瀝青路面雙層鋪攤的施工和工藝特性

張 海 林

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

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瀝青路面雙層鋪攤的施工和工藝特性

張 海 林

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

分析了瀝青路面雙層鋪攤技術(shù)的工藝原理，結(jié)合工程實(shí)例，從施工準(zhǔn)備、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)等方面，介紹了雙層攤鋪的技術(shù)措施，指出雙層攤鋪技術(shù)有效減少了面層的瀝青用量，提高了路面的壓實(shí)度。

瀝青路面，雙層攤鋪技術(shù)，壓實(shí)度，混合料

瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路應(yīng)用最為廣泛的路面結(jié)構(gòu)形式。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路交通量增長(zhǎng)迅速，對(duì)路面的破壞越來(lái)越明顯，使得很多高速公路路面在尚未達(dá)到其設(shè)計(jì)使用年限時(shí)就需要進(jìn)行大、中修。通過(guò)采取有效措施提高道路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是對(duì)公路建設(shè)者提出的新要求。

在我國(guó)，傳統(tǒng)的瀝青路面修筑主要是采用單層鋪筑、單層碾壓成型的方式。兩臺(tái)攤鋪機(jī)將不同成分的瀝青上下層分層攤鋪，在各結(jié)構(gòu)層之間一般灑布粘層油，容易造成層間污染、粘層灑布不均勻等問(wèn)題，這都會(huì)對(duì)層間粘結(jié)質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，難以保證層間的連續(xù)接觸。很多路面投入使用后不久，就出現(xiàn)了坑洞、脫皮、鼓包等早期病害，影響路面性能的發(fā)揮和車(chē)輛通行安全。

在湖南瀏醴高速、陜西洛商高速公路建設(shè)中，雙層攤鋪機(jī)的成功應(yīng)用，有效實(shí)現(xiàn)瀝青路面的一次性雙層鋪筑，使得工期顯著縮短。與傳統(tǒng)鋪筑方式相比，新型的路面雙層攤鋪技術(shù)解決了傳統(tǒng)攤鋪層間易污染問(wèn)題，無(wú)需噴灑粘層油，且顯著提升路面結(jié)構(gòu)的層間粘結(jié)效果，抗剪度可提高60%左右。同時(shí)，施工中的油石比降低1%～2%，降低工程成本和縮短工期。工程實(shí)踐表明，采用雙層鋪攤工藝可優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)，提高路面壓實(shí)度和相對(duì)減少面層瀝青用量，有效延長(zhǎng)路面結(jié)構(gòu)層使用壽命，符合綠色施工的要求。

1 雙層攤鋪技術(shù)

傳統(tǒng)瀝青路面攤鋪采用的單層鋪筑、單層碾壓成型方式。研究表明，傳統(tǒng)方式存在著層間易污染、粘層灑布不均勻等問(wèn)題嚴(yán)重影響著層間粘結(jié)質(zhì)量，使得其難以形成層間接觸完全連續(xù)的體系。同時(shí)，施工中每層攤鋪厚度小，溫度流失過(guò)快，溫度離析引起局部混合料空隙偏大?？梢钥闯?，在層間粘結(jié)難以保證和混合料溫度離析沒(méi)有顯著改善的情況下，投入使用的瀝青路面極易出現(xiàn)早期病害。

雙層攤鋪工藝是兩層瀝青混合料通過(guò)采用“熱+熱”方式，經(jīng)過(guò)一道工序鋪筑(一次鋪攤和碾壓)后實(shí)現(xiàn)路面成型。在湖南瀏醴高速施工中，通過(guò)采用該技術(shù)，同步攤鋪了路面基層和磨耗層，兩層間的熱鋪可有效保證碾壓溫度，使得路面壓實(shí)度得到有效提升，可顯著降低路面早期病害。

在雙層攤鋪施工中，施工機(jī)組主要是雙層攤鋪機(jī)(一臺(tái))和履帶式聯(lián)合給料機(jī)(一臺(tái))，還有就是運(yùn)料車(chē)及壓路機(jī)組等。其中，雙層攤鋪機(jī)是最關(guān)鍵的施工設(shè)備，其是由兩套攤鋪機(jī)前后安裝在一起，見(jiàn)圖1。路面鋪筑時(shí)，兩種不同的混合料通過(guò)給料機(jī)分別交替輸入兩個(gè)料斗內(nèi)。攤鋪機(jī)連續(xù)、勻速前進(jìn)，后面緊跟碾壓設(shè)備，一道工序?qū)崿F(xiàn)兩層鋪攤及壓實(shí)。

雙層攤鋪可有效提高路面壓實(shí)度，其原理在于同時(shí)攤鋪兩種不同配比的混合料后，形成的混合料疊層可將下一層揮發(fā)的余熱有效利用起來(lái)，從而有效延緩混合料溫度降低的過(guò)程，達(dá)到碾壓后提升路面壓實(shí)度的目的，使得路面的抗變形、耐久性能力及密實(shí)度、防水性能顯著提升。

