双层摊铺机在沥青路面施工中的应用要点

张 国 华

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

在我国高速公路施工中，传统沥青路面采用了分层摊铺、分层碾压的施工工艺，路面分三层施工。层间粘结采取封层、粘层等措施，但从实际使用效果来看，由于摊铺厚度过薄，热量损失过快，导致层间连接无法形成有效嵌锁，层间连接仍是薄弱环节，在行车载荷作用线，容易造成路面层间滑动，不仅面层施工工作量大、造价高，且路面容易发生早期破坏。

采用双层沥青路面摊铺机进行复合式沥青混合料面层施工，有效解决了沥青路面裂缝、变形、粒料剥落等病害问题，是一种施工工艺的革命性变革，使粘结层沥青得到很好的预压实，并使两层沥青在“热+热”状态下的粘合，增强了层间粘结力，有效提高路面质量，延长公路使用寿命。2010年，在我省(山西)忻保高速水稳基层中进行了应用，效果良好。

1 双层摊铺机

1997年，专门的双层摊铺机在德国诞生并应用于实际工程，是一种创新的沥青路面施工工艺，实现将磨耗层和粘结层用一个双层摊铺机分层一次性摊铺完成。之后，在瑞典、德国、荷兰、俄罗斯及日本等国得到了广泛应用。我国自2006年开始引进第一台双层摊铺机，在一些高等级路面施工中进行了有效尝试，基层和路面铺筑的效果显著。

双层摊铺技术的关键设备是双层摊铺机。双层摊铺机通过将两套摊铺机前后安装在一起实现上下面层混合料同步摊铺的目的。联合给料机是另一关键设备，其作用在于高效率的将不同面层的混合料交替输送至两个料斗中，配合并确保双层摊铺机连续均匀进行摊铺。最后使用压路机组成碾压机组实现两个面层压实作业的一次完成。

使用双层摊铺机进行施工时，上下层混合料同时摊铺，上面层混合料形成对下面层料的保温效果，可将下面层料的热量有效利用起来，表现为面层混合料热量失散显著减少，使得在较高温度下显著提高路面压实度。研究表明，与传统分层摊铺下路面上面层一般为4 cm相比，双层摊铺后形成的路面上下层粘结效果及密实度显著，双层摊铺下的上面层可减少到2 cm厚，有利于降低工程成本，且路面性能显著提升，使用寿命有效延长。

2 技术原理

沥青面层采用双层摊铺技术，可有效提高路面的使用性能、耐久性及防水性。其主要是通过以下原理实现的：

1)上下层混合料实现了“热+热”摊铺，使得两层混合料的粒料具有相互嵌入的效果，使得上下层间的粘结效果得到显著改善，实现了粘结料间的相互融合，比“热+冷”摊铺下不同粘结料间的粘结效果明显提高。

2)提高沥青混合料的压实度。采用双层摊铺机施工，延缓混合料温度降低过程，降温时间显著延长，保证有足够时间来碾压，有助于实现在较高温度下的碾压，可显著提升路面压实度，使得路面的路用性能指标大幅提高。

3 关键施工工艺

在新建某高速施工中，采用的路面结构形式为：4 cm AC-13+6 cm AC-20，为确保路面表面磨耗层充分密实，决定采用双层摊铺机进行施工，以有效解决路面水损坏、早期破坏严重的问题。在施工中，合理进行优化AC-13和AC-20油石比的调整，将其分别由4.8%，4.3%调整为4.6%，4.2%，且路面性能不降低。为确保混合料摊铺质量，要求施工现场的地表温度不得低于0 ℃，施工中遭遇雨雪天气时应停止施工。

3.1 施工准备

进行路面下卧层处理，确保基层干净密实，进行透层或粘层施工。

采用双层摊铺机，中上面层一次摊铺成型，须对下面层平整度严格把关。为保证路面平整度达到要求，进行施工前的基层或下卧层平整度检查，用3 m直尺测量要求最大不超过6 mm。否则，对不合格部位进行铣刨处理后，方可进行双层摊铺。

施工前，应进行双层摊铺机、联合给料机等施工机具的检查和调试，将施工机具故障导致出现停工予以杜绝，实现连续均匀摊铺。

在路面进行上下层厚度及级配优化调整设计时，须综合考虑最大骨料粒径、路面承载性能要求等因素后合理确定上下层厚度。

3.2 混合料拌和

拌合楼采用的是两台日工4000型沥青拌合站，分别进行上、下层沥青混合料的生产，各项性能指标符合设计要求。

为确保路面具有较高的压实度，可合理进行优化调整上下层料的施工配合比。

3.3 混合料运输

供料及时和摊铺连续是保证路面平整度的关键之一。在施工中，应根据施工组织和施工现场实际情况，确保生产能力、运输能力和施工现场混合料的摊铺要求相匹配，运输能力应略有富余。

