齊建強 河南海馬建設工程有限公司
進入21世紀以來,我國經濟迅速騰飛,作為經濟發展的先行官,公路建設事業也取得了顯著的成績。公路建設規模的持續擴大,進一步完善了公路交通基礎設施網絡,推動了公路主骨架建設,加快了區域間的互聯互通,提高了我國公路交通事業的發展水平。瀝青路面是高等級公路的主要路面結構形式,是保障公路質量的基礎,為加強公路工程建設質量,必須重視路面攤鋪施工工藝,雙層攤鋪技術可以有效改善層間粘結情況,提高壓實度,減少早期病害發生。為此,必須重視雙層攤鋪施工質量,從而全面提升工程質量,促進公路事業的持續、健康發展。
雙層攤鋪技術是將各種配比的混合料同時進行攤鋪,并將下層混合料的余熱充分發揮,對上層路面表層進行壓實。通過大量的實驗得出結論,采用雙層攤鋪施工技術的重負荷道路的骨料自身抗變形能力能夠得到顯著的提升,特別是對于改性瀝青路面而言,雙層攤鋪施工技術能夠實現充分的壓實。此外,對大量的公路工程瀝青路面雙層攤鋪施工工程進行成本分析可知,若公路工程的表面積大于13000m2,相較于傳統單層攤鋪施工技術,使用雙層攤鋪施工技術進行施工能夠節省大量的施工成本。雙層攤鋪施工技術還處于探索階段,還有很大的提升空間。因此,雙層攤鋪施工技術與傳統單層攤鋪施工技術相比有以下幾方面的優勢,如表1所示。
某公路工程全長23.4km,為雙向4車道,近年來,隨著交通量的持續增加,道路通行壓力越來越大,為有效緩解交通壓力,決定進行公路改擴建施工,擴建為雙向6車道。為了保證路面施工的質量,盡量減少對周邊交通的影響,經研究決定采用雙層攤鋪方式進行路面施工。路面面層結構為4.2 cm SMA-13細粒式改性瀝青混凝土+6.5cm AC-20中粒式改性瀝青混凝土。
為保證施工進程,在攤鋪施工前,要提前做好準備工作,包括選用攤鋪機、原材料、壓路機。原材料主要包括四個方面,即粗集料、瀝青材料、瀝青路面填料、細集料,在選擇瀝青的材料時,施工路段的人口數量、地形以及氣候等因素都需要被考慮,綜合的進行合理選擇;在選擇粗集料的時候,要保證材料的清潔干燥,使得強度和耐磨能力達到最好;在選擇細集料時,要根據相關的驗收規范選取,另外材料必須干凈無雜質;一般來說,瀝青路面填料選用的石灰巖礦粉都是干凈無雜質的。
雙層攤鋪施工需要同時進行兩種不同級配的瀝青混合料施工,必須同時攤鋪上、中面層,那么,在拌和施工中,同樣需要同時采用兩臺拌和機進行瀝青混合料生產拌和,相比普通瀝青混合料,每臺拌和機的拌和方式基本相同。根據工程實際情況,本次拌和采用額定產量均為210t/h的兩臺設備,于改性瀝青混合料來講,計算時多按額定生產率的70%為準,這種情況下,可得出147t/h為單機實際生產能力,保證拌和生產能力滿足攤鋪施工需求。
表1 雙層攤鋪施工技術優勢
在準備好施工原料后,實施攤鋪工作,在攤鋪工作中,施工主要使用攤鋪機進行,為確保施工質量,要對選擇合適的設備,保證設備運行良好,質量合格。在進行攤鋪時,路面基層的雜物要及時的清理干凈,使得施工面的干燥與干凈得到保證;核查基層路面的密實度與厚度,合格之后才可實施攤鋪。傳統的單層攤鋪的缺點是施工存在層間粘層油費用高、層間污染大、機械效率低、薄層散熱快、施工周期長等。通過應用雙層攤鋪技術可解決這些缺陷。
