高速公路寬幅瀝青路面施工質量綜合管控技術

孟凡冰

(中鐵十六局集團第三工程有限公司，浙江 湖州 313000)

1 工程概況

杭州繞城西復線湖州段聯(lián)絡線段始于浙江省湖州市德清縣北部康乾街道戴家附近，與杭寧高速設武康樞紐相接，與杭州繞城高速公路西復線湖州段擴容起點順接，起點樁號LK0+000，終于浙江省湖州市德清縣東部禹越鎮(zhèn)，在練杭高速德清服務區(qū)設新市樞紐溝通練杭高速，并與規(guī)劃聯(lián)絡線嘉興段順接，終點樁號LK24+666.620，主線全長約24.667 km。

主線路面采用雙向六車道高速公路標準，設計速度為100 km/h，路基標準寬度為33.5 m；主線路面結構組成：4 cm厚SMA-13細粒式改性瀝青混合料表面層+6 cm厚SUP-20中粒式改性瀝青混合料面層+8 cm厚SUP-25粗粒式瀝青混合料下面層，瀝青混合料總量約366 000 t，其中含SMA瀝青混合料約100 000 t。

2 嚴格原材料質量管控、集料自采加工

2.1 優(yōu)質選材，嚴控母料品質

瀝青混合料質量的關鍵是集料的質量，從母料質量來把控集料加工質量就是從源頭上管控瀝青混合料的質量。母料主要來源于路塹大開挖路段巖石，碎石加工前，對自采母料進行嚴格的巖性檢測、篩選和分揀，優(yōu)選合格母料源，石灰?guī)r為中下面層母料，并采用三道分揀的方式層層篩選母料，保證母料材質合格規(guī)范、質地潔凈均勻。為破解集料短缺、外購質量不穩(wěn)定等難題，推廣采用路面碎石自加工，從源頭控制加工材料的進場質量，保證成品質量的均勻性和穩(wěn)定性。

2.2 優(yōu)化加工方式、嚴控集料成品質量

基于項目實際需求，科學規(guī)劃碎石加工場，并考慮產能、整形效果等要素，增補、改進碎石加工設備，最終形成“43211”生產工藝流程進行加工生產，即“4處除塵、3級破碎、2級篩分、1次整形、1個中轉倉”，保障綜合產能和整形效果，確保碎石加工品質優(yōu)良。

一是在振動篩及整形機下方安裝4套大功率粉塵吸收裝置，減少集料粉塵含量；二是為提升集料的破碎質量，在常規(guī)的二次破碎加工基礎上增加單缸液壓圓錐破；三是在喂料口下方采用棒式給料機篩除5 cm以下細料及扁平狀石料，并在中轉倉處設置振篩篩除初破時產生的3 cm以下細料；四是對整形機進行“由小改大”，選用大型整形機，將大小集料都整形為顆粒狀；五是增設中轉倉，確保一破后單缸液壓圓錐破加工處于持續(xù)充盈狀態(tài)。同時，創(chuàng)新性采用自動皮帶傳輸，將成品碎石均勻輸送到對應倉位，減少鏟車轉運次數(shù)，大幅提高工作效率，提升運輸安全性和便捷度，減少揚塵和地面污染。經多次優(yōu)化形成匹配度較高的成套破碎整形生產線。

3 瀝青路面設備選配

3.1 瀝青混合料拌和站建設

瀝青拌和站的建設采用環(huán)保型瀝青拌和站、封閉料倉、沉淀池、洗車池、視頻監(jiān)控、智能監(jiān)控的標準建站。

3.2 瀝青混合料拌和站

熱拌瀝青混合料拌和設備選擇瑪連尼5000型間歇式瀝青拌和站，能夠自動控制性能。理論產能400 t/h、6個冷料倉、6個熱貯倉、總貯量140 t。6個瀝青罐、總儲存量270 t。2個礦粉罐、總儲存量150 t，并且安裝物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。拌和站上料速度340 t/h，拌和數(shù)量4.8 t/盤，干拌時間5～7 s，濕拌時間27～30 s，加料時間16～20 s，卸料時間5～8 s，整個攪拌周期時間控制在48～57 s，瀝青加熱溫度控制在150℃～160℃。

