公路施工中沥青混凝土路面双层摊铺的应用

摘要：随着公路交通量日益增长，一个具有高承载能力的公路网是市场经济发展的前提。传统的沥青混合料道路施工工艺已不能满通运输的要求，本文作者对传统沥青混凝土摊铺与双层摊铺技术进行了对比。

关键词：公路施工沥青混凝土双层摊铺技术对比

一、沥青混凝土路面施工存在的问题

1.1 沥青混合料制备中存在问题

存在问题如下：（1)没有严格按照利用马歇尔试验确定最佳沥青用量。 （2)在拌和设备处,离析最敏感的区域是聚料斗和贮料仓,在沥青混合料向贮料仓装料时,会产生温度和材料离析。（3)固化反应速度受温度影响较大,温度过高或过低都会影响混合料的和易性和压实度。所以沥青在使用时对温度和时间的控制非常严格。4)沥青混凝土施工过程中很容易产生材料离析和温度离析。材料离析是混合料粗细集料和沥青含量的不均匀的体现,温度离析是指混合米在运输、 摊铺、压实过程中各部位的温度不同而引起沥青混合料的性能不同。

1.2 沥青混合料的拌合存在问题

通常而言沥青混合料均匀程度与搅拌时间相关,拌合时间越长,混合越均匀,但拌合时间也不能太长,这样会使沥青严重老化,影响混合料的质量。另外,油石比的差异会显着影响混合料的性能。

1.3 热沥青混合料运输

一般而言沥青混合料运输过程中主要存在以下几个问题： 一是材料离析。在运输的过程中由于紧急刹车, 在向运输车装料过程中会产生骨料的离析,另外,由于道路不平整也会产生骨料的离析,大骨料集中分布在料斗四周。 第二种现象是温度离析。 由于沥青混合料出厂之后温度是一个变量,在运输的时间越长,温度下降的越多,因此,混合料质量还受到气候条件、 运距、 道路条件等其它外界因素的影响。尤其是当整车料的温度如果下降的不均匀, 整车料表面的温度比中部的料温要低于20 度左右,这样极易造成温度离析。

1.4 摊铺过程存在问题

基层的宽度、 厚度、 密实度、 纵坡和横坡应具备其要求,特别要注意基层表面的平整度,因为它最终决定摊铺机摊铺面层的平整度。平整度不应超过 8~10mm。并且先将基层表面的尘土清扫干净,洒上乳化沥青,保证基层与面层之间的粘接。 另外,摊铺速度的快与慢直接影响着施工的进度与质量。摊铺速度过快不但会使所铺路面松散,而且易在粗粒径石子后形成空洞和拉痕,停机时料温下降,熨平板自重会使路面产生压痕,形成小台阶,影响平整度;

1.5 碾压过程存在问题

碾压过程中存在以下问题：（1）推移现象。由于沥青混合料中沥青含量相对较高、 集料级配过于密实、 基层没有按要求处理妥当等都会造成推移现象。（2）碾压过度。对 SMA 路面碾压时容易出现过碾压现象。（3）其他。压路机在热铺路面上急转弯,急停。油料、脂、 汽油或其它杂质在压路机操作停放期间洒落在路面上等都会造成不必要的浪费或重新返工。

二、双层摊铺技术的特点

双层摊铺施工属于创新的摊铺理念：用一道工序热铺两层（中面层、上面层）沥青混合料。传统的两层单独铺筑的、含有不同配比组成的沥青混合料通过这个新工艺变成一层施工的复合式沥青混合料。使用专门的双层沥青混凝土摊铺机, 用两套运输设备把两种沥青混合料输送到摊铺机, 把不同配合比、不同厚度的两层沥青混合料一次摊铺完成, 然后使用一套压实设备一起碾压成型。这种施工工艺中, 下面摊铺层的预压实由带压实功能的熨平板完成, 两层摊铺可以共用一套运输设备、压实设备，具体组成：两个独立且受料容量不同的混合料受料斗、两个运输装置、两个螺旋撒布机、两套熨平板。双层摊铺机架高的上面层料斗容积略小，受料25吨左右，中面层料斗容积较大，受料45吨左右；可与两层同步摊铺的每层需料量匹配。这种摊铺机是组合装配的，后组装的组成部件是一个复合体，因为他包含了上面层摊铺机的整体结构和技术部件及本身的能源供应系统，加上螺旋运输机，取代了普通摊铺机上的刮板运输机的作用，并把混合料由架高的上面层料斗运送到摊铺板上。这个组成部件是拖车式的摊铺系统，各项技术参数均按照传统摊铺机的要求设计，其装置可以很方便的随时卸载而无需使用起重设备，拼装非常容易。

三、双层摊铺的施工工艺

1、施工前准备

检查SBS防水层的完整性和粘结性。对局部基层外露和下封层两侧宽度不足部分应按下封层施工要求进行补铺； 对下封层表面浮动矿料应扫至路面以外，表面杂物亦清扫干净，并做好交通管制，严禁二次污染。灰尘应提前冲洗。施工放样。摊铺设备、碾压设备等施工设备保持良好的运行状态。双层沥青摊铺时首先必须保证底部摊铺层的平整度，对于养护工程下承层平整度均方差代表值控制在1.0mm之内，否则应进行铣刨。转运车必须保证能将沥青混合料传送干净，运料卡车将连接层和磨耗层沥青混合料依次倒入转运车中，再由转运车分别将其输送到双层摊铺机的不同料斗中，不同混合料的供应由红绿灯来控制。

2、试验：

沥青面层的试验，可以分为室内试验（包括各种原材料的性质和鉴定，沥青混合料组成设计，沥青、各种矿料和沥青混合料的日常检验，施工现场部分有关检验，等等），沥青混凝土拌和（或制备）和铺筑现场试验。