雙層攤鋪是路面施工中重要的一次技術(shù)革新。通過(guò)對(duì)路面粘結(jié)層和磨耗層同時(shí)攤鋪使得粘結(jié)層瀝青得到很好的預(yù)壓實(shí)，增強(qiáng)層間的粘結(jié)，提高路面壓實(shí)度，從而增強(qiáng)瀝青路面的抗變形能力，提高了路面施工質(zhì)量和使用壽命。

2 施工工藝

以某工程采用雙層鋪攤技術(shù)將瀝青路面的上面層和中面層一次鋪攤成型為例，進(jìn)行雙層鋪攤施工工藝介紹。在本例中，瀝青路面上面層厚度減少到2 cm厚，還應(yīng)確保成型后的路面結(jié)構(gòu)能更好的承受重交通荷載，達(dá)到防水并減少瀝青老化的效果。

2.1 施工準(zhǔn)備

主要包括：要確保施工前底部下承層的平整度，對(duì)平整度、壓實(shí)度、高程等指標(biāo)核查，對(duì)不符合要求的部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)等。徹底清掃下承層，可采用人工和空壓機(jī)相結(jié)合的方式清掃干凈后，灑布粘層油。由于轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)起著將不同混合料分別輸送到雙層攤鋪機(jī)的不同料斗中的作用，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)性能進(jìn)行校核，確保其正常工作。

普通公路施工氣溫不低于0 ℃即可，高速公路和一級(jí)公路施工的氣溫不應(yīng)低于10 ℃，遇雨雪天氣時(shí)必須停止施工，下臥層存在凍結(jié)時(shí)也應(yīng)停止施工。

2.2 拌和

雙層鋪攤施工中，路面上面層和中面層混合料采用兩種不同的配合比，應(yīng)同時(shí)在兩個(gè)拌和樓分別進(jìn)行混合料的生產(chǎn)，生產(chǎn)過(guò)程與普通混合料并無(wú)差別，做好質(zhì)量控制即可。

2.3 運(yùn)輸

應(yīng)選擇自卸運(yùn)輸汽車(chē)。裝料前，清潔車(chē)廂并在廂壁上涂刷油水混合物。在運(yùn)輸途中，結(jié)合鋪攤與碾壓的溫度要求并考慮熱量散失情況，應(yīng)采取帆布+棉被覆蓋的保溫措施，確保運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的混合料溫度滿足要求。

在設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)和運(yùn)料車(chē)的供料速度，并綜合考慮攤鋪速度，合理確定運(yùn)輸車(chē)數(shù)量，還應(yīng)設(shè)計(jì)一定量的富余運(yùn)量。

2.4 攤鋪

攤鋪環(huán)節(jié)是采用該工法施工的關(guān)鍵。雙層攤鋪機(jī)具有兩套獨(dú)立的供料，撒布，預(yù)壓系統(tǒng)和一套共用的行走系統(tǒng)。

在攤鋪前，鋪攤機(jī)的熨平板高度和仰角應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以確保松鋪厚度。通過(guò)試鋪確定連續(xù)進(jìn)行施工的鋪攤車(chē)行進(jìn)速度，在攤鋪途中不得隨意改變行走速度或中途停車(chē)。

由于是雙層同步鋪攤，在運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)的兩種混合料應(yīng)憑運(yùn)料單接收后，進(jìn)行質(zhì)量檢查和溫度測(cè)量，符合要求的運(yùn)輸車(chē)由專人指揮卸料。

在卸料時(shí)，運(yùn)料車(chē)應(yīng)先將混合料卸入轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)，轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)應(yīng)按照混合料所屬類別輸送至對(duì)應(yīng)料斗并填滿，運(yùn)料車(chē)應(yīng)交替進(jìn)行填料作業(yè)。

攤鋪機(jī)應(yīng)緩慢、均勻、連續(xù)的進(jìn)行作業(yè)，兩種瀝青混合料在一個(gè)流程中即可攤鋪完畢。在鋪攤過(guò)程中，鋪攤機(jī)前進(jìn)速度不宜過(guò)快，以避免出現(xiàn)布料不均導(dǎo)致的混合料離析。

鋪攤完畢后，進(jìn)行鋪攤質(zhì)量、松鋪厚度等檢測(cè)，混合料表面應(yīng)均勻、密實(shí)和平整。

2.5 壓實(shí)

壓實(shí)是路面施工的核心，以提高混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和密實(shí)度。全過(guò)程分為初壓、中壓和終壓，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行碾壓即可。

壓路機(jī)組應(yīng)設(shè)專人統(tǒng)一指揮，呈梯隊(duì)行駛，層次分明。小型壓路機(jī)應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)，鋪攤后立即進(jìn)行初步壓實(shí)，一般采用靜壓模式實(shí)現(xiàn)瀝青層穩(wěn)固。小型壓路機(jī)后面應(yīng)緊跟大型振動(dòng)壓路機(jī)，通過(guò)振動(dòng)碾壓確保路面壓實(shí)度。