3.3 瀝青混合料攪拌環(huán)保設備

符合環(huán)保要求的瑪連尼5000瀝青拌和站采用天然氣代替重油來加熱石料、瀝青等。在瀝青拌和站原有的環(huán)保設施上增加一套除煙環(huán)保設備，主要由噴淋塔和等離子光氧一體機組成，便于煙氣收集和處理；在原有的布袋除塵基礎上增加一套脈沖除塵設備，主要用于冷料倉、皮帶和廢料倉的除塵。

3.4 瀝青灑布車、瀝青碎石同步封層撒布車

改性乳化瀝青+碎石下封層、透層的瀝青碎石同步撒布，采用DGL530TFC-T424瀝青碎石同步封層車，瀝青碎石同步撒布寬度3～7 m，中、上面層的粘層采用MT5085GLQP智能瀝青灑布車，瀝青撒布寬度3～6 m。針對下封層和橋面防水粘結層，通過智能型同步碎石瀝青灑布車均勻灑布瀝青和集料，保證碎石覆蓋率超過70%，不可重疊，安排人員掃清多余料。

3.5 瀝青攤鋪及壓實設備

高速公路寬幅瀝青路面施工主題是“配比合理、級配穩(wěn)定、攤鋪均勻、壓實充分”。使用2臺福格勒2100-3 L瀝青攤鋪機開展下面層、中面層瀝青混合料攤鋪施工，且增設防離析鏈條和橡膠擋板，6臺13 t的BW203-AD-4雙鋼輪壓路機，5臺30 t的XP303膠輪壓路機進行下面層、中面層瀝青混合料的碾壓，2臺寶馬格小型壓路機對瀝青混合料的左右兩側邊沿進行壓實，應用1臺超大型沃爾沃9820瀝青攤鋪機全幅攤鋪上面層，使用7臺13 t的BW203-AD-4雙鋼輪壓路機進行上面層瀝青路面壓實。

3.6 瀝青混合料運輸設備

采用15臺30 t的6面保溫環(huán)保車況良好的自卸車進行運輸，為了降低瀝青混合料運輸過程中溫度的散失，在運料車的側面、尾部里面填充石棉等保溫材料加焊鐵皮包封，運輸時增加雙層保溫防塵蓬布，防止混合料溫度散失過快。在攤鋪時也要使用篷布覆蓋運料車。

車輛在裝料過程中運料車平穩(wěn)移動，車輛應前后移動進行分層裝料，至少移動3次。從源頭降低混合料離析現(xiàn)象，測溫員使用熱電偶溫度計插入測溫孔15 cm處檢測出廠溫度。瀝青混合料到場溫度應處于175℃以上，運料車距離攤鋪機10～30 cm，禁止相互觸碰。運輸自卸車的臺數(shù)應與攤鋪機的攤鋪速度相匹配，必須保證瀝青混合料運送的及時性，且至少要有5～6車瀝青混合料。

4 瀝青混合料的攤鋪

4.1 瀝青混合料面層施工

4.1.1 松鋪系數(shù)及厚度控制

初步設計的松鋪系數(shù)為1.2，瀝青混合料攤鋪前按相應里程樁號測量水穩(wěn)基層頂面標高，再測出松鋪以后及壓實以后的標高，每個區(qū)檢測5個斷面，每個斷面測4個點，總共40個點。通過計算得出松鋪系數(shù)為1.2。根據(jù)高程測量，沿兩側設置鋼絲，兩臺攤鋪機的中間通過鋁合金梁管控標高和平整度，根據(jù)松鋪系數(shù)確定導向控制線高度，掛好導向控制線，采用扭繞式鋼絲，直徑≥6 mm,且鋼絲拉力>1 000 N，每10 m設一鋼絲支架。

攤鋪全程中，安排人員加強對鋪筑厚度和外觀質量的檢查，在檢測松鋪厚度指標時，沿攤鋪機熨平板的寬度方向分內、中、外三個測點，隨著設備的前進，在1 m內測定3個厚度值，其平均值即為該處的鋪層厚度[1]。在攤鋪初始時期，連續(xù)性地檢測厚度，直到其趨向穩(wěn)定且滿足要求為止。在進入穩(wěn)定攤鋪作業(yè)階段后，最好按照每間隔20 m的樁號檢測一次厚度，并完成記錄結果。如果松鋪層厚度偏差過大并出現(xiàn)向某一方向(正向或負向)增大的趨勢時，立即調整厚度，調整不得過快，做到平緩過度，通常以攤鋪機行走4～5 m。

