公路路面瀝青混合料雙層攤鋪施工技術(shù)研究

韋秋谷

(廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530200)

0 引言

近年來，高速公路重載車和交通量呈持續(xù)增加趨勢，車輛對公路路面的破壞程度也不斷加劇，因而對路面整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強度的要求越來越高，為滿足這種需求，相關(guān)研究提出了瀝青混合料雙層攤鋪技術(shù)。雙層攤鋪技術(shù)是指按照特定配合比同時攤鋪上下層瀝青，在高溫條件下充分發(fā)揮下層余熱，促使上部瀝青達(dá)到良好的壓實效果[1]。雙層攤鋪技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善瀝青層間結(jié)構(gòu)的粘結(jié)作用，保證公路施工質(zhì)量，大大減少施工工期和投資成本[2-3]。該技術(shù)對上、下兩層同時進(jìn)行攤鋪和碾壓，可以節(jié)約50%的施工時間，并且節(jié)省處理層間及施作粘層間的處理時間，施工效率得到明顯提升，有效減緩上面層混合料冷卻速度，在瀝青混凝土路面施工方面具有廣闊的應(yīng)用前景[4-6]。另外，在熱的基層面上攤鋪可降低磨耗層的冷卻速度，從而延長壓實時間，達(dá)到良好的密實效果，更加充分地發(fā)揮瀝青的潤滑作用。因此，本文以來賓至都安高速公路為實例項目研究瀝青混合料雙層攤鋪施工的技術(shù)工藝和要點。

1 瀝青混合料雙層攤鋪技術(shù)

1.1 路面組成及性能

瀝青路面就是將礦物集料和瀝青按特定的比例混合，經(jīng)充分?jǐn)嚢琛備伜湍雺汉笮纬傻穆访鎇7]。在瀝青路面使用過程中經(jīng)常會受到車輛碾壓，以及雨水、高溫、冰凍等外界環(huán)境的影響[8]。因此，為保證高速公路的長效安全使用，其路面必須滿足高低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性、良好的抗裂性、安全的防滑性以及持久的抗老化性等要求。

1.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)

瀝青路面主要包含面層、基層、墊層和底基層四部分，不同路面層次所發(fā)揮的作用存在明顯差異，具體如表1所示，路面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

表1 不同路面層次的作用分析表

(a)中、低級路面

(b)高級路面圖1 路面結(jié)構(gòu)示意圖

1.3 雙層攤鋪工藝流程

瀝青混合料雙層攤鋪工藝流程主要有準(zhǔn)備、填土、平整、碾壓、檢測和整體驗收等階段，具體如圖2所示。

圖2 瀝青混合料雙層攤鋪工藝流程圖

(1)施工準(zhǔn)備。為保證攤鋪施工進(jìn)度，必須提前做好攤鋪機、壓路機和原材料的準(zhǔn)備工作。其中，原材料主要包含粗集料、細(xì)集料、瀝青路面填料和瀝青材料等。選用的粗集料必須符合耐磨性能和強度要求，細(xì)集料要符合有關(guān)驗收規(guī)范要求，粗細(xì)集料均要求干燥清潔無雜質(zhì)。實際工程中，大多選用干燥無雜質(zhì)的石灰?guī)r礦粉作為瀝青路面填料。對于瀝青材料的選用，必須充分考慮施工路段的氣候環(huán)境、地形條件和人口數(shù)量等因素。

(2)原料配備。在合理選擇各原料的條件下，按特定配合比均勻混合攪拌，保證混合料符合高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性以及耐久性要求。原料配合比直接影響攤鋪施工質(zhì)量，設(shè)計時必須考慮混合料拌和時間、拌和溫度，以保證其各項參數(shù)符合攤鋪要求。配合比設(shè)計后要進(jìn)行檢驗，若產(chǎn)生待料或溢料問題，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整配合比，混合料達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行拌和，并注意對瀝青混合料的運輸控制。

