瀝青路面雙層一次攤鋪工藝與路面壓實(shí)特性研究

張錦

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局有限公司，西安 710065）

1 引言

瀝青路面雙層一體攤鋪技術(shù)引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注[1]，是將兩層瀝青層一次攤鋪完成的新型施工技術(shù)。梁乃興等研究了雙層瀝青攤鋪機(jī)的工作原理和設(shè)備的主要構(gòu)造，并通過(guò)分析攤鋪速度和輸料量、料倉(cāng)體積和卸料時(shí)間的關(guān)系，研究了雙層一次攤鋪技術(shù)的工藝流程和控制要點(diǎn)[2]。王艷麗等認(rèn)為雙層一次攤鋪瀝青路面可以提前開(kāi)放交通，可以減少路面施工對(duì)城市道路出行交通的影響，不但能省去層間處治措施，還能提高路面的壓實(shí)質(zhì)量[3]。目前，關(guān)于瀝青路面雙層一次攤鋪技術(shù)研究主要集中在雙層攤鋪施工組織、層間黏結(jié)效果等方面，本文主要對(duì)雙層一次攤鋪路面施工工藝與壓實(shí)特性進(jìn)行研究。

2 雙層一次攤鋪施工工藝

2.1 雙層一次攤鋪工作原理

瀝青路面雙層一次攤鋪技術(shù)是將兩層瀝青混合料一起進(jìn)行攤鋪與壓實(shí)，使得上、下面層瀝青混合料的攤鋪與碾壓過(guò)程合二為一。雙層一次攤鋪設(shè)備要對(duì)上、下面層兩種混合料同時(shí)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。供料完畢后，雙層瀝青攤鋪機(jī)通過(guò)前后布置的套螺旋形分料器及套熨平設(shè)備將上、下面層混合料一次性整體鋪筑，并最終使用路面壓實(shí)機(jī)械一次性碾壓成型一個(gè)整體的雙層路面。

2.2 雙層一次攤鋪工藝流程

施工準(zhǔn)備：攤鋪前基層進(jìn)行清掃。

瀝青混合料的生產(chǎn)：由于需要對(duì)兩種不同類型的瀝青混合料進(jìn)行攤鋪碾壓，拌和站應(yīng)配備兩臺(tái)3000 型以上拌和樓用來(lái)分別拌和上、下面層瀝青混合料。

瀝青混合料的運(yùn)輸：為了保證雙層攤鋪的連續(xù)進(jìn)行，一般要求運(yùn)輸車輛應(yīng)為運(yùn)輸能力不小于40 t 的大型運(yùn)料車。

瀝青混合料的攤鋪：攤鋪前應(yīng)先分別往上面層攤鋪箱和下面層攤鋪箱中裝入兩種混合料，打開(kāi)攤鋪系統(tǒng)的下面層螺旋分料器，螺旋分料器應(yīng)相應(yīng)調(diào)整到一個(gè)穩(wěn)定的攤鋪速度，兩側(cè)保持不少于送料器2/3 高度的混合料，攤鋪機(jī)前行時(shí)需打開(kāi)攤鋪系統(tǒng)的上面層螺旋分料器，同時(shí)進(jìn)行上面層混合料的攤鋪；松鋪系數(shù)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)段攤鋪壓實(shí)情況測(cè)定，松鋪系數(shù)一般為1.15～1.20，攤鋪機(jī)速度一般控制在為2～4 m/min。

瀝青混合料的碾壓：瀝青混合料碾壓時(shí)應(yīng)配備足夠數(shù)量的壓路機(jī)，并按照要求的壓實(shí)機(jī)械組合和碾壓遍數(shù)進(jìn)行。

3 瀝青路面壓實(shí)特性

3.1 瀝青混合料密度和壓實(shí)度

不同結(jié)構(gòu)層厚度及混合料類型的雙層一次攤鋪路面毛體積密度ρ2、標(biāo)準(zhǔn)密度ρ加權(quán)、壓實(shí)度K2結(jié)果見(jiàn)表1～表4。ρ加權(quán)、K1、K2按式（1）～式（3）計(jì)算：

式中，h上、h下分別為上、下面層的結(jié)構(gòu)層厚度，cm；ρ上、ρ下分別為上、下面層不同類型混合料的毛體積密度，g/cm3；K1、K2分別為單層路面和雙層一次攤鋪路面的壓實(shí)度，%；ρ1、ρ2分別為單層路面和雙層一次攤鋪路面的實(shí)測(cè)毛體積密度，g/cm3；ρ、ρ加權(quán)分別為單層路面和雙層一次攤鋪路面的標(biāo)準(zhǔn)密度，g/cm3。

