基层新摊铺工艺与技术浅析

2010-08-15崔书东

黑龙江交通科技 2010年6期

崔书东,刘刚

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司)

随着高速公路基层与路面的摊铺施工,技术的发展与质量要求的不断提高,现行规范要求的双机并幅呈梯队方式同步摊铺的施工工艺,已逐渐不能适应新时期的质量体系要求。现行规范要求的施工工艺技术缺点,主要有以下几点。

(1)按照现行的施工工艺,离析现象严重。

近几年来全国高速公路建设增长迅速,但大多数高速公路的平均使用寿命不到 5年,这与施工工艺中的离析未得到有效控制有很大关系。温度离析会导致路面压实度不均匀,路面空隙率较大,易出现早期损坏。材料离析会导致路面呈现出较差的结构和纹理特性。双机并幅呈梯队方式同步摊铺存在的主要问题是两机接缝处存在着物料离析问题,当摊铺含有大粒料的稳定材料或沥青下面层时尤为严重。产生这一现象是摊铺机存在原理上的固有缺陷。螺旋外端的螺旋槽与前挡料板处有一卸荷(料)口,该卸荷口释放因物料布满螺旋槽外端时产生的工作阻力,物料在卸荷口处存在着自由滚落现象,大粒料因比重等因素落于摊铺层下方,形成两机接缝处的纵向离析带和高度方向上的离析。这一现象会随着机器螺旋参数的优化设计而有所改善,但不能根除,而这一离析带往往处于道路中部的行车道上,是产生道路早期损害的要因之一。研究表明:离析严重的路面使用寿命可能会减少50%以上。

(2)横坡坡率极难控制。

在摊铺施工过程中,因为横向传感器长度原因,横向坡度误差较大,后一台摊铺机无法捕捉精度较高的基准,致使误差进一步加大。横坡不好,直接影响施工基层的厚度,不是超厚就是超薄,研究表明:横坡的坡率误差大的基层,将严重影响面层施工质量。

(3)成本较高。

多、快、好、省的技术和方法都会成为成本管理的方向,从这个角度来讲,成本管理是目标管理,过程是开放的,具有鼓励创新的意识。控制较高成本的支出仍然是成本管理的重要核心任务之一。而当前的双机并幅呈梯队方式同步摊铺的施工方法,经历多年的实践经验表明,生产率较低,不利于降低成本,对工程成本控制管理提出了一个新的课题。

近几年来,为了解决双机摊铺产生的离析与生产率等问题,国内外的技术专家们进行了不懈地努力,并取得了显著的成绩。有关的试验表明,新型的大厚度、大功率、大宽度、高生产率、抗离析摊铺机摊铺可以远高于双机并幅摊铺的质量指标和作业生产率来完成施工。由于施工规范的约束性特点,这种超前的技术方法和路线尚在试验阶段,然而作为一种新技术路线,总是先在学术范围内进行讨论并扩大影响,进而被普遍接受,并最终成为新规范。

1 当代超级摊铺机的特点及施工效果

针对双机并幅摊铺带来的问题等,近几年来,国内外的学者、厂商设计开发出当代超级型摊铺机,如ABG525、VOGELE2500、DT1400等,希望能用单机宽幅摊铺来解决施工中存在的问题,这些摊铺机的主要特点及设计思想如下:

(1)功率大,摊铺宽度大。超级摊铺机功率为 220kW以上,摊铺宽度为12～15m,主要用于12m以上大宽幅单机摊铺施工。

(2)采用抗横向、抗纵向、抗高度方向离析的设计。其中主要措施为加大螺旋直径,减小升角,降低工作转速并使物料满埋螺旋工作,螺旋采用变直径截面设计并在链条箱和支撑处安装反向叶片等。由于驱动扭矩增大而增大了螺旋驱动马达的等效排量。这样螺旋在布料时加强了二次拌和作用且稳定平缓均匀地向两侧挤出物料,有效避免离析。

(3)摊铺厚度增加。这一功能由扩大输料机构的生产率和上述螺旋设计及增加振捣能力来保证,如配合有物料转运车来减少工作中断,则效果更好。大厚度摊铺至 300～600mm,对基层稳定土一次成形有着重要意义,既提高生产率,减少施工麻烦降低成本,同时又保证稳定层的整体板块结构。当然基层大厚度摊铺应有配套的压实设备来保证,为满足这一需要,25t级以上的超重型自行振动压路机等设备应运而生。

当代超级摊铺机宽幅大厚度摊铺沥青和稳定层的施工实践已大量展开,如 2004年 10月至 2005年 5月,云南安楚高速公路 2、5、6标段采用了宽度 11.5m,厚度 400mm的水泥稳定砂砾一次摊铺工艺;1、2、4、5、7标采用了宽度 11.5m的沥青混凝土一次摊铺工艺。云南思小高速公路 2、4标和砚平高速公路4标采用了宽度分别为 11.25m、12.5m,厚度420mm的水泥稳定砂砾一次摊铺工艺。此外,内蒙古呼集高速、陕西阎禹高速、广东粤赣高速等也都分别进行大宽度、大厚度的摊铺试验并采用相应工艺。这些试验和工艺获得的结果表明:超级摊铺机大宽度、大厚度一次摊铺可以满足高等级公路基层和面层的质量要求。