雙層攤鋪在公路瀝青路面施工中的應(yīng)用

孟凡

（中海外交通建設(shè)集團有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引言

瀝青路面是當前公路工程，尤其是高等級公路工程最常用的路面類型。傳統(tǒng)單層攤鋪方法雖然施工比較簡單，對設(shè)備的要求較低，但存在容易造成污染、層間結(jié)合質(zhì)量受多種因素影響等弊端。而雙層攤鋪技術(shù)的應(yīng)用能從本質(zhì)上解決這些問題，對提高施工效率、減少施工成本和保證施工質(zhì)量都有重要作用。

1 傳統(tǒng)攤鋪方法存在的問題

傳統(tǒng)單層攤鋪的方法雖然應(yīng)用了很長時間，但由于該方法的自身特性，存在很多現(xiàn)實問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）可能造成較為嚴重的層間污染。采用傳統(tǒng)單層攤鋪的方法進行施工時，因工序銜接方面的問題，會使中、下面層混合料攤鋪完成后，不能立即對上層進行鋪筑，需等待一段時間才能鋪筑。由于長時間放置，所以容易產(chǎn)生污染，且清掃難度大，此外，瀝青混合料表面形成的瀝青在受到太陽光長時間照射后，會使黏附性降低，甚至失去黏結(jié)能力，即便補充黏層油，也會對層間黏結(jié)質(zhì)量造成影響，進而降低結(jié)構(gòu)層實際承載力，使表面層產(chǎn)生早期病害，如脫落、推移與車轍等[1]。

（2）采用傳統(tǒng)單層攤鋪的方法時需在已完成施工的路面采用人工實施多次去污與清掃，并灑布黏層油，這些工序不僅占用工期，而且還要消耗一定成本，據(jù)統(tǒng)計，這方面單價可以達到3.0元/m2。

（3）采用傳統(tǒng)單層攤鋪的方法時，因攤鋪厚度相對較小，以上面層為例，一般不超過4～5cm，如果上面層攤鋪施工是在氣溫較低的季節(jié)，則會使混合料攤鋪完成后快速降溫，無法保證碾壓質(zhì)量。在這種情況下，很容易引起各類早期病害，如車轍、滲水與坑槽。

（4）因單層攤鋪施工的攤鋪厚度比壓實機械自身最佳壓實厚度小很多，所以難免導致壓實機械壓實功浪費，現(xiàn)場機械設(shè)備實際工作強度較低。

2 雙層攤鋪的主要特點

雙層攤鋪實際上就是對配比有所不同的雙層瀝青混合料進行同時攤鋪，充分利用下層混合料余熱使上層混合料在溫度較高的情況下完成壓實。根據(jù)相關(guān)研究成果可知，在負荷較重的道路，采用雙層攤鋪的方法能增強混合料自身抵抗變形發(fā)生的能力，尤其是對改性瀝青而言，通過雙層攤鋪，能保證充分壓實，同時經(jīng)成本分析可知，在攤鋪面積達到1.24萬m2以上的情況下，采用雙層攤鋪法的施工造價將比傳統(tǒng)單層攤鋪法低[2]。

在雙層攤鋪過程中，對上下兩層進行同時攤鋪，下層混合料在攤鋪機作用下得到預壓實，且重型車輛不會對下層混合料造成碾壓。采用壓路機可一次性完成兩層結(jié)構(gòu)最終壓實，混合料中骨料最大粒徑在很大程度上決定了面層厚度，即結(jié)構(gòu)層總體厚度能否達到規(guī)范要求取決于集料最大粒徑。因我國瀝青路面相關(guān)施工規(guī)范大多采用單層鋪裝，所以上面層厚度通常在4cm以內(nèi)，而結(jié)合上面層功能要求，若在施工中引入特殊工藝方法來保證面層施工質(zhì)量，則可適當減小面層厚度。

