高等级公路沥青砼路面摊铺技术要点和难点

2013-09-05大成工程建设有限公司林木水

中国建设信息化 2013年9期

◎ 大成工程建设有限公司林木水

路面摊铺是路面施工过程中一道重要的工序，它对路面的平整度、厚度、高程、横坡、宽度以及抗滑性能等实测项目都有重要的影响，也对以后的运营行车有重要影响，要得到高质量的路面，摊铺是一道重要的工序。本文就永宁高速三明段沥青路面施工中采用的摊铺工艺要点和难点作一简要阐述。

1．摊铺机选型

采用履带式摊铺机。履带式摊铺机具有着地面积大，牵引附着力大，整机质量大，不易打滑，对下承层的不平整不敏感，可提高摊铺时的平整度，如ABG-423。

2．摊铺方式和摊铺宽度

高等级公路经常采用的摊铺方式有两种：一是单幅全宽度一台摊铺机一次摊铺成型；二是单幅全宽度两台或两台以上摊铺机并列成梯队进行联合作业。采用哪种方式摊铺视路面结构层的宽度、厚度、所处层位以及拌合机供料速度而定。

采用单机全幅摊铺的优点是只需一台摊铺机，工艺简单，施工方便，成本低；缺点是当摊铺宽度较大时，混合料在路面横向输送距离较长，易造成离析，在同样的拌合机产量下，摊铺宽度和厚度越大，摊铺机可能达到的摊铺速度越小，摊铺过程中造成停机待料的机会越多，对平整度的影响也就越不利。

采用双机联合摊铺,对每台摊铺机轮流集中供料，通过减少单机的摊铺宽度，来增加单机的摊铺长度，提高摊铺面的平整度，使碾压能尽早开始，保证较好的压实效果，其工艺相对复杂，成本高。当一些因素造成供料间断时，易造成纵向冷接缝，施工中必须极力避免这些冷接缝的产生。

熨平板拼装宽度应根据所选择的摊铺方式和结构层的宽度来定。当选择单机全幅摊铺时，熨平板的拼装宽度不得大于结构层宽度，且必须比桥梁等结构物的宽度小50cm,以使摊铺机通过或摊铺桥面时不必拆装熨平板，做到连续不间断摊铺。当采用双机联合摊铺时，熨平板拼装宽度比较灵活，一般可拼成路面结构层一半的宽度。

3．基准参考方式的选择

3.1 以钢丝为基准

从理论上讲，这是各种基准参考方式中最准确的一种，它不受下承层起伏变化的影响，可在各结构层的摊铺中使用。但铺设钢丝工作量大,且人为因素对其精确度的影响较大，因此目前只在下面层施工中对基层进行找平时广泛采用。其做法如下：

（1）放出半幅基层的两边线，为使碾压边缘时压路机不会蹭到钢丝，一般是放出结构层的坡脚线。在边线上定出整10m桩的位置，打上5～8cm的水泥钉，水泥钉顶面应高出其周围下承层0.5cm左右，以方便标高测量。小半径曲线段如互通的匝道摊铺时，要定出整5m桩的位置，并打上水泥钉。

（2）测量水泥钉的标高，并计算其到待铺层顶面相对应点的高差，作为调整钢丝高度时的参考值。

（3）架设基准钢丝，采用直径2～3mm的钢丝，每段钢丝取长200～300m。钢丝一端固定，另一端用1.5t导链（手拉葫芦)拉紧，保证钢丝在相邻两桩间最大下垂量在2mm以内。

（4）在钉子外侧10～15cm打基准钢钎，将钢丝固定有钢钎的活动架子上，并调整其高度。钢丝应比设计纵坡线高出10～20cm,以利于摊铺时拉线检测。

目前高速公路路面中下面层多采用钢丝为基准控制高程和平整度。

3.2 以下承层为基准

通过纵坡仪和平衡拖梁实现自动找平功能。其原理是：平衡拖梁由摊铺机牵引前进；平衡拖梁直接与下承层接触或通过履带间接与下承层接触，并形成两个以上接触点；路面的起伏通过接触点的传递并经平衡拖梁的“过滤”消减，反映为平衡拖梁的上下位移量；纵坡仪的触件与平衡拖梁上张紧的钢丝绳接触，并将平衡拖梁的上下位移量传输到大臂调平油缸，引起调平油缸的伸缩，进而使与大臂连接的熨平板的工作仰角发生相应的变化，改变摊铺层的厚度。以履带为基准是这种方法的一种简化，它能很好地保证摊铺层的厚度，平整度也容易达到规范要求。