本工程中,瀝青混合料的雙層攤鋪施工采用的是雙層的攤鋪機。雙層攤鋪機包括2個路面攤鋪機,通過這2個攤鋪機的交錯安裝而成,主要包括2個運輸裝置、2個混合料斗、2個熨平板、2個螺旋布料器。在雙層攤鋪機中,具備熨平板,這與普通攤鋪機相同,該燙平板能夠實現進行后的自動調節,與此同時,還能當成平衡裝置。另外,還有一個高效的物料轉運車存在于雙層攤鋪機之中。該車能夠交替運輸不同種類的瀝青混合料。在施工準備過程中,應首先調節燙平板,使得仰角以及高度能夠滿足要求,之后實驗一段公路為之后的大量攤鋪做鋪墊。攤鋪施工要緩慢均勻,通常來說,攤鋪的質量和供料的速度要被充分的考慮,這樣能夠合理的控制攤鋪機的施工速度。
為了計算出施工的最大速度并確保連續施工,需要根據拌合機以及運料車的攤鋪厚度、寬度以及供料速度。其中攤鋪施工的連續進行是必須要被保證的。速度也不宜過快,應該適中,因為螺旋布料器的施工效率會因此而降低,嚴重時會出現材料分布不均以及離析等現象。攤鋪時,不能隨意將行走速度改變,或暫停施工。
在碾壓施工時,為保證碾壓質量,對初壓施工階段、復壓施工階段、終壓施工階段采取相應的措施,當攤鋪路段長達100~150 m時,才能正式開始碾壓施工,兩者需要緊緊跟隨。初壓時,小型壓路機即可滿足要求,此種壓路機重達4t,通常都是往返兩遍靜壓。在復壓施工階段,碾壓施工采用3臺振動壓路機進行,壓路機質量為10 t。控制碾壓次數5~6遍,碾壓施工不能使用膠輪壓路機進行,這主要是由于膠輪會出現混合料粘輪現象。在終壓施工階段,碾壓施工使用1臺壓路機進行,壓路機質量為12 t。將碾壓的次數控制在兩到四便。終壓時,混合料的溫度通??刂圃?00℃左右。實際施工時,壓路機也應該保持緩慢均勻的速度,保持相鄰輪跡間的輪寬重疊為1/3~1/2。壓路機驅動輪與攤鋪機前進方向正對,這樣能有效的避免混合料推移問題,進而避免了上下層混料的問題。碾壓時,鋼輪的表面應該噴灑適量的水,從而避免粘輪情況。一般來說,不宜噴灑過多的水,混合料不粘輪即可。完成當天的碾壓過后,設備以及雜物不能放置在未冷卻的路面之上,避免路面受到污染。
雙層攤鋪技術相比傳統的施工方法具有較大厚度,且具有很高的接縫處,所以盡量避免設置接縫。實際中,攤鋪寬度應盡量覆蓋路面的全寬。若縱向接縫必須設置時,可適當調節上層熨平板的伸縮邊,在上下兩層瀝青層間,確保存在一定接茬,通??刂平硬鐚挾仍?0cm附近。當正式啟動攤鋪機時,常會出現寬度30cm,若一個縱向橫接縫的厚度不同,在施工中的復雜程度要增加許多。施工時,盡量減少停機,這樣就可避免產生橫接縫。在完成碾壓施工后,經過36h的養護,瀝青混凝土路面應可正式通車。
表2 傳統攤鋪和雙層攤鋪滲水系數檢測
施工后,為了解雙層攤鋪施工效果,決定對比分析傳統攤鋪和雙層攤鋪施工質量情況,滲水系數作為檢驗路面質量的一項重要指標,本文對傳統攤鋪和雙層攤鋪的路面滲水系數進行試驗檢測分析,所得結果如表2所示。當水分滲入瀝青面層,甚至滲入基層時,在車輛荷載和自然因素的長期作用下,路面極易出現不同程度的早期病害,如網裂、坑槽等。
由表2可見,滲水系數方面,雙層攤鋪工藝更小,僅為傳統攤鋪工藝的30%左右,主要原因在于雙層攤鋪可一次性且同時完成瀝青磨耗層與粘接層攤鋪施工,并共同壓實,使路面的兩個結構層同時穩定、固結,硬化成型,形成一個完整的結構,此類結構具有良好的層間封水性能。
綜上所述,在瀝青路面施工中,通過雙層攤鋪技術的應用,可有效改善層間黏結結構,縮短工期,降低成本,提升工程質量。此外,雙層攤鋪施工還可進行上下兩層同時攤鋪、碾壓作業,大幅縮短施工時間,從而達到理想的施工效果。