雙層鋪攤有較長(zhǎng)的碾壓時(shí)間，利于瀝青混合料在較高溫度下完成壓實(shí)，受天氣影響較小。

3 雙層攤鋪工藝特性

在國(guó)外，雙層攤鋪工藝在路面施工中具有的顯著優(yōu)勢(shì)，使得其在德國(guó)、荷蘭等一些歐美國(guó)家得到了廣泛重視和應(yīng)用，在解決路面早期病害方面效果顯著。

與傳統(tǒng)施工采用的單層鋪攤相比，雙層攤鋪工藝實(shí)現(xiàn)了瀝青路面上面層和中面層同時(shí)一道工序攤鋪完畢，使得施工組織工作簡(jiǎn)化，有效避免運(yùn)料車(chē)在熱的中面層行駛形成的壓痕，且施工速度提高了1倍以上，有效節(jié)約50%左右的施工時(shí)間。

采用雙層鋪攤無(wú)需噴灑粘合劑就能實(shí)現(xiàn)上層和中層的良好粘結(jié)，路面結(jié)構(gòu)的整體性提高，路面質(zhì)量和使用壽命大幅提升，污染物排放有效減少，路面施工更加環(huán)保，符合綠色施工的要求。

研究表明，混合料溫度對(duì)路面壓實(shí)度和空隙率有極大影響。兩組不同配比的混合料同時(shí)攤鋪，下層揮發(fā)的余熱得到了充分利用，顯著延緩混合料冷卻速度，確?；旌狭暇哂休^高的碾壓溫度，比傳統(tǒng)的單層鋪攤壓實(shí)度提高3%左右，使得路面的防水損害能力大大提高。

采用雙層攤鋪可將路面上面層厚度減少到2 cm厚(見(jiàn)圖2)。

雙層瀝青面層厚度使鋪筑時(shí)間間隔延長(zhǎng)到完成壓實(shí)的理想時(shí)間，可有效提高路面壓實(shí)度和相對(duì)減少面層瀝青用量，使得路面結(jié)構(gòu)能更好的承受重交通荷載，路面結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定性相應(yīng)提高50%～70%(如圖3所示，在60 ℃空氣溫度下，經(jīng)過(guò)192 000次轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果)。

雙層鋪攤技術(shù)的不足在于需要兩個(gè)拌和樓進(jìn)行不同混合料的分別生產(chǎn)。同時(shí)，設(shè)備較大，轉(zhuǎn)移不便，在有大段落工作面的情況下，才能體現(xiàn)出其施工效率的優(yōu)勢(shì)。對(duì)施工面積小于2 000 m2情況下相對(duì)費(fèi)用較高。再者，受攤鋪?zhàn)畲髮挾鹊南拗?，在高速公路路面中只能滿足雙向四車(chē)道的施工。

4 結(jié)語(yǔ)

雙層鋪攤技術(shù)是一種革命性的路面施工技術(shù)革新。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩種不同類型瀝青混合料的同步鋪攤和碾壓，確保相鄰層間實(shí)現(xiàn)良好的層間嵌擠效果，將層間粘結(jié)不足導(dǎo)致的路面損害有效降低，工程效益顯著提升。同時(shí)，還解決了傳統(tǒng)分層攤鋪層間易污染的問(wèn)題，還可實(shí)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，帶來(lái)更高的路面抗變形能力和更低的路面維護(hù)費(fèi)用。

雙層鋪攤技術(shù)自2005年起進(jìn)入我國(guó)，因其具有良好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)得到了廣泛重視，但應(yīng)用規(guī)模還不是很廣泛。隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的開(kāi)展，雙層鋪攤技術(shù)能有效減少路面早期損壞，延長(zhǎng)路面使用壽命的優(yōu)勢(shì)會(huì)逐步得到重視，得到廣泛的應(yīng)用和推廣，以顯著提升我國(guó)公路的工程效益和社會(huì)效益。

[1] 王選倉(cāng).瀝青路面雙層一體鋪筑技術(shù)[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2011.

[2] 李進(jìn)忠，王聯(lián)芳.雙層攤鋪技術(shù)在河北公路建設(shè)中的應(yīng)用[Z].2009.

[3] 洛商高速公路建設(shè)管理處、長(zhǎng)安大學(xué).瀝青路面面層雙層一次性鋪筑技術(shù)研究試驗(yàn)路施工指導(dǎo)書(shū)[Z].2011.

On construction of asphalt roadbed double-layer pavement and craft features

Zhang Hailin

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The paper analyzes the craft principle for the asphalt roadbed double-layer pavement, and combining with the engineering case, introduces the technical measures of the double-layer pavement from the construction preparation, mixing, transportation, pavement, compaction, and other aspects points out the technique can reduce the asphalt volume, and improve the roadbed compaction.

asphalt pavement, double-layer pavement technique, compaction, mixture

1009-6825(2016)13-0150-02

2016-02-26

張海林(1978- )，男，工程師

U416.217

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