以下承层和新铺面为共同基准参考的方式，是一种比单纯采用下承层为基准参考方式更为精确的基准参考方式。之所以更精确，是因为新铺层的起伏状况，经摊铺机本身具有的自调平功能的调整后有了一定的改善，利用新铺层作为基准参考，可使铺层的平整度形成良性循环。采用这种方式时，平衡拖梁与下承层的两个接触点中，其中一个改为是与新铺面或熨平板接触。

目前高等级公路路面中上面层的摊铺一般采用这种方式实现自动调平。

4．松铺系数的确定

熨平装置的松铺系数从试验段获得，也可根据以往同类摊铺机的摊铺经验来定。如ABG-423,采用中强振时，其初始松铺系数为1.2。正常摊铺过程中，根据当天的混合料理论使用数量和实际使用数量的对比，以及根据取芯厚度的代表值，可对松铺系数进行适当的微调，使其更具代表性和适用性。用水准仪测量松铺层厚和压实层厚，以它们比值的平均值作为松铺系数，在理论上是可行的，但通常与上述方法测得的松铺系数存在较大的差异，因此一般不宜采用。

5．摊铺温度

对摊铺温度上限技术上的要求较松，从经济角度考虑，越低越好，但要限制摊铺的下限温度，以保证压实度。施工中一般取规范要求摊铺温度范围的中值。

6．熨平装置的振动和振捣系统

摊铺机熨平装置的振动和振捣系统，可用来对混合料进行预压实，以提高结构层的密实度和表面平整度，减少麻面和离析程度。熨平装置的振动和振捣系统的频率和振幅要根据结构层厚度、混合料类型等选用。采用较高的振动和振捣频率，能达到更高的预压实效果，对碾压比较有利。但过高的频率，易使混合料中的细料上浮，造成铺层混合料的离析；过高的频率，熨平装置产生较大的激振力，易造成熨平装置的机械故障,且机手操作较困难。因此施工中不宜选择太高的频率。以ABG-423为例，其振动频率在0～60Hz之间，振捣频率在0～25Hz之间，分成10个等分，可无级调节。施工中通常选择4～6级，即振动频率在24～36Hz之间，振捣频率在10～15Hz之间，结构层越厚选择的频率越高。

7．摊铺速度

根据规范提供的经验公式计算摊铺机的摊铺速度，以此计算摊铺速度作为试验段的摊铺速度进行摊铺作业，确认可行或经适当的增减后在正式摊铺中使用。

8．浮动熨平装置的工作原理和应用

当熨平装置处于浮动工作状态时，存在如下一些作用力：摊铺机前进的牵引力F,熨平板前摊铺材料阻力M,螺旋摊铺器的旋转力S,熨平装置的重力G,摊铺材料的支承反力R,预压实的冲击力C等。当上述诸力处于平衡状态时，熨平装置的工作仰角不产生变化，铺层厚度便保持不变。当上述诸力发生变化时，整个受力系统的平衡遭到破坏，熨平板工作仰角产生变化，熨平板在垂直方向上的位置发生相应的变化，导致铺层厚度的改变。熨平板升或降到一定位置，上述诸力再次趋于平衡，熨平装置在新高度的位置上，再次沿平行于牵引力方向前进。

在施工中，摊铺机的加速减速，螺旋输料器速度的变化，熨平板前材料数量的变化以及混合料温度的变化等，都会造成铺层厚度的变化，进而引起平整度的变化，而这些变化都是不利的，应尽量避免。人工对熨平板仰角的调整，同样要引起铺层厚度和平整度的变化，除非必要，在施工中也应避免。