雙層攤鋪方法主要具有以下幾點優(yōu)勢：其一，相較于傳統(tǒng)攤鋪方法，雙層攤鋪能簡化施工組織，防止瀝青層上產(chǎn)生壓痕，并能有效避免層間污染問題；其二，可最大限度利用黏結(jié)層余熱保證上層結(jié)構(gòu)充分碾壓，從而減少壓路機能耗，節(jié)省能源，能在相對較低的溫度條件下施工，減少氣候因素造成的影響與干擾；其三，節(jié)省大量黏層油，從根本上解決黏層油噴灑過程中可能造成的污染；其四，相較于傳統(tǒng)攤鋪方式，采用雙層攤鋪方法形成的路面具有更好的光滑度；其五，采用雙層攤鋪方法能極大地縮短攤鋪施工時間，保證工程工期；最后，采用雙層攤鋪方法能增強路面自身抵抗變形發(fā)生的能力，加強層間連接，改善路面空隙率，最終延長路面的使用壽命[3]。

3 雙層攤鋪技術(shù)的應(yīng)用

3.1 試驗段概況

某高速公路全長約99.196km，其路面共分為4個標段。試驗段路面結(jié)構(gòu)層次為（從上到下）：4cm厚SMA-13改性瀝青混凝土+6cm厚AC-20瀝青混凝土。本次試驗段施工的總里程為3km，試驗段面層總寬10.75m。為避免對原路面結(jié)構(gòu)造成影響，在試驗段施工中依然使用以上路面結(jié)構(gòu)層次。

3.2 試驗段施工

因雙層攤鋪需對級配有所不同的混合料進行同時攤鋪，所以要采用兩臺拌和站進行混合料拌和，同時對混合料的運輸、攤鋪、碾壓都提出了更加嚴格和明確的要求[4]。

（1）在拌和站方面，應(yīng)配備兩套，額定生產(chǎn)量都應(yīng)達到施工要求。在生產(chǎn)改性瀝青混凝土的過程中，可按照額定生產(chǎn)率的0.7倍進行計算。

（2）因雙層攤鋪施工要求不同混合料必須同時運輸?shù)綀觯詾楸阌诂F(xiàn)場組織，需對運輸車輛予以區(qū)分，同時在施工現(xiàn)場安排專人負責調(diào)配。

（3）雙層攤鋪由于對兩層同時進行攤鋪，所以對平整度的要求更加嚴格?；诖耍诂F(xiàn)場控制過程中，需對上層攤鋪機實施兩次找平。具體找平方法為：中面層借助平衡梁找平，而上面層則借助滑靴找平。此外對基層與下面層結(jié)構(gòu)的平整度也有很高要求[5]。

（4）對于壓實機械現(xiàn)場配置，因上面層采用SMA-13改性瀝青混凝土，所以不能采用膠輪式壓路機，并且壓路機行駛速度不能超出6km/h。在實際施工中，先借助14tCC624HF壓路機按照3km/h的速度連續(xù)初壓2遍，再借助DD146HF壓路機按照2.5km/h的速度連續(xù)振壓4遍，最后借助CC722壓路機按照3km/h的速度連續(xù)靜壓，直到完成收面壓實。

（5）對于下層混合料，其預壓實度不可隨意確定，一般情況下為90%左右。若下層混合料的初始壓實度過小，會使下層混合料攤鋪完成后無法保持穩(wěn)定，在上層攤鋪或碾壓施工時容易產(chǎn)生推移，而若下層混合料的初始壓實度過大，則初始形成的結(jié)構(gòu)層將對壓路機壓實作用產(chǎn)生一定程度的抗力，影響上下兩層共同壓實過程中結(jié)構(gòu)層中粒料錯動滑移，進而無法形成密實的結(jié)構(gòu)，難以達到預期的整體壓實度。

（6）因采用雙層攤鋪方法進行施工時攤鋪厚度遠大于采用傳統(tǒng)攤鋪方式，所以接縫高度往往很大，在這種情況下建議取消接縫與連接，即攤鋪寬度盡可能覆蓋整個路面寬度。若必須沿縱向進行接縫的設(shè)置，則可通過對上層熨平板伸縮邊的適當調(diào)整促使上下兩層攤鋪寬度錯茬不超過10cm，使前后攤鋪層之間的接縫部位實現(xiàn)錯縫搭接。從縱向角度看，上下熨平板存在一定間隔距離，為30cm左右，這種情況下攤鋪機啟動后難免產(chǎn)生一個縱向?qū)挾仍?0cm左右而厚度有一定差別的橫向接縫，該接縫的處理比采用傳統(tǒng)攤鋪方式形成的橫縫接頭困難很多。對此，施工中應(yīng)盡可能防止攤鋪機反復啟停，進而避免因此造成橫向接縫。另外，在既有構(gòu)造物數(shù)量較多的路段，應(yīng)使橋面的鋪裝層厚度盡可能和路面結(jié)構(gòu)層保持一致，這樣能省去橋頭處理環(huán)節(jié)。

