公路路面施工過程中瀝青攤鋪施工技術(shù)

朱偉串

(廣東省高速公路有限公司粵贛分公司，廣東 河源 517000)

1 瀝青路面攤鋪機(jī)研發(fā)現(xiàn)狀分析

公路路面在運營期間，由于溫濕度變化、降雨、車輛等外部荷載原因，會導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)一定程度的損傷，可能與路面攤鋪質(zhì)量密切相關(guān)。影響瀝青路面攤鋪機(jī)施工質(zhì)量的因素一般包括攤鋪速度、物料傳送能力、材料含水量等。鑒于此，國內(nèi)外學(xué)者和工程技術(shù)人員從上世紀(jì)80年代就開展大量地理論分析、實驗研究等來自主研發(fā)瀝青路面攤鋪機(jī)，在設(shè)備技術(shù)水平、使用性能等方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，并廣泛應(yīng)用在公路瀝青工程施工作業(yè)中，但是攤鋪機(jī)仍存在一些需要創(chuàng)新的方面。

(1)液壓系統(tǒng)

傳統(tǒng)的攤鋪機(jī)行走、螺旋、刮板系統(tǒng)選擇機(jī)械傳動方式較多，存在無級調(diào)速困難、效率低等問題，適合攤鋪寬度不超過5 m的低等級公路路面。隨著公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，路面攤鋪寬度越來越大，應(yīng)當(dāng)選擇傳動效率高、控制性能好的全液壓攤鋪機(jī)。

(2)行駛驅(qū)動機(jī)構(gòu)

國內(nèi)攤鋪機(jī)行走方式大多是履帶式，履帶張緊和緩沖裝置、驅(qū)動裝置等會直接干擾其攤鋪質(zhì)量，其中張緊和緩沖裝置常用液壓油張緊蓄能器緩沖，驅(qū)動裝置中液壓馬達(dá)+行星齒輪減速器效果更佳。

(3)恒速控制系統(tǒng)

在公路瀝青路面攤鋪作業(yè)中，如果攤鋪速度不穩(wěn)定，會嚴(yán)重影響路面平整度。目前，公路瀝青路面攤鋪機(jī)大多運用了“恒速控制技術(shù)”，有兩種形式：(1)在攤鋪機(jī)中安裝電子調(diào)速器，當(dāng)負(fù)荷引起發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速改變時，電子調(diào)速器可以通過改變發(fā)動機(jī)的供油量來恢復(fù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速；(2)在攤鋪機(jī)行走機(jī)構(gòu)的終端減速箱或液壓馬達(dá)上布置上速度傳感器，實時測量其速度信號，并及時反饋給速度控制器，確保攤鋪機(jī)械恒速攤鋪路面。

2 公路瀝青路面攤鋪工序及施工參數(shù)確定

2.1 攤鋪機(jī)施工工序

攤鋪機(jī)是公路瀝青混合料路面攤鋪作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。瀝青路面在攤鋪前應(yīng)當(dāng)首先利用自卸汽車將瀝青卸入攤鋪機(jī)料倉內(nèi)，然后通過刮板輸送器運至攤鋪室，再將瀝青混合料用振搗器搗實，隨后按照設(shè)計攤鋪寬度、厚度等攤鋪整平進(jìn)入下一工序，如圖1所示。

圖1 瀝青路面攤鋪機(jī)施工工序

2.2 攤鋪參數(shù)確定

(1)攤鋪寬度。

在確定瀝青混合料路面攤鋪寬度時，應(yīng)當(dāng)在保障路面攤鋪質(zhì)量的條件下，最大程度的減少縱向接縫數(shù)量、提高攤鋪寬度，盡量做到一次全幅攤鋪。營運高速公路瀝青攤鋪往往不能做到單幅封閉施工，需要分車道封閉施工，縱向接縫無法避免，宜將其設(shè)在行車道中間，避開車輛輪跡帶，以改善行車道的平整度。