9．工作段起点和终点的摊铺

每个工作面的摊铺都包含三个过程:起点的摊铺、中间段的正常摊铺和终点的摊铺。起点的摊铺是摊铺从静止到正常摊铺的过渡段，终点的摊铺则是摊铺机从正常摊铺到静止的过渡段，这两段在摊铺过程中都存在厚度不匀、平整度不好和要进行接头处理的问题，是施工中的一个大难点。如何尽可能缩短这两段的长度，使摊铺工作尽早进入正常摊铺，以提高整个工作段的平整度，是施工中值得重视和研究的问题。

（1）摊铺机的工作过程。摊铺机就位后，装运沥青混合料的自卸车对准接收料斗倒车，直到汽车后轮与摊铺机料斗前的顶推辊相接触，自卸车车箱升起，将沥青混合料卸入摊铺机的接料斗内；位于接料斗底部的刮料输送器以一定的转速刮料，将料斗内的沥青混合料连续均匀地向后输送到熨平装置和螺旋摊铺器之间的下承层上；螺旋摊铺器再将这些混合料沿摊铺机的整个摊铺宽度向左右横向输送，摊铺在下承层上。摊铺机起步，顶推汽车前进，汽车挂空档。摊铺好的沥青混合料铺层经熨平装置的振捣梁初步捣实，振动熨平板的再次振动预压、整形和熨平而成为一条平整的有一定密实度的铺层，最后经压路机压实而成为合格的路面。在此摊铺过程中，自卸车一直挂空档由摊铺机顶推着同步前进，直至车内混合料全部卸完才开走，另一辆自卸车立即驶来，重复上述作业，继续给摊铺机供料，使摊铺不停顿地进行摊铺作业。

（2）正确选择熨平板的初始工作仰角。以往的经验表明：熨平板的初始工作仰角和摊铺厚度存在一种对应关系，以ABG-423为例，其对应关系可用压实厚度和标尺读数表示如下表：

压实厚度与标尺读数的对应关系

不同类型的摊铺机,这种对应关系可能不同，但都可以通过正常施工时加以总结。在摊铺机处于正常摊铺状态时，不同的松铺厚度都有对应的工作仰角，仰角的大小和标尺的读数又是一一对应的关系，因此，可以建立正常摊铺状态压实厚度和标尺读数的对应关系。某一压实厚度时熨平板的初始工作仰角可采用同一厚度下熨平板正常工作时的仰角。

（3）摊铺机起步之前，熨平板必须加热，加热时间以使熨平板温度接近混合料的摊铺温度为宜。如德国产ABG-423采用丙烷气加热，加热10分钟后开始工作。经验表明，熨平板不加热或加热时间不够，起步20～30m长范围内熨平板往往会下扎，使摊铺厚度变得太薄，且摊铺出来的表面麻面和离析较严重。进一步对熨平板的受力分析可知：熨平板与沥青混合料的温差较大，比如超过100℃以上时，混合料遇冷易粘附在熨平装置的底板下，熨平板底摩阻力增大，阻碍了新混合料进人熨平底板，造成支撑力的减小，熨平板下沉，厚度变薄，并造成表面的麻面。

（4）具备以上条件后，摊铺机要以比正常摊铺时更慢的速度开始摊铺，速度越慢，人工检查及调整厚度、标高的时间就越充足，摊铺机在进入正常摊铺状态前所经过的距离也就越短，路面的平整度也会越好。

（5）摊铺接近终点时，螺旋摊铺器停止供料，熨平板前的料量越来越少，熨平板的阻力变小，其工作仰角会逐渐变小，摊铺厚度慢慢减薄。这个过程在3～5m内完成，厚度减薄2～5mm, 越靠近末端厚度减薄越多。为改善这种状况，摊铺中、下面层时，接近末端lm左右时摊铺机离开，人工将末端2～3m整平，使其厚度、高程等满足要求，碾压完毕后，将末端0.5～lm厚度不符合要求部分铲除。摊铺上面层时，接近末端lm左右时摊铺机离开，人工将末端l～2m整平，在碾压完成后，将末端l～2m厚度、平整度不符合要求的部分铲除。