高速公路路面作業(yè)過程中瀝青雙層攤鋪施工技術(shù)

周舟

（浙江數(shù)智交院科技股份有限公司，浙江 杭州 310010）

1 工程概況

本文以某高速公路建設(shè)工程作為研究案例，該項目的總長度設(shè)計為43.34km。公路結(jié)構(gòu)的上層材料設(shè)計的是細粒式改性瀝青混凝土SMA-13（4cm），中層材料設(shè)計的是中粒式改性瀝青混凝土AC-20（6cm），面層結(jié)構(gòu)的總厚度設(shè)計為10cm。

2 瀝青雙層攤鋪技術(shù)原理及優(yōu)勢

雙層攤鋪技術(shù)是指利用攤鋪機同時完成兩種不同材料配比混合料的攤鋪任務(wù)。站在施工成本角度進行分析，假若施工面積超過13000m2，那么雙層攤鋪技術(shù)的成本相對較低。相對于傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)而言，雙層攤鋪技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

第一，雙層攤鋪技術(shù)可以簡化施工流程，可以保證運料車不會碾壓瀝青面層，避免瀝青路面受到污染。

第三，雙層攤鋪技術(shù)節(jié)省黏層油的用量，同時可以保證黏層油灑布過程中不會受到污染。

第四，基于雙層攤鋪技術(shù)下完成的瀝青路面，表面更為整潔。

第五，有效縮短施工工期，降低施工單位面臨的工期壓力。

第六，雙層攤鋪技術(shù)可以提高路面的抗變形性能，保持各個結(jié)構(gòu)層之間的緊密性，在一定程度上延長公路的使用壽命。

第七，強化接縫部位的連接強度。傳統(tǒng)型的攤鋪機都是現(xiàn)場配備多臺設(shè)備同時進行攤鋪，但是接縫部位連接不密實，這種施工方式容易出現(xiàn)骨料離析現(xiàn)象，進而導致裂縫出現(xiàn)。水穩(wěn)層鋪設(shè)的厚度、寬度比較大，雙層攤鋪方式都是一次性碾壓作業(yè)，這樣可以保證基層部位形成良好的板體結(jié)構(gòu)。相較之傳統(tǒng)的分層攤鋪作業(yè)而言，雙層攤鋪施工技術(shù)的抗拉伸、抗沖擊強度都有明顯的提升，所以可以有效規(guī)避路面下沉、龜裂等質(zhì)量缺陷，其對于路面質(zhì)量有巨大的提升作用。

第八，降低離析現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。雙層攤鋪施工技術(shù)能夠在攤鋪碎石基層的過程中直接加大輸料規(guī)模、降低螺旋轉(zhuǎn)速、延長螺旋的直徑、擴大輸料的寬度、降低布料機的轉(zhuǎn)速，保證輸料過程中不會出現(xiàn)橫向離析現(xiàn)象。

此外，可以結(jié)合實際攤鋪的情況在齒輪箱附近加裝可調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)葉片，完成優(yōu)化措施以后，攤鋪機可以根據(jù)攤鋪的厚度自動改變?nèi)~片的數(shù)據(jù)及轉(zhuǎn)動的角度，促使布料均勻充分，這樣可以有效保證混合料不會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，且攤鋪作業(yè)完成以后的平整度也可以得到保障。

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3 施工要點分析

3.1 拌和

采用雙層攤鋪技術(shù)時，應(yīng)將兩種級配不同的混合料同時進行攤鋪，即上面層與中面層同時進行攤鋪作業(yè)。施工單位需要配備2 臺攪拌設(shè)備，同時開展混合料攪拌作業(yè)，雖然施工工藝存在差異性，但是原材料的配比與常規(guī)性工藝使用的原材料完全相同。實際施工中，施工單位需要配備2 臺拌和設(shè)備，拌和設(shè)備的生產(chǎn)效率為210t/h。改性瀝青混合料的實際生產(chǎn)量按照額定生產(chǎn)率的70%進行計算，所以每臺拌和設(shè)備的實際生產(chǎn)量應(yīng)該為147t/h，達到此類生產(chǎn)能力才可以滿足實際攤鋪作業(yè)對于原材料的需求。

3.2 攤鋪

3.2.1 正式攤鋪之前的準備工作。第一，攤鋪作業(yè)進行之前，應(yīng)該結(jié)合施工要求對下面層的平整度、壓實度進行檢驗。第二，因同時攤鋪2 種不同的混合料，所以需要配備2 臺拌和設(shè)備?；旌狭蠑備佒?，應(yīng)該精準估算出結(jié)構(gòu)層所需的攤鋪量，由此確定出拌和量，必須保證混合料的拌和量與實際需求量一致。第三，雙層攤鋪作業(yè)之前，預熱熨平板。攤鋪作業(yè)前幾個小時，需要對熨平設(shè)備進行預熱，當熨平板的溫度不低于100℃時，可以開始進行攤鋪作業(yè)。

