(xù)攤鋪技術的主要工藝流程，包括混合料準備、運輸攤鋪與碾壓成型，相比較傳統(tǒng)攤鋪工藝，有較為明顯的區(qū)別。瀝青面層連續(xù)攤鋪技術的關鍵質量控制點，包括工序控制、層間污染物控制、壓實度控制和平整度控制。試驗路的壓實度和性能測試表明，瀝青路面連續(xù)攤鋪技術與傳統(tǒng)HMA瀝青混合料攤鋪技術相比，壓實度和性能方面均有明顯優(yōu)勢。