(3)攤鋪技術(shù)。施工原料準(zhǔn)備好后進(jìn)行攤鋪施工，攤鋪過程中主要利用攤鋪機，為保證施工質(zhì)量要選擇質(zhì)量合格、運行良好的設(shè)備。攤鋪作業(yè)時要及時清理路面基層雜物，保證施工面干凈干燥，核查路面基層的厚度與密實度，待合格后方能進(jìn)行攤鋪施工。傳統(tǒng)的單層攤鋪存在施工周期長、薄層散熱快、機械效率低、層間污染大和層間粘層油費用高等缺點，而雙層攤鋪技術(shù)能夠有效解決以上問題，其應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在[9]：①施工組織簡單，有效防止層間污染；②充分利用瀝青粘結(jié)層預(yù)熱，降低能耗并壓實薄膜耗層，節(jié)約能源，確保碾壓質(zhì)量；③施工時無須使用粘層油，既解決了污染問題又降低了投資成本；④表面施工質(zhì)量好，有利于減少層間空隙率，增強道路抗變形能力，延長道路使用年限。

(4)路面壓實。路面壓實是瀝青混合料施工控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在攤鋪工作完成后進(jìn)行壓實。

施工過程中必須配備噸位充足的壓實設(shè)備，在選擇壓路機時優(yōu)先選用雙輪振動壓路機。壓實環(huán)節(jié)主要分為初壓、復(fù)壓和終壓3個步驟：攤鋪工作完成后直接進(jìn)行初壓，一般先進(jìn)行振動擠壓，然后利用6～8 t雙輪壓路機緩慢碾壓2～3遍，并認(rèn)真檢查路面的平整度和路拱，發(fā)現(xiàn)問題時及時糾正處理；復(fù)壓也是壓實的重要一環(huán)，直接決定了材料的穩(wěn)定成形狀況，在保證高溫條件下路面初壓后及時進(jìn)行復(fù)壓，方式與初壓一樣，只是雙輪壓路機的碾壓次數(shù)應(yīng)≥6次；終壓主要是保證面層平整度良好，消除路面缺陷和輪跡。另外，在碾壓過程中必須始終維持高溫(≥90 ℃)直至終壓結(jié)束，但是也不宜過高，一般≤140 ℃。

2 工程實例

2.1 工程概況

以來賓至都安高速公路項目為工程實例，該路段總長52 km，公路上面層、中面層用料分別選用ACC細(xì)粒式和AC-16C中粒式改性瀝青混凝土，厚度分別為4.5 cm和6.2 cm。

2.2 雙層攤鋪施工技術(shù)

2.2.1 瀝青混合料的拌和

雙層攤鋪施工時需要使用兩種不同的瀝青混合料，該工程利用兩臺拌和機同時進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)和上、中面層攤鋪施工，其拌和方式與普通瀝青基本一致。

2.2.2 攤鋪技術(shù)要點

本工程選用雙層攤鋪機進(jìn)行瀝青混合料攤鋪施工，該攤鋪機主要包含兩個螺旋布料機、兩個熨平板、兩個混合料斗和兩個運輸裝置。雙層攤鋪機所攜帶的熨平板與普通攤鋪機相同，行進(jìn)后能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)，并且可以用作平衡裝置；攤鋪機中的物料運轉(zhuǎn)車可以交替運轉(zhuǎn)瀝青混合料，具有較高的運轉(zhuǎn)效率。施工準(zhǔn)備時，先調(diào)節(jié)燙平板使其高度和仰角符合施工要求，經(jīng)過一段路面的試驗檢驗，以保證后續(xù)的順利攤鋪。攤鋪作業(yè)要均勻緩慢，充分考慮供料速度和攤鋪質(zhì)量，合理控制攤鋪機行進(jìn)速度。

根據(jù)運料車和拌和機的供料速度、攤鋪寬度與厚度準(zhǔn)確計算出最大施工速度，并且保證攤鋪作業(yè)的連續(xù)施工。然而，攤鋪施工也不宜過快，速度過快會降低螺旋布料器的施工效率，甚至出現(xiàn)材料離析或分布不均等問題。攤鋪時不得隨意暫停施工或改變攤鋪機行走速度。

