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(shì)，車輛對(duì)公路路面的破壞程度也不斷加劇，因而對(duì)路面整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(shí)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(shí)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(duì)上、下兩層同時(shí)進(jìn)行攤鋪和碾壓，可以節(jié)約50%的施工時(shí)間，并且節(jié)省處理層間及施作粘層間的處理時(shí)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(zhǎng)壓實(shí)時(shí)間，達(dá)到良好的密實(shí)效果，更加充分地發(fā)揮瀝青的潤(rùn)滑作用。因此，本文以來賓至都安高速公路為實(shí)例項(xiàng)目研究瀝青混合料雙層攤鋪施工的技術(shù)工藝和要點(diǎn)。

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?、攤鋪和碾壓后形成的路面[7]。在瀝青路面使用過程中經(jīng)常會(huì)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(zhǎng)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(jí)路面

(b)高級(jí)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(cè)和整體驗(yàn)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(jī)、壓路機(jī)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(qiáng)度要求，細(xì)集料要符合有關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求，粗細(xì)集料均要求干燥清潔無雜質(zhì)。實(shí)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(duì)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(jì)時(shí)必須考慮混合料拌和時(shí)間、拌和溫度，以保證其各項(xiàng)參數(shù)符合攤鋪要求。配合比設(shè)計(jì)后要進(jìn)行檢驗(yàn)，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(duì)瀝青混合料的運(yùn)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(jī)，為保證施工質(zhì)量要選擇質(zhì)量合格、運(yùn)行良好的設(shè)備。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)要及時(shí)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(shí)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(zhǎng)、薄層散熱快、機(jī)械效率低、層間污染大和層間粘層油費(fèi)用高等缺點(diǎn)，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(shì)主要體現(xiàn)在[9]：①施工組織簡(jiǎn)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(shí)薄膜耗層，節(jié)約能源，確保碾壓質(zhì)量；③施工時(shí)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(qiáng)道路抗變形能力，延長(zhǎng)道路使用年限。

(4)路面壓實(shí)。路面壓實(shí)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(shí)。

施工過程中必須配備噸位充足的壓實(shí)設(shè)備，在選擇壓路機(jī)時(shí)優(yōu)先選用雙輪振動(dòng)壓路機(jī)。壓實(shí)環(huán)節(jié)主要分為初壓、復(fù)壓和終壓3個(gè)步驟：攤鋪工作完成后直接進(jìn)行初壓，一般先進(jìn)行振動(dòng)擠壓，然后利用6～8 t雙輪壓路機(jī)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(shí)及時(shí)糾正處理；復(fù)壓也是壓實(shí)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(shí)進(jìn)行復(fù)壓，方式與初壓一樣，只是雙輪壓路機(jī)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(shí)例

2.1 工程概況

以來賓至都安高速公路項(xiàng)目為工程實(shí)例，該路段總長(zhǎng)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(shí)需要使用兩種不同的瀝青混合料，該工程利用兩臺(tái)拌和機(jī)同時(shí)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(diǎn)

本工程選用雙層攤鋪機(jī)進(jìn)行瀝青混合料攤鋪施工，該攤鋪機(jī)主要包含兩個(gè)螺旋布料機(jī)、兩個(gè)熨平板、兩個(gè)混合料斗和兩個(gè)運(yùn)輸裝置。雙層攤鋪機(jī)所攜帶的熨平板與普通攤鋪機(jī)相同，行進(jìn)后能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且可以用作平衡裝置；攤鋪機(jī)中的物料運(yùn)轉(zhuǎn)車可以交替運(yùn)轉(zhuǎn)瀝青混合料，具有較高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。施工準(zhǔn)備時(shí)，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(yàn)檢驗(yàn)，以保證后續(xù)的順利攤鋪。攤鋪?zhàn)鳂I(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(jī)行進(jìn)速度。

根據(jù)運(yùn)料車和拌和機(jī)的供料速度、攤鋪寬度與厚度準(zhǔn)確計(jì)算出最大施工速度，并且保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)施工。然而，攤鋪施工也不宜過快，速度過快會(huì)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(shí)不得隨意暫停施工或改變攤鋪機(jī)行走速度。

2.2.3 碾壓技術(shù)要點(diǎn)

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

表2 碾壓設(shè)備規(guī)格型號(hào)表

為確保碾壓施工質(zhì)量，必須對(duì)初壓、復(fù)壓和終壓采取有效的控制措施。攤鋪完成后及時(shí)進(jìn)行碾壓，碾壓時(shí)攤鋪路段應(yīng)達(dá)到100～150 m。初壓時(shí)利用1臺(tái)4 t重小型壓路機(jī)就能滿足要求，一般往返靜壓兩遍；復(fù)壓時(shí)利用3臺(tái)10 t重振動(dòng)壓路機(jī)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(jī)，這是因?yàn)槟z輪碾壓會(huì)產(chǎn)生混合料粘輪問題；終壓時(shí)利用1臺(tái)12 t重壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，控制碾壓次數(shù)為2～4遍，終壓時(shí)控制混合料溫度約為100 ℃。碾壓施工時(shí)，壓路機(jī)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(jī)前進(jìn)方向與壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪保持正對(duì)，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(duì)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(duì)路面造成污染。

2.2.4 碾壓速度控制

施工時(shí)必須保持?jǐn)備佀俣染徛鶆颍瑥亩_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(duì)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(cè)簽插入鋁板中以便測(cè)試下層松鋪厚度；(2)在鋪筑好下層表面而未進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，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(duì)上層松鋪厚度進(jìn)行測(cè)量；(3)測(cè)量完成后，及時(shí)修復(fù)開挖處；(4)壓實(shí)瀝青路面以后，利用無損檢測(cè)法測(cè)試有鋁板鋪設(shè)部位的壓實(shí)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(shí)，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(jī)正式啟動(dòng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(duì)此，為了防止橫接縫的形成要盡量減少停機(jī)。此外，碾壓施工完成后，必須對(duì)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(yàn)

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(shí)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(yàn)，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(qiáng)度較高，符合規(guī)范設(shè)計(jì)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(shí)例項(xiàng)目探討了雙層攤鋪技術(shù)要點(diǎn)，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(jī)進(jìn)行攤鋪施工，施工時(shí)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(shí)應(yīng)盡量減少停機(jī)，施工完成后必須對(duì)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(yàn)，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(qiáng)度較高，符合技術(shù)規(guī)范要求。