3.2.2 采用雙層攤鋪機進行施工時，攤鋪機的結(jié)構(gòu)組件主要包括2 個運料裝置、2 個熨平板、2 個料斗和2 個布料器。雙層攤鋪機內(nèi)置的熨平板設(shè)計有調(diào)節(jié)功能，攤鋪混合料的過程中可以將熨平板作為平衡設(shè)備。除此之外，雙層攤鋪機還額外加裝了1 個物料運轉(zhuǎn)構(gòu)件，使其可以交替運輸不同類型的瀝青混合料。

3.2.3 在正式攤鋪作業(yè)前，施工人員需先調(diào)節(jié)熨平板的技術(shù)參數(shù)，保證熨平板的角度、高度符合設(shè)計要求。攤鋪過程中，假若發(fā)現(xiàn)混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，那么施工人員應(yīng)暫停攤鋪作業(yè)，對混合料進行處理。通過試驗段確定瀝青路面的碾壓次數(shù)。在碾壓過程中，壓路機盡量避免緊急制動，不得出現(xiàn)突然性轉(zhuǎn)向，以此提高瀝青路面的施工質(zhì)量[1-2]。

3.3 壓實

瀝青路面碾壓前，要根據(jù)項目的實際情況合理安排碾壓設(shè)備。雙層攤鋪技術(shù)下的碾壓作業(yè)與傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)的碾壓方式差異不大，都需要經(jīng)過3 個碾壓階段：首先，初壓階段。使用4t 壓路機進行碾壓，碾壓次數(shù)2～3 次即可。其次，復壓階段。施工單位提前準備3 臺壓路機，壓路機的規(guī)格為10t，單次碾壓的次數(shù)控制在5～6 次。最后，終壓階段。目的是消除輪跡，只需要配備1 臺12t 壓路機即可，碾壓次數(shù)為2～4 次。壓路機運行過程中不得出現(xiàn)緊急制動。若瀝青混合料的溫度比較低，不宜重復碾壓，可能導致混合料中的粗集料破碎。攤鋪作業(yè)及碾壓作業(yè)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷應(yīng)該立即進行修補處理。

壓路機碾壓過程中不得出現(xiàn)混合料推移現(xiàn)象。若使用鋼輪壓路機進行碾壓，則應(yīng)適當灑水，避免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。

3.4 接縫處理

實際施工中，應(yīng)用雙層攤鋪技術(shù)攤鋪的瀝青層較厚，應(yīng)盡量避免設(shè)置接縫，一次攤鋪成型。若必須設(shè)置縱向接縫，則應(yīng)該提前對熨平板進行調(diào)節(jié)。若攤鋪過程中中斷攤鋪持續(xù)的時間＞2h，則應(yīng)在攤鋪的尾端做好接茬工作。攤鋪之前，項目經(jīng)理根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑募夹g(shù)指標確定合理的松鋪系數(shù)，以保證成型的瀝青路面厚度滿足設(shè)計要求。若出現(xiàn)縱向冷接縫時，在攤鋪作業(yè)前應(yīng)該將斜向部位鏟除。將鏟除斷面設(shè)置為垂直面，在垂直面涂刷乳化瀝青，重新攤鋪新料。攤鋪完成后將多余的料鏟除，再次進行碾壓作業(yè)。

3.5 養(yǎng)護

當以上施工工序全部完成以后，施工人員應(yīng)該對瀝青路面進行取芯檢測，對瀝青路面的壓實度進行檢測，若檢測不合格則需要作返工處理。當檢測合格以后則可以進行養(yǎng)護作業(yè)，養(yǎng)護的時間控制為7d。將塑料薄膜覆蓋在瀝青路面表面，并灑水進行養(yǎng)護。養(yǎng)護過程中確保瀝青路面始終處于濕潤狀態(tài)，保證瀝青路面的施工質(zhì)量。

3.6 瀝青路面雙層攤鋪施工質(zhì)量檢測

實際施工中，項目采用的是雙層攤鋪技術(shù)，同時進行中面層和上面層部位瀝青混合料的攤鋪，可以有效提升骨料之間的嵌擠效果。施工完成后取芯檢測發(fā)現(xiàn)中面層、上面層的質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求，達到了預期的施工效果。

檢測瀝青路面滲水系數(shù)。若瀝青路面碾壓不密實，會使積水順著縫隙進入路面結(jié)構(gòu)中，在長時間的行車荷載影響下，會導致瀝青面層出現(xiàn)離析現(xiàn)象，在未得到及時處理的情況下，瀝青路面會出現(xiàn)開裂。具體情況如表1 所示。

由表1 可知，雙層攤鋪技術(shù)的滲水系數(shù)相對較小，主要是因為雙層攤鋪技術(shù)同時攤鋪上下面層，促使上下層形成一個整體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)層的封水效果比較強。