3、混合料设计：

按沥青路面施工技术规范要求，分三阶段进行即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比试拌试铺验证阶段。通过这三个阶段确定沥青混合料的材料品种，矿料级配及沥青用量。沥青混合料的配合比设计用马歇尔试验进行。

4、混合料的摊铺

双层摊铺工艺采用一台摊铺机全幅摊铺，转运车料斗部位不会发生交叉传送（配小型螺旋布料器），避免混合料交叉。转运车料斗仓壁可折叠，便于快速清理料斗，不会中断摊铺作业，磨耗层混合料和连接层混合料可以很好的分开，粗骨料不会粘到输送部分。输料皮带可折叠，卸料高度尽量低，以有效避免了沥青混合料的离析。

摊铺前应清除干净底板上黏附的沥青料，并对熨平板加热至不低于120度，熨平板预热时，应将熨平板放在垫木或平整地面上进行，并开动振动装置，使之低速运转，以防止振动轴受热不均而弯曲变形。摊铺作业中，熨平板应保温，如果中断时间短，可利用刚铺完的热铺层保温，但应将熨平板提升缸锁死，如果中断时间较长，应间歇加热保温。

摊铺前，首先分别往磨耗层摊铺箱和连接层摊铺箱中装入两种混合料，打开连接层摊铺系统的螺旋布料器，螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡的转动，两侧保持有不少于运料器2/3高度的混合料，同时保证布料高度一致，使熨平板浮力均匀，以减少在摊铺过程中混合料的离析。

摊铺过程中，摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断的摊铺，不得随意变换或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析，摊铺速度宜控制在2-4m/min的范围内，摊铺过程中不得随意变换速度，同时尽量将每天停机中断的摊铺点放在结构物一端顶定做伸缩缝的位置。

5、碾压

改性沥青混凝土的碾压，一定要控制碾压温度，碾压成型的温度最低控制在130度，因此，碾压段的划分与普通沥青混凝土不同，压路机应紧跟在摊铺机后面进行碾压，每次压实到离摊铺机大约20米左右才折返，随着摊铺机不断向前，压路机的折点也随着向前移动，既能保证碾压温度，又不影响平整度。

6、交通管制

沥青混合料铺筑完成后，待混合料表面温度低于50℃后方可开放交通，但初期通车时，应使车辆在路面全幅范围内均匀行驶。

7、沥青混凝土路面质量控制

在已完工的路段上按《公路工程质量评定标准》中规定的检测项目及频率进行质量检测。检测完毕后，认真整理检测数据，填写相关表格，并得到监理工程师的签证，整理归档。

四、传统施工技术和双层摊铺技术对比

1、混合料的压实

沥青路面的强度与刚度随温度的升高而显著下降，从而产生波浪、推移、拥抱、车辙等病害。其中车辙是沥青路面高温稳定性差的主要表现形式。

双层摊铺技术是将不同配比的沥青混合料用双层摊铺机一次性摊铺成功，将不同配比的沥青混合料同时摊铺，大大减缓了分层摊铺时的混合料的冷却程度，利用了下层的温度，在较高的温度下对混合料进行压实，层间形成高温“热粘结”，使上下沥青混合料层之间产生了很好的粘结力和叠加。

2、面层厚度的调整

随着时间的作用，上面层中沥青会和空气在适宜的温度下产生氧化作用，较大的沥青用量会促使上面层的老化，减弱沥青和骨料之间的粘结力，使得路面出现骨料脱落形成坑槽等病害。混合料中沥青用量偏多、沥青稠度太低等原因或是由于交通荷载作用使混合料内集料不断挤紧、空隙率减小，最终将沥青挤压到路表面而引起泛油，造成路面的寿命减弱。

在传统的施工方法中，很容易出现面层承载能力降低、路面面层和基层的承载能力的变化，使得路面出现重载交通下的疲劳性破坏。双层摊铺技术对上面层和中面层的层厚进行了调整，通过结构层厚度调整使联结层(中面层)加厚，提高了结构稳定性；通过减少磨耗层(上面层)厚度、降低沥青用量提高了路面的使用寿命。

3、结构稳定性提高

良好的碾压效果，使路面内部结构孔袭率很小。因此降低了路面结构受水和空气造成沥青的剥落、老化的影响，把易受变形影响的上面层由4cm减少到2cm及以上，中面层获得的较高压实度，使采用该施工工艺的路面结构变形稳定性相应提高50～70％。

4、提高了施工效率、减小了施工成本

由于两层同时摊铺施工，工艺紧凑、施工时间缩短，有利于施工进度控制。在施工中，只要混合料工料跟得上，双层摊铺机以每分钟3米的速度连续施工，实践证明摊铺后的沥青面层各项指标均完全符合施工要求。

由于双层摊铺技术对结构层进行了调整，减少了沥青的用量和磨耗层的用量，可以减少约50%的磨耗层的用量，大大减小施工成本，凸现了其在施工方面的经济性。

五、结束语

综上所述，双层摊铺技术在公路建设中有广泛的应用前景，双层摊铺技术提高了面层的粘结力和压实度，减少了一些破坏性病害的发生，大大提高了路面的使用寿命。在施工效率方面，由于双层摊铺技术将两层一次性摊铺成形，大大减小人员和机械设备的投入，提高了施工的效率，在经济方面，双层摊铺技术对结构层的调整，使材料的用量得到了有效的控制，大大降低了成本。随着对双层摊铺技术的引进，必将更好的服务公路交通。

参考文献

[1]公路沥青混凝土路面施工技术探讨北京人民交通出版社

[2]公路沥青混凝土路面施工技术规范 中华人民共和国交通部