3.2 路面壓實(shí)影響因素

3.2.1 混合料類型

由表1～表4 可知，不同混合料類型的雙層一次攤鋪路面壓實(shí)度隨著擊實(shí)次數(shù)的增加而逐漸增大。取壓實(shí)度為100%的擊實(shí)次數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析可知：在上面層3 cm、下面層7 cm 的結(jié)構(gòu)層厚度組合下，AC-13+AC-20 雙層攤鋪路面相比AC-16+AC-20 雙層攤鋪路面、AC-13+AC-25 雙層攤鋪路面、AC-16+AC-25 雙層攤鋪路面擊實(shí)次數(shù)分別可減少5%、11%和17%。

表1 AC-13+AC-20 雙層一次攤鋪路面密度及壓實(shí)度

究其原因，AC-25 比AC-20 公稱粒徑較大，集料間嵌擠力和內(nèi)摩阻力大，需要更多的壓實(shí)功來(lái)克服集料之間的內(nèi)摩阻力，且AC-25 在壓實(shí)的過(guò)程中易發(fā)生離析現(xiàn)象，在一定程度上也阻礙了壓實(shí)成型。另外，AC-13 相比AC-16 公稱粒徑較小，細(xì)集料和瀝青含量較大，且在高溫條件下混合料中的瀝青結(jié)合料黏度較低，在壓實(shí)過(guò)程中對(duì)集料具有較好的潤(rùn)滑作用，混合料顆粒流動(dòng)性強(qiáng)，混合料顆粒的位置很容易發(fā)生相互移動(dòng)，導(dǎo)致混合料壓實(shí)變得相對(duì)容易。

表2 AC-16+AC-20 雙層一次攤鋪路面密度及壓實(shí)度

表3 AC-13+AC-25 雙層一次攤鋪路面密度及壓實(shí)度

表4 AC-16+AC-25 雙層一次攤鋪路面密度及壓實(shí)度

綜上所述，結(jié)構(gòu)層厚度一致，雙層一次攤鋪路面混合料類型為AC-13+AC-20 時(shí)路面能獲得最佳的壓實(shí)效果，與AC-16+AC-25 相比，擊實(shí)次數(shù)可減少17%。

3.2.2 結(jié)構(gòu)層厚度

由表1～表4 可知，不同結(jié)構(gòu)層厚度的雙層一次攤鋪路面壓實(shí)度隨著擊實(shí)次數(shù)的增加而逐漸增大，取壓實(shí)度為100%的擊實(shí)次數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析：在上面層AC-13、下面層AC-20 的混合料類型組合下，上面層采用3 cm、下面層采用7 cm 雙層攤鋪路面、4 cm+6 cm 雙層攤鋪路面、5 cm+5 cm 雙層攤鋪路面擊實(shí)次數(shù)分別為126 次、132 次和139 次，3 cm+7 cm 相比4 cm+6 cm、5 cm+5 cm 擊實(shí)次數(shù)分別可減少5%和9%。

3 cm+7 cm 雙層攤鋪路面、4 cm+6 cm 雙層攤鋪路面、5 cm+5 cm 雙層攤鋪路面三者壓實(shí)曲線非常接近，擊實(shí)次數(shù)最大相差不超過(guò)10%。因此，上、下面層厚度的變化對(duì)雙層一次攤鋪路面的壓實(shí)影響較小。

4 結(jié)論

1）提出了瀝青路面雙層一次攤鋪施工工藝，包括工作原理和工藝流程等。

2）研究了混合料類型對(duì)雙層一次攤鋪路面壓實(shí)度的影響，當(dāng)結(jié)構(gòu)層厚度一致的條件下，雙層一次攤鋪路面混合料類型為AC-13+AC-20 時(shí)路面能獲得最佳的壓實(shí)效果，與AC-16+AC-25 相比，擊實(shí)次數(shù)可減少17%。

3）研究了結(jié)構(gòu)層厚度對(duì)雙層一次攤鋪路面壓實(shí)度的影響，3 cm+7 cm 雙層攤鋪路面、4 cm+6 cm 雙層攤鋪路面、5 cm+5 cm雙層攤鋪路面三者壓實(shí)曲線非常接近，擊實(shí)次數(shù)最大相差不超過(guò)10%。