表1 傳統(tǒng)攤鋪和雙層攤鋪滲水系數(shù)檢測

兩種不同的攤鋪工藝的對比結(jié)果如表2 所示。

由表2 可以發(fā)現(xiàn)，采用雙層攤鋪技術(shù)進行施工上面層的空隙率比較低，路面的密實度非常高，施工質(zhì)量符合設(shè)計及規(guī)范要求。

表2 傳統(tǒng)攤鋪和雙層攤鋪上面層密實度檢測

3.7 雙層攤鋪機作業(yè)過程控制

攤鋪作業(yè)前幾個小時，需要對熨平設(shè)備進行預熱，當熨平板的溫度不低于100℃時可以開始進行攤鋪作業(yè)。準備充足的燃料，保證攤鋪機能夠連續(xù)攤鋪作業(yè)。攤鋪過程中保證熨平板不會出現(xiàn)突然下沉現(xiàn)象，攤鋪機重新啟動以后，攤鋪面形成凹陷性會在一定程度上影響路面的平整度。

施工現(xiàn)場需派專人負責指揮運料車有序卸料，上面層混合料、中面層混合料運輸車應(yīng)該分列排序，在車廂比較明顯的部位作出標記，避免出現(xiàn)混料現(xiàn)象。攤鋪之前施工現(xiàn)場至少停駐5 輛運料車處于等待狀態(tài)，以保證攤鋪作業(yè)的連續(xù)性。

雙層攤鋪機運行的速度保持在2m/min。攤鋪過程中，攤鋪機不得隨意轉(zhuǎn)變攤鋪方向，切忌緊急制動，運輸車應(yīng)將擋位掛至空擋，依靠攤鋪機推動不斷向前行駛。中面層的攤鋪厚度為7cm，上面層的攤鋪厚度為3cm，布料機距離攤鋪面分別為30cm、15cm。將前料門的開口度與最大粒徑進行匹配，促使布料器內(nèi)的混合料高度保持一致，混合料在布料器中的高度保持在2/3 以上。

上面層與中面層全部使用非接觸式平衡梁控制攤鋪厚度，其中中面層的基準梁長度為8m，上面層的基準梁長度為2m，攤鋪作業(yè)之前各配備1 套。攤鋪過程中，設(shè)置專人負責清理履帶前側(cè)的雜料，且應(yīng)該委派專人負責看護傳感器，避免損毀。

攤鋪作業(yè)開始以后，管理人員先指揮卸除上面層的混合料，將運輸車內(nèi)的混合料卸至料斗內(nèi)，然后卸載中面層混合料，將中面層混合料卸載至下料口內(nèi)，料斗裝滿以后開始攤鋪。先啟動中面層的布料機，然后啟動上面層的布料機，保證混合料攤鋪均勻，完成兩層同時攤鋪。當料斗內(nèi)的混合料不足1/3 時，將料斗一次裝滿，然后繼續(xù)攤鋪，攤鋪機運行速度控制在2m/min。

攤鋪作業(yè)開始的初期階段，可以適當加大攤鋪厚度的檢測頻率。在實踐時，檢測人員應(yīng)該先檢測中面層的攤鋪厚度及橫坡等內(nèi)容，一旦不符合設(shè)計要求，則需要立即進行整改。調(diào)整完成以后不得隨意更改，然后檢查第二層的攤鋪厚度。若中面層的熨平板提高以后，那么管理人員應(yīng)該通過手動的方式調(diào)整攤鋪機的仰角，同時對熨平板的角度進行調(diào)整，保證總攤鋪厚度、上面層的攤鋪厚度符合設(shè)計要求。手動調(diào)整應(yīng)控制在10m 范圍內(nèi)，攤鋪機自動控制系統(tǒng)會自動調(diào)整仰角。

壓路機緊隨攤鋪機進行碾壓作業(yè)，壓路機按照梯隊形式分布，層次明確。首次碾壓選擇使用鋼輪壓路機，壓路機移動的速度控制在25～33m/min，按照由外向內(nèi)的順序進行碾壓，碾壓2 遍；復壓選擇使用30t的膠輪壓路機，碾壓的速度保持在58～75m/min，碾壓按照由中心向兩側(cè)的順序；然后使用雙鋼輪壓路機進行碾壓，碾壓的速度保持在66～83m/min，碾壓次數(shù)為2 遍；最后使用雙鋼輪壓路機進行碾壓，碾壓速度為33～50m/min，碾壓2 遍即可。

4 結(jié)語

綜上所述，在高速公路建設(shè)工程中，應(yīng)用雙層攤鋪技術(shù)可以有效提高面層的施工質(zhì)量，縮短施工工期，降低施工單位的施工成本。經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，各項質(zhì)量控制指標均符合設(shè)計要求。整體而言，采用雙層攤鋪技術(shù)進行施工可以取得良好的經(jīng)濟效益與社會效益。