高速公路路面工程施工新技術應用探討

摘? 要：本文通過甘肅兩徽高速公路路面工程施工，介紹了新技術、新工藝、新設備在高速公路路面施工的應用，詳細闡述了施工中新技術、新工藝、新設備的優點，實踐證明該新技術具有廣泛的應用價值。

關鍵詞：高速公路;路面工程;施工新技術;探索;應用

中圖分類號：U416.1? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2019）07-0000-00

1 工程概況

兩當縣至徽縣高速公路位于甘肅省隴南市境內，地處秦巴山區徽成盆地東部，既是G316線長樂至同仁公路的重要組成部分，也是甘肅省高速公路網規劃的省網高速--S10線（陜西鳳縣至合作）的組成部分，同時也是十天高速與銀昆高速的聯絡線。

兩徽高速公路是2015年入選國家財政部PPP示范項目的高速公路，也是甘肅省政府批準采用PPP模式建設的首條高速公路，是連接兩當縣紅色教育示范基地的快速通道，該項目的建設對有效改善甘肅隴南地區的交通和經濟發展環境具有重要作用。

由甘肅路橋第三公路工程有限責任公司承建的兩徽高速公路路面工程起點樁號K0+000，終點樁號K33+225，全長33.175km。主線按四車道高速公路標準建設，設計行車速度為80km/小時，路基寬度為24.5m（整體式）和12.25m（分離式）。全線采用瀝青混凝土路面，汽車荷載等級為公路-Ⅰ級。

2路面結構

上面層：4cm? 高性能改性瀝青混凝土? SUP-13;

中面層：6cm? 高性能改性瀝青混凝土? SUP-20;

下面層：8cm? 密級配瀝青碎石? ATB-25;

封層：熱熔改性瀝青碎石;基層：34cm? 水泥穩定碎石（水泥摻量4.8%）;

底基層：18cm? 水泥穩定碎石（水泥摻量4.0%）。[7]

3新技術介紹

3.1 毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統

3.1.1拓普康毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統的工作原理

拓普康毫米GPS數字攤鋪自動控制系統主要由GPS基準站，PZL-1激光高程基準站，毫米GPS流動站和P63攤鋪機自動控制系統組成[1]。當系統工作時，在控制點處設置的GPS基準站和PZL-1激光基準站通過無線數據傳輸站和電纜（激光高程信息）將GPS差分信號和激光海拔信息發送到MC-R3接收器。MC-R3處理接收到的數據，并將3D坐標數據實時傳輸到GX-60控制箱。控制箱會將獲得的當前3D坐標信息與控制箱中的設計卡數據進行比較，以生成相應的高程校正。然后，控制箱將使用此信息來生成相應的比例驅動信號。液壓閥用于驅動攤鋪機牽引臂液壓缸，以沿相應方向調節熨平板，從而可以改變鋪裝道路的坡度和高度，以補償道路的波動，達到所需的路面光滑度和厚度。同時，毫米GPS流動站實時監控攤鋪表面的平面坐標和高程狀況，以實現過程監控和施工。

3.1.2 成效對比（表1）

基準設置 事先要測量放樣、打鋼樁、放鋼絲繩基準線。 無需設置諸如打樁，放樣和拉絲之類的基準，從而減少了人為因素造成的誤差，減少了鋪路的準備時間，并提高了控制精度和工作效率。

坡度控制 無法實時進行坡度控制。 全數字顯示，精確控制高程和坡度，輕松鋪設最平整的路面; 實時攤鋪坡度并顯示與設計表面的差異，嚴格控制坡度和厚度。

平整度檢測 無法顯示和記錄當前點的高程。 GPS平面和激光高程導航，整個過程不間斷測量，實時顯示并記錄鋪路平面的位置和高程信息。

攤鋪厚度控制 無法實時顯示攤鋪層的攤鋪厚度 實時數字顯示和記錄鋪路層厚度，嚴格控制材料用量，精確施工并節省成本

與設計結合 只能以方格網放樣形式與設計院CAD設計數據結合。 嚴格按照設計院CAD設計的項目數據進行數字化施工，可以按1：1的比例有效地進行現場施工，減少了初步測量工作量，節省了人力資源成本。