4.1.2 瀝青混合料下面層、中面層攤鋪

使用2臺福格勒2100-3 L攤鋪機階梯攤鋪瀝青混合料，攤鋪機相距5～10 m，攤鋪搭接寬度為5～10 cm，兩臺攤鋪機型號和性能基本相同，攤鋪過程中攤鋪機前后間距控制在8 m，為確保路面平整度同時保證連續(xù)攤鋪，攤鋪速度在1.5～1.6 m/min。兩側設置鋼絲來準確控制高程。距離中央分隔帶一側，在左邊設置鋼絲，在右邊則設置鋁合金導梁控制攤鋪層橫坡；后面攤鋪機右側設置鋼絲，左側用攤鋪過的層面來控制高程。

攤鋪之前，再次核實熨平板拉線，并提早0.5～1 h將熨平板預熱到100℃以上。兩臺攤鋪機振搗頻率一致為33 Hz左右，振幅0.4～0.6 mm；夯錘頻率放置4～5級，熨平板頻率控制在15～25 Hz，初始壓實度不小于85%，加強對松鋪厚度的檢測，如發(fā)現(xiàn)不滿足要求必須調整。

在攤鋪機正常運行中，嚴禁隨便更改攤鋪速度和振動頻率。攤鋪時，在攤鋪機前30 m范圍外安排技術人員檢查鋼絲繩的高度和松緊度，并檢測橫坡度、松鋪厚度和攤鋪溫度，攤鋪溫度不得小于135℃。

4.1.3 瀝青混合料下面層、中面層壓實

瀝青混合料下面層、中面層采用3臺13 t雙鋼輪振動壓路機、4臺30 t膠輪壓路機、1臺小型雙鋼輪壓路機壓實，正式開展作業(yè)之前需檢查設備，確保壓路機運行正常。

瀝青混合料下面層、中面層的初壓采用2臺雙鋼輪壓路機分別緊跟一臺攤鋪機，第1遍靜壓，振壓1遍，共2遍。復壓采用4臺膠輪壓分2組，分別緊跟一臺攤鋪機碾壓，共6遍。瀝青混合料輾壓時相鄰輾壓帶重疊膠輪1/2～1/3輪寬，鋼輪10～20 cm。為確保邊部壓實度以及內側路緣石免受壓壞的可能，采用小型寶馬壓路機對邊部進行碾壓作業(yè)，必須保證施工全幅路面的壓實度滿足要求。

4.2 接縫處理

1)縱向施工縫。瀝青混合料下面層、中面層的攤鋪采用2臺攤鋪機成梯隊聯(lián)合攤鋪方式的縱向接縫，使用松鋪斜接縫，以熱接縫形式進行跨接縫碾壓。在已攤鋪完成中預留10～20 cm寬不碾壓作為后高程基準面，其有約5～10 cm攤鋪層重疊，利用熱接縫形式來消除跨接縫碾壓過程中留下的接縫痕跡。上下層縱縫應錯開15 cm。瀝青混合料上面層使用1臺沃爾沃9820攤鋪機全幅進行攤鋪無縱向接縫。

2)橫向施工縫。瀝青混合料下面層、中面層采取平接縫，上面層橫向施工縫采取平接縫和接毛茬的方式，用3 m直尺縱向測量瀝青攤鋪前端的平整度，以瀝青攤鋪層與直尺縫隙為1.0 mm接觸處定出接縫位置，用切割機垂直切割齊后鏟除端部層后不足的部分，使接縫能成直角連接，及時將接縫鋸切時留下的殘余物沖洗干凈，并涂抹改性乳化瀝青。在開展作業(yè)之前的0.5～1 h，預熱熨平板到溫度不小于100℃，并預熱之前的壓實部位。通過鋼輪壓路機橫向碾壓，順序是從鋪好的路面跨縫移至新的面層，每次以20 cm為宜，直至全部移至新鋪面層上。相鄰兩幅及上下層的橫向接縫錯開1.5～2.0 m。瀝青路面上面層橫向施工縫設在距離橋梁伸縮縫至少20～25 m，保證伸縮縫兩邊路面表面具有平順性。