為了提高路面攤鋪質(zhì)量，分幅瀝青攤鋪時應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個方面的原則：(1)攤鋪時應(yīng)在接縫兩側(cè)重疊至少2～5 cm；(2)如果瀝青混合料需攤鋪兩層以上，上下接縫錯開間距必須大于20 cm；(3)瀝青混合料攤鋪機(jī)開展梯隊作業(yè)時，前后攤鋪機(jī)之間應(yīng)間隔10 m以上；(4)瀝青路面攤鋪寬度應(yīng)左右對稱，不出現(xiàn)“走偏”現(xiàn)象。

攤鋪帶數(shù)量n可按下式確定

式中：B為瀝青路面寬度，m；b為攤鋪機(jī)熨平板寬度，m；x為路面接縫兩側(cè)重疊寬度，cm。

分車道瀝青攤鋪應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個方面的原則：施工過程中不可避免會產(chǎn)生縱向冷接縫。為保證路面的施工質(zhì)量，需對冷接縫采用如下方式進(jìn)行處理：攤鋪機(jī)攤完一幅后，經(jīng)碾壓檢驗合格，再用3 m直尺檢查冷接縫邊緣，將不合格的瀝青混凝土用切割機(jī)切除，切面應(yīng)平行于路面中心線。第二幅攤鋪時以第一幅攤鋪面作為縱向基準(zhǔn)線，另一個傳感器為橫坡傳感器，共同控制攤鋪機(jī)的行走。攤鋪時應(yīng)重疊5～10 cm，在碾壓前人工將重疊的瀝青混凝土鏟除，并修補(bǔ)縱縫。

(2)攤鋪厚度。

相關(guān)研究成果表明，瀝青路面攤鋪層厚度最小值宜超過混合料最大粒徑2倍，主要原因在于：當(dāng)瀝青攤鋪層厚較小，可能會干擾攤鋪機(jī)熨平板上下浮動。此時熨平板難以正常傾斜，甚至產(chǎn)生負(fù)傾斜而使得其兩翼后拉，導(dǎo)致熨平板斷裂而影響瀝青路面攤鋪質(zhì)量。在瀝青攤鋪厚度初步擬定之后，還應(yīng)測定路面實際攤鋪厚度，如有必要可及時調(diào)整。同時，公路瀝青路面在攤鋪前應(yīng)設(shè)寬度5～10 cm方墊木，長度稍長于熨平板，厚度是攤鋪層厚度的1.15～1.20倍。

(3)自動找平裝置調(diào)整。

3 公路瀝青路面攤鋪質(zhì)量控制要點

3.1 施工放樣及下承層準(zhǔn)備

(1)施工放樣

公路瀝青路面在攤鋪之前必須對其平面位置和高程放樣，放樣方法通常采用導(dǎo)線法。平面位置放樣是為了確定待攤鋪路面的中線和邊線(攤鋪范圍)，高程放樣是為了計算下承層和路線設(shè)計高程之間的差值，以確保攤鋪厚度達(dá)到路面設(shè)計厚度。

(2)下承層準(zhǔn)備

在攤鋪瀝青路面時下承層會影響路面結(jié)構(gòu)的整體性能。路面施工的下承層可能是基層、下面層、中面層等，且各下承層在攤鋪前的處置措施不同。如果攤鋪下承層是基層，應(yīng)當(dāng)在基層施工結(jié)束后及時噴透層油(稀釋瀝青、煤瀝青、乳化瀝青等)，以確?；鶎雍兔鎸又g的結(jié)合，保護(hù)基層在路面攤鋪期間不容易破壞。如果攤鋪下承層是中面層或下面層，應(yīng)當(dāng)在中、下面層完成后噴粘層油，以提高瀝青面層之間的粘結(jié)力。

3.2 攤鋪設(shè)備選擇

經(jīng)過市場調(diào)查，常用的公路瀝青路面攤鋪設(shè)備一般包括履帶式、輪胎式、復(fù)合式等，其生產(chǎn)能力一般利用最大攤鋪寬度確定，攤鋪機(jī)具體分類和適用范圍見表1。