3.1.3毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統的優點

采用先進的 3D數字化路面自動攤鋪控制系統代替傳統的打鋼樁、掛鋼絲繩、采用滑靴傳感器引導高程的方式，使路面平整度、厚度、松鋪系數的控制全面實現數字化、無樁化、智能化、精準化、軌跡化，節省了大量人力、物力、財力及時間，最大限度的減少了人為因素對施工的影響，提高了工作效率。

（1）毫米GPS 3D自動攤鋪技術代替了傳統的人工打鋼樁、掛鋼絲繩引導高程的方法，避免鋼絲繩撓度造成對平整度的影響，經大厚度水泥穩定碎石基層試驗段驗證，平整度滿足《公路路面基層施工技術細則》（JTG/T? F20-2015）的要求，同時節約人工費，距初步測算，一個工作日可節約人工費600元[2]。

（2）引用毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統+基層邊部支護鋼模板，實現了高程、厚度、寬度的精準控制，避免材料浪費。

3.2 水泥穩定碎石振動攪拌技術

3.2.1振動拌和原理

振動拌和原理是在普通攪拌工藝的基礎上，增加了高頻次、高強度的振動沖擊作用，振動攪拌裝置每分鐘釋放1500次以上的彈力波，同時對混合料撞擊能量達到普通拌缸5倍以上，在混合料攪拌過程中粉料是最難拌和均勻的，施加強烈的振動作用可以使粉料處于不斷的顫動、游離狀態，使粉料在骨料中分散速度加快，同時水分子也處于顫動狀態，打散抱團的的粉料顆粒，粉料與水充分結合形成膠結材料，均勻的裹敷在骨料表面，改善混合料的微觀結構，振動攪拌技術對解決水泥穩定碎石結構層耐久抗裂性能提供重要技術支撐和創新空間[3]。

3.2.2 振動拌和的優點

（1）節約水泥：在混合物強度不變的情況下，振動攪拌可以節省水泥量;與普通的強制攪拌相比，將水泥用量減少10%后，振動攪拌仍具有較高的抗壓強度，可以滿足混合物強度的設計要求;（2）提高混合物的強度和性能：振動攪拌可以顯著提高混合物的性能，強度高，分散系數小;與普通的強制攪拌相比，在相同的測試條件下，振動攪拌可使混合物的強度提高約15%。（3）混合時間縮短了約20%：混合軸在旋轉時振動，從而消除了無效區域（4）提高了機器的可靠性：采用了動平衡計算和設計，并且機器的可靠性和性能都很好;（5）無軸托，易于清潔：一般的混合軸托非常嚴重，需要每周至少清潔一次。如果不及時清洗，不僅會影響生產效率，而且很容易損壞主機并引起事故。振動攪拌的振動效果是，骨料不易粘附在主軸和葉片上，基本上避免了軸的固定現象，易于清潔;（6）提高了抗凍性和抗滲性混合物。振動不僅增加了混合物中的氣體含量，而且還顯著改善了混凝土的孔隙等級和孔隙分布。這體現在以下事實中：混凝土中的孔沿減小的方向移動，大孔的數量減少，小孔的數量增加，并且增加。毛細血管和凝膠毛孔[4]。

3.3 寬幅大厚度基層全寬全厚一次攤鋪技術

3.3.1 大厚度基層邊部鋼模板支護

模板高度320mm，采用兩塊160mm高的鋼模板立面拼接，沿2個邊線方向布設模板、立模，調整線型，確定鋼釬加固點位，采用沖擊鉆打眼，鉆孔深度10cm以上，將鋼釬放入加固孔內，采用大錘錘擊至鋼釬不松動為止[5]。