4.3 瀝青混合料上面層施工

4.3.1 瀝青混合料上面層攤鋪施工

瀝青混合料上面層攤鋪采用1臺全幅沃爾沃9820攤鋪機攤鋪，攤鋪厚度為4 cm，寬度為15 m，采用松鋪系數(shù)1.21，松鋪厚度為4.84 cm。設置攤鋪初始速度為2 m/min，松鋪厚度、橫坡等指標穩(wěn)定后則開始正常攤鋪，此時攤鋪速度為2.2 m/min。技術員注意檢測橫坡度、松鋪厚度和攤鋪溫度，控制攤鋪溫度不低于160℃。

4.3.2 瀝青混合料上面層混合料碾壓

采用7臺雙鋼輪振動壓路機，實施作業(yè)前檢查設備，確保其運轉均正常。于起步位置鋪油布，以及為鋼輪涂一薄層隔離劑或者防粘劑。將鋼輪噴水調整成霧狀，從而防止瀝青混合料溫度的下降速度過快。初壓使用雙鋼輪振動壓路機，前靜后振，碾壓2遍，碾壓速度2 km/h。復壓采用雙鋼輪振動壓路機，振動碾壓4遍，碾壓速度4 km/h。終壓采用雙鋼輪振動壓路機靜壓1遍，碾壓速度4 km/h。

4.3.3 碾壓質量控制

壓路機并列成梯隊進行碾壓，折返應呈梯形，壓路機從低向高、從外側向內側碾壓，最后碾壓路中心部分，全幅碾壓完為一遍。壓路機壓實混合料路面時，壓路機輪跡的重疊寬度≤20 cm，碾壓時驅動輪面向攤鋪機，瀝青混合料超過最低碾壓溫度時則停止，碾壓溫度應符合規(guī)范要求。初壓長度控制在20～30 m，復壓、終壓長度控制在50～80 m。碾壓過程中壓路機如有瀝青混合料粘輪可向碾壓輪噴灑含有隔離劑的水溶液。瀝青混合料碾壓過程中采用“瀝青混合料碾壓管控系統(tǒng)”對碾壓工作區(qū)的碾壓軌跡、碾壓溫度、碾壓速度及碾壓遍數(shù)進行實時監(jiān)控。

5 創(chuàng)新路面信息化管理模式

利用信息化管理加強對工程質量的監(jiān)管，實現(xiàn)各模塊數(shù)據(jù)的共享和互聯(lián)通，自動統(tǒng)計和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，對質量和安全問題提前預判并預警，使管理人員通過管控措施糾正，達到提升工程品質和管理效率的目的，為提升路面工程質量保障助力。

杭州繞城西復線湖州段聯(lián)絡線段瀝青拌和站生產7747盤，預警90盤，有效監(jiān)控混合料生產配比、質量指標波動等指標，確保生產穩(wěn)定。通過智慧系統(tǒng)，實時有效地對試驗檢測數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)計、分析、預警，以更好發(fā)揮試驗檢測對工程施工的指導作用，提升試驗檢測管理水平。

6 物聯(lián)網(wǎng)信息化控制、采集數(shù)據(jù)智能監(jiān)控

加強質量過程中的控制，運用物聯(lián)網(wǎng)架構的傳感技術和網(wǎng)絡傳導技術，從拌和開始，對各種原材料計量，拌和、運輸、攤鋪、碾壓過程中混合料溫度，攤鋪機、壓路機行走速度，壓路機碾壓軌跡和碾壓遍數(shù)等數(shù)據(jù)實時采集，一有偏差立即啟動分級預警，實現(xiàn)了工藝過程的智能監(jiān)控。

7 結束語

瀝青路面結構層除了需要承受各類車輛荷載作用之外，還要承受大自然中惡劣環(huán)境因素的作用，滿足人們出行乘駕安全、舒適，并且保證各種車輛在高速度行駛下應有的強度、剛度和良好的穩(wěn)定性。相關企業(yè)堅持以“以人為本、優(yōu)質耐久、安全舒適、社會認可”為宗旨，加強施工瀝青路面全方位綜合施工質量管控，將瀝青路面施工質量達到新的高度。

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