上、下层沥青混合料由不同的拌合站分别生产，使用运料车运至施工现场。运送不同规格混合料的卡车，需标示不同标记。

运输途中采取避免热量散失的有效措施，确保运至现场的混合料具有尽可能高的碾压温度。

由转运车将运至现场的混合料输送入摊铺机不同的料斗中。

3.4 混合料摊铺

摊铺设备采用戴纳派克F300CS-AM300摊铺机及专用转运车。双层摊铺机具备两套独立的供料，撒布，预压系统和一套共用的行走系统，能够将两层沥青混合料依次摊铺下卧层上。

在路面施工中，路面设计宽度为10.5 m，采用的双层沥青摊铺机最大摊铺宽度为11.5 m，可满足要求。摊铺过程中，上下面层的混合料松铺系数分别按1.1和1.15进行控制。摊铺机前进速度按2 m/min进行控制。

摊铺开始前，先用转运车向摊铺机的上受料仓中输送上面层混合料，再用转运车往摊铺机的下受料仓中输送下面层混合料(见图1，图2)。

正式开始摊铺作业时，先进行下面层摊铺，则应先进行下面层出料仓口的开启，后进行上面层出料仓口的开启，开始进行上下面层的同步摊铺作业。

在摊铺过程中，指定专人进行受料仓混合料余量观测，指挥转运车分别向摊铺机的上下料仓交替进行混合料的输送。

为确保路面摊铺质量，保证摊铺厚度均匀，须根据松铺厚度重视起步阶段进行的仰角调整操作，要求整个调整过程结束须不超过10 m的摊铺长度。在摊铺机起步开始进行摊铺作业时，在下面层熨平板手动调整完毕后，应立即进行上面层熨平板的调整(见图3)，以确保路面厚度符合设计要求。

3.5 混合料碾压

初压时，要求使用2台双钢轮压路机分半幅进行作业，共碾压两遍，第1遍为前静后振，第2遍为振压，按1.5 km/h～2 km/h

进行碾压速度控制。复压时，要求使用2台钢轮压路机碾压3遍，按3 km/h～4 km/h的碾压速度进行控制。终压时，要求使用双钢轮压路机静压两遍，以消除轮迹。

将压路机驱动轮面对摊铺机方向，防止上、下层混合料产生推移。禁止采用胶轮压路机进行碾压。

经取芯检测(见图4)，路面压实度、平整度等路用性能指标均符合设计要求。

4 双层摊铺技术优缺点

使用双层摊铺机进行沥青混凝土路面铺筑，可以使混合料保持较高温度，能够以较小压实功和较少的碾压遍数达到要求的压实度。路面使用性能和耐久性优于分层摊铺成型的路面，有效提高沥青混凝土路面施工质量。

双层摊铺使得上下面层间的粘结效果显著提高，是一种解决分层摊铺层间易污染的最有效途径，且上下层间的温度散失变慢，有利于提高路面整体压实效果，延长路面使用寿命。可进行路面结构的优化，减少磨耗层厚度。施工周期大大缩短，还可将混合料油石比降低，无需进行分层摊铺下的粘层油喷洒，节约工程成本。

与分层摊铺相比，双层摊铺技术须使用两台拌合楼分别进行上下层混合料的生产。摊铺机组转移不便，不适合于化整为零的施工情况。采用的摊铺机最大摊铺宽度是决定路面能否适用的因素之一，目前的双层摊铺机只能满足高速公路双向四车道的施工。双层摊铺的施工成本受铺筑面积制约大，适用于大段落工作面的工程。

双层摊铺技术是对分层摊铺施工的一次革命性创新，能大大提高公路路面的使用寿命。虽然存在一些不足，但随着科研的投入各技术的发展，双层摊铺技术能够得到发展和大规模应用，避免高速公路过早的出现早期病害，延长沥青路面使用寿命，在我国具有良好的发展和应用前景。

参考文献：

[1] 赵桂香,王善伟,韩霄鹏.沥青路面双层摊铺技术研究[J].建筑工程技术与设计，2015(16)：77-78.

[2] 张海林.沥青路面双层摊铺的施工和工艺特性[J].山西建筑，2016，42(13)：150-151.