2.2.3 碾壓技術(shù)要點

碾壓施工前，結(jié)合工程實際情況合理選擇碾壓設(shè)備。該工程選用的壓路機、灑水車規(guī)格型號和數(shù)量如表2所示。

表2 碾壓設(shè)備規(guī)格型號表

為確保碾壓施工質(zhì)量，必須對初壓、復(fù)壓和終壓采取有效的控制措施。攤鋪完成后及時進(jìn)行碾壓，碾壓時攤鋪路段應(yīng)達(dá)到100～150 m。初壓時利用1臺4 t重小型壓路機就能滿足要求，一般往返靜壓兩遍；復(fù)壓時利用3臺10 t重振動壓路機進(jìn)行碾壓施工，一般碾壓5～6遍，該過程中不得使用膠輪壓路機，這是因為膠輪碾壓會產(chǎn)生混合料粘輪問題；終壓時利用1臺12 t重壓路機進(jìn)行碾壓施工，控制碾壓次數(shù)為2～4遍，終壓時控制混合料溫度約為100 ℃。碾壓施工時，壓路機要保持勻速緩慢前進(jìn)，相鄰輪跡的重疊輪寬控制在1/2～1/3，攤鋪機前進(jìn)方向與壓路機驅(qū)動輪保持正對，從而有效防止混合料推移和上下層混料問題。碾壓過程中，為避免出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象，應(yīng)對鋼輪表面噴灑適量的水，噴灑水量也不宜過多，一般以混合料不粘輪為準(zhǔn)。當(dāng)天碾壓完成后，不得在未冷卻的路面上放置雜物以及設(shè)備，以防對路面造成污染。

2.2.4 碾壓速度控制

施工時必須保持?jǐn)備佀俣染徛鶆?，從而確保碾壓施工路面的平整度，以防出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象，一般控制攤鋪速度為2～5 m/min。針對上下層攤鋪厚度，具體控制技術(shù)如下：(1)在下臥層中合理鋪設(shè)一小塊鋁板，待下層鋪筑完工后且上層鋪筑開始前，把測簽插入鋁板中以便測試下層松鋪厚度；(2)在鋪筑好下層表面而未進(jìn)行壓實時，在下層表面內(nèi)鋪設(shè)一小塊鋁板，待上層混合料攤鋪完成后開挖鋁板處，對上層松鋪厚度進(jìn)行測量；(3)測量完成后，及時修復(fù)開挖處；(4)壓實瀝青路面以后，利用無損檢測法測試有鋁板鋪設(shè)部位的壓實度。

2.2.5 雙層攤鋪接縫

與傳統(tǒng)的施工方法相比，雙層攤鋪技術(shù)的攤鋪厚度較大，特別是接縫處很高，因此要最大限度地減少接縫的設(shè)置。具體施工時，應(yīng)盡量保證攤鋪寬度覆蓋路面全寬，若必須設(shè)置縱向接縫可以適當(dāng)調(diào)節(jié)熨平板上層的伸縮邊，保證上下瀝青層間存在一定接茬，接茬寬度一般控制在10 cm左右。

攤鋪機正式啟動時，經(jīng)常會出現(xiàn)一個厚度不同、寬度約為30 cm的縱向橫接縫，從而使施工復(fù)雜程度明顯提高[10]。對此，為了防止橫接縫的形成要盡量減少停機。此外，碾壓施工完成后，必須對瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)48 h后方可正式通車。

2.3 效果檢驗

該工程利用雙層攤鋪技術(shù)進(jìn)行瀝青路面施工，兩層瀝青間的同時碾壓、攤鋪施工，有效保證了瀝青混合料鑲嵌結(jié)構(gòu)的形成。經(jīng)取芯樣和抗剪試驗，表明雙層攤鋪技術(shù)確保了路面上下兩層的整體性，芯樣抗剪強度較高，符合規(guī)范設(shè)計要求。

3 結(jié)語

(1)本文研究了瀝青混合料雙層攤鋪技術(shù)，并以來賓至都安高速公路為實例項目探討了雙層攤鋪技術(shù)要點，該高速公路上面層、中面層用料分別選用ACC細(xì)粒式和AC-16C中粒式改性瀝青混凝土，厚度分別為4.5 cm和6.2 cm。

(2)該工程選用雙層攤鋪機進(jìn)行攤鋪施工，施工時應(yīng)保持?jǐn)備佀俣染徛鶆?，一般控制攤鋪速度?～5 m/min。為防止橫接縫的形成，攤鋪施工時應(yīng)盡量減少停機，施工完成后必須對瀝青混凝土路面養(yǎng)護(hù)48 h后方可正式通車。

(3)經(jīng)取芯樣和抗剪試驗，結(jié)果顯示雙層攤鋪技術(shù)可確保路面上下兩層的整體性，芯樣抗剪強度較高，符合技術(shù)規(guī)范要求。