表1 瀝青攤鋪設(shè)備生產(chǎn)能力及適用范圍

技術(shù)人員可根據(jù)瀝青路面橫斷面寬度、工期要求、工程量、工程預(yù)算等因素選擇合適的攤鋪設(shè)備，攤鋪機(jī)生產(chǎn)率Q可按下式計算。

Q=hBv0ρKB

式中：Q為攪拌機(jī)生產(chǎn)率，t/h；KB為時間利用系數(shù)，0.75～0.95；v0攤鋪速度，m/h；B為攤鋪寬度，m；h為攤鋪厚度，m；ρ為瀝青混合料密度，t/m3。

3.2 瀝青攤鋪施工控制要點

(1)自動找平裝置調(diào)整

瀝青路面攤鋪機(jī)的自動找平裝置是根據(jù)系統(tǒng)中機(jī)械、電控和液壓之間的匹配關(guān)系來實現(xiàn)其工作的，有縱向調(diào)節(jié)子系統(tǒng)和橫向調(diào)節(jié)子系統(tǒng)。在使用攤鋪機(jī)找平裝置之前應(yīng)正確安裝傳感跟蹤元件及縱、橫向坡度傳感器，并以已完成攤鋪層作基準(zhǔn)面。同時，最后一層路面攤鋪整平時不宜利用自動調(diào)平裝置，使用攤鋪機(jī)本身自動調(diào)平功能效果更佳，且攤鋪機(jī)越大，整平效果越好。

當(dāng)攤鋪機(jī)的攤鋪寬度小于7.5 m時，熨平板組合剛度大，應(yīng)選擇縱向-橫向組合調(diào)平；當(dāng)攤鋪機(jī)的攤鋪寬度超過7.5 m時，熨平板組合剛度逐漸減小，此時受力較為復(fù)雜，油缸難以將熨平板一側(cè)抬放，從而導(dǎo)致橫向坡度傳感器中信號失真，調(diào)平系統(tǒng)無法正常工作，故應(yīng)在攤鋪瀝青混合料期間兩側(cè)均設(shè)基準(zhǔn)線來控制橫坡，并在攤鋪機(jī)兩側(cè)安裝縱向高度傳感器來實現(xiàn)調(diào)平目標(biāo)。

(2)攤鋪施工

在瀝青混合料路面攤鋪期間應(yīng)從以下幾個方面控制施工質(zhì)量：①瀝青拌合站供料應(yīng)及時，確保面層攤鋪連續(xù)，且混合料的攪拌溫度、出廠溫度、拌和均勻性等滿足規(guī)范要求；②為避免瀝青混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象，攤鋪速度應(yīng)穩(wěn)定在2～5 m/min范圍內(nèi)；③路面攤鋪結(jié)束后應(yīng)進(jìn)行初壓、復(fù)壓、終壓以確保路面施工質(zhì)量，如果存在路面不平整現(xiàn)象，及時修整；④瀝青路面攤鋪碾壓完工后，為了確保路面不發(fā)生變形，路面壓實完成24 h或待路面降至氣溫后，方能允許施工車輛通行。

(3)攤鋪機(jī)養(yǎng)護(hù)

公路瀝青路面攤鋪機(jī)日常任務(wù)結(jié)束之后，可選擇柴油來清理與瀝青接觸的各部件，尤其熨平板地養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。

4 結(jié) 語

(1)攤鋪機(jī)是公路瀝青混合料路面攤鋪作業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，攤鋪機(jī)可從液壓系統(tǒng)、行駛驅(qū)動機(jī)構(gòu)、恒速控制系統(tǒng)等方面來優(yōu)化。

(2)瀝青路面在攤鋪前需經(jīng)過運料、卸料、振搗器初步搗實、攤鋪整平等工序。

(3)公路瀝青路面在攤鋪之前宜用導(dǎo)線法對其平面位置和高程放樣，并根據(jù)下承層類型的不同采取相應(yīng)的處治措施。

(4)公路瀝青路面攤鋪施工工藝要點包括攤鋪寬度、攤鋪厚度、自動找平裝置調(diào)整、攤鋪機(jī)養(yǎng)護(hù)等方面。