（7）路面的雙層攤鋪和碾壓施工結(jié)束后，應(yīng)使路面自然冷卻36h以上才能開放路段的交通（具體冷卻時間要根據(jù)當時的氣溫情況確定，一般不能少于36h），如果在溫度較高的情況下直接開放路段的交通，則有可能導致路面產(chǎn)生明顯的變形。

3.3 施工結(jié)果

采用雙層攤鋪方法施工時可以使上下兩層結(jié)構(gòu)同時完成攤鋪與碾壓，所以在上下兩層結(jié)構(gòu)之間可以形成良好嵌擠結(jié)構(gòu)，使上下兩層結(jié)構(gòu)形成一個統(tǒng)一的整體，進而提供更大的抗剪強度，防止一系列早期病害的產(chǎn)生[6]。

路面結(jié)構(gòu)的滲水系數(shù)是衡量路面整體質(zhì)量的重要指標之一。對滲入到面層結(jié)構(gòu)中并長時間滯留在面層結(jié)構(gòu)中的水分，受到行車荷載與溫度連續(xù)作用后，可能導致集料上的瀝青膜不斷剝離，進而產(chǎn)生一系列早期病害，如坑洞、麻面、唧漿、網(wǎng)裂與松散等。對此，在本試驗段施工中也將該系數(shù)作為一項關(guān)鍵指標，采用傳統(tǒng)攤鋪方法和雙層攤鋪方法的路面滲水系數(shù)對比如表1所示。

表1 （續(xù)）

表1 傳統(tǒng)攤鋪方法與雙層攤鋪方法路面滲水系數(shù)對比

從表1數(shù)據(jù)可以看出，采用雙層攤鋪方法時，路面滲水系數(shù)比采用傳統(tǒng)單層攤鋪方法形成的路面小2，其原因為雙層攤鋪的同時對兩層結(jié)構(gòu)進行攤鋪，并在攤鋪的同時進行碾壓，能使兩層結(jié)構(gòu)形成一個整體，所有不同結(jié)構(gòu)之間的封水能力更好，可延長路面整體結(jié)構(gòu)使用壽命，防止由滲水造成的一系列病害問題發(fā)生[7]。

除滲水系數(shù)以外，在施工中還對路面整體密實度進行了檢測，采用傳統(tǒng)攤鋪方法和雙層攤鋪方法的路面密實度對比如表2所示。

表2 傳統(tǒng)攤鋪方法與雙層攤鋪方法上面層密實度對比

從表2數(shù)據(jù)可以看出，采用雙層攤鋪方法形成的路面其密實度更高，可更好地保證路面密實效果[8]。

4 結(jié)論

綜上所述，雙層攤鋪除了能改善結(jié)構(gòu)層之間的黏結(jié)性，還能起到縮短工程的工期、優(yōu)化整個路面結(jié)構(gòu)和減少施工成本等作用。通過試驗段施工，得出以下幾條結(jié)論：

（1）經(jīng)鉆芯取樣與滲水試驗可知，采用雙層攤鋪方法后，路面結(jié)構(gòu)層之間的黏結(jié)性與封水性更好，可有效保證路面整體質(zhì)量，避免各類早期病害的發(fā)生。

（2）經(jīng)現(xiàn)場壓實度實測可知，采用雙層攤鋪方法能大幅延長路面的碾壓時間，有更好的整體壓實效果。

（3）采用雙層攤鋪的方法能增強路面結(jié)構(gòu)抵抗變形發(fā)生的能力，在保證路面結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的同時，延長路面使用壽命，此外還能減少施工成本，發(fā)揮更顯著的經(jīng)濟效益會與社會效益。