3.3.2 大厚度基層攤鋪[6]

采用1臺陜西中大 DT1800伸縮熨平板攤鋪機，熨平板拼接寬度應滿足正常路段基層寬度，加寬段通過控制伸縮熨平板延伸攤鋪。攤鋪速度宜控制在1.0-1.5m/min。

攤鋪機的螺旋布料器應埋入水泥穩定碎石混合料2/3以上。攤鋪機攤鋪混合料時，不宜中斷，如中斷時間超過2h，應設置橫向接縫。料車卸料時分2次挺舉車廂，采用泄洪式卸料，嚴禁滾落式卸料，以防止卸料離析。

松鋪系數的測定方法：采用毫米GPS流動站分別測量10個固定點的底基層頂面高程，記錄這10個點的坐標。攤鋪完成后，在尚未碾壓時，用毫米GPS流動站根據前面記錄的坐標，找出這10個點的位置，測量碾壓前的虛鋪面高程。碾壓結束后，用毫米GPS流動站根據前面記錄的坐標，找出這10個點的位置，測量這個10個固定點終壓后的高程。通過計算得到松鋪系數：松鋪系數=（虛鋪高程-原地面高程）/（壓實后高程-原地面高程）。

碾壓完成后繼續在這10個固定點通過灌砂法測取壓實度，選取達到規定壓實度測點的松鋪系數平均值作為今后施工的松鋪系數的控制值。

3.3.3 大厚度基層碾壓（表2）

3.3.4 現場檢測

碾壓完成后用灌砂法檢測壓實度，基層壓實度不低于98%。若壓實度檢測不合格，應在水泥初凝時間內及時補壓，并檢測合格為止。碾壓完成后宜在養生完成后7天內完成鉆芯檢測。

3.3.5 大厚度基層的優點

寬幅全厚一次攤鋪成型技術解決了分層攤鋪基層整體承載能力變弱的問題，避免了基層層間彎拉應力，保證了基層的整體受力性能;施工工序減少，縮短工期，機械調遷也相應減少，節省了養生費用，降低了施工成本。

4 結語

為了實現兩徽高速公路品質工程創建，我公司在甘肅兩徽高速公路路面工程施工中采用了大量的新技術、新工藝和新設備，努力提高工程技術含量，路面施工品質大幅度提升，取得了良好的經濟效益和社會效益。遺憾的是毫米GPS 3D基層自動攤鋪技術雖然在施工中采納，但是內頁測量資料還沒有形成正式的通用表格，希望在將來，相關質檢部門能完善與毫米GPS 3D基層自動攤鋪系統配套的測量記錄表格，提升內頁資料編制品質。高速公路大厚度基層全寬全厚一次攤鋪技術目前已得到社會各界的廣泛認可，但沒有形成規范，因此需要我們繼續探索，總結相關施工經驗和技術數據，為形成規范奠定基礎。

參考文獻

1） 張良奇.混凝土振動攪拌機理和工業應用研究[D].西安：長安大學，2013.

[2] 公路路面基層施工技術細則，JTG/T? F20-2015）[S].

[3] 公路工程質量檢驗評定標準，JTG F80/1-2017）[S].

[4] 甘肅省公路瀝青路面施工技術規范，DB62/T3136-2017）[S].

[5]公路瀝青路面施工技術規范，JTG F40-2004）[S].

收稿日期：2019-09-20

作者簡介：魏喬邦（1982—），男，甘肅皋蘭人，本科，工程師，研究方向：公路路面施工。

5-4? ? 6-5

Discussion on Application of New Technology in Construction of Expressway Pavement Engineering

WEI Qiaobang

（Gansu Road and Bridge Third Highway Engineering Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu? 730030）

Abstract： This paper introduces the application of new technologies， new processes， and new equipment to the construction of expressway pavement through the construction of the highway of Gansu Lianghui Expressway. It has wide application value.

Keywords： highway; pavement engineering; new construction technology; exploration; application