高速公路沥青路面摊铺机摊铺施工技术

2020-12-01李鹏麟杨勇

运输经理世界 2020年4期

文∕李鹏麟、杨勇

1 前言

沥青路面摊铺作业环节，为公路项目最核心的施工环节，公路沥青路面摊铺作业的质量水平对于项目的质量存在直接的影响，也会给最终的交通运行安全性产生比较大的影响，公路沥青摊铺作业阶段，应该全面的开展质量管理和控制，要进行必要的管控，使得各项技术指标符合要求，最终可以达到技术标准的要求，满足当前的交通运行标准。

2 沥青路面性能

2.1 沥青路面性能研究

2.1.1 水稳定性

如果无法将公路工程的积水排出去，就会导致其进入到结构内部，再经过车辆反复的碾压重力影响，导致其路面结构损坏比较严重，甚至出现损坏的情况。抗渗能力如果严重不足，路面稳定性与基层稳定性无法满足要求。因此，沥青路面抗渗效果应该达到要求，特别是潮湿的区域内。

2.1.2 高温稳定性

温度的上升会导致沥青路面刚性与强度的下降。在高温的季节中经过车辆载荷的持续作用，为了能够避免在该环节中出现路面波浪、推移、车辙等危害，要具备一定的高温稳定性。

2.1.3 低温抗裂性

低温环境中，沥青路面极易出现收缩变形的问题，弹性模量变大且出现脆性反应，所以在环境温度相对较低的区域极易出现低温开裂的问题。再加上很多外力的作用影响，导致裂缝的位置存在结构破碎损坏。

2.1.4 平整性

路面平整性也是极为重要的技术指标，这是整个施工过程全面控制的关键。而平整性会给车辆运行的舒适度、安全性带来直接的影响，需要严格控制。

2.1.5 耐疲劳性

耐疲劳性就是在温度、日照、空气、水分等多个因素的持续作用和影响，路面的抵抗性能下降。这些因素的共同作用之下，沥青路面不会失去黏性，脆性上升，再加上车辆荷载的连续作用导致出现脆裂的问题，严重者还会导致沥青与矿料的分离，进而导致松散损坏。

3 工程概述

某高速公路项目处于我国北方地区中，在设计方案确定前，设计人员应该综合分析当地的气候条件。经过深入分析，该项目所处地区为冬暖夏热，四季比较明显，其中一月温度最低（-7℃～－31℃），八月温度最高（25℃-39℃），昼夜温差是比较大的，光照时间也比较长。本次设计方案中确定，公路路面的厚度尺寸为22cm。方案中规定了具体的结构形式，其自上而下分为三层，即：上面层是4cm 厚的AC-13C 型细粒式改性沥青混凝土，具备一定的耐磨性，同时达到降噪的要求；中间层是6cm 厚的AC-20C 型中粒式沥青混凝土，具备一定的抗裂性与防水性；下面层为12cm 厚的ATB-25 型密级配沥青稳定碎石，能够达到抗疲劳性的要求，满足承载性的标准。

4 沥青路面施工准备

4.1 原材料准备

材料的选择尤为关键，主要是有原材料的选择、运输与存放等多个环节。因为该高速公路项目为北方地区项目，附近区域内有生产施工原材料的企业，所以采用就近选取材料的方式，能够降低成本，还能够达到连续施工的要求。采用SBS 沥青施工在上中间位置上作为防水层的结构，能够提高综合性能，而根据技术要求将AH-70 作为下面层原料。原材料的质量要求比较高，质地硬度达到要求，耐磨性符合标准要求，色泽是统一的。利用反击式随时机进行反复的捣砸处理，能够避免存在任何针片形式的杂质与其他有害物质。

该工程中的下层部分选用的是粒径在10cm 以上的戈壁卵石，上面层是利用8mm 筛进行处理的细料砂材料，石屑则选择使用的是石灰岩石屑。沥青混合料填料选择应用的是石灰岩经过处理之后形成矿粉，洁净度符合标准，泥土含量比较少，技术参数指标为K＜1.0、Q＜4%，其中K 指的是亲水系数，Q 指的是塑性指数。矿粉细度要严格控制，否则将会导致施工难度比较高，会出现矿粉对于水稳定性不足的情况，同时矿粉也不能过粗，否则将难以和沥青形成反应，性能也会出现下降的情况。

4.2 质量控制

公路工程沥青路面在原材料准备环节，需要保证其各项技术指标符合要求，检测与控制人员应该结合设计方案的要求来实现原材料的检测，进入到现场之前仅仅要做好全面的检查，任何不合格的材料都不能进入到施工现场。为了防止出现质量不合格材料，要分批次进行抽检，全部合格才能运输到施工现场。在进入到现场后，根据材料的性质、规格与施工位置进行合理存放，确保材料整齐统一，合理进行堆放处理，并且定期的管理和维护处理。

5 机械组合和使用

公路工程沥青路面质量很多情况下都会受到原材料与工艺的影响，此外与现场的施工机械也存在着直接的关系。比如压路机数量影响施工效率，压路机压实功率和碾压结果存在直接影响。结合本次高速公路项目的实际情况，搅拌机的工作效率应该达到250t/h，摊铺机数量至少是两台，满足工程的使用标准。

6 施工

6.1 沥青混合料运输和温度控制

沥青混合物运输采用40 台30t 自卸车进行材料的运输，车厢内部不能存在任何杂质如有必要，可以在表面涂刷一层防粘层，装载阶段禁止出现材料离析的情况。施工便道要进行随时维护处理，同时在运输到现场，有专人进行检查和指挥。沥青硬化阶段，应该由专人进行管理和控制。保证温度达到要求，压实制度合格，试件成型温度与标准密度是正比关系，也就是说温度越高，标准密度也会越大，试件通常的成型温度在130～140℃之间。本次高速公路的气候条件比较特殊，夏秋季节下环境温度较高，所以试件温度控制比较关键，应该在当前技术标准条件下提升10℃。表1 列出了各个试件的成型温度。

表1 试件成型温度表（温度-℃）

6.2 摊铺

摊铺施工开始之前，要在前1h 进行熨平板的预热处理，能够提升铺层熨烫的施工效果，确保路面平整性合格。本次施工中，采用的是两台摊铺机连续作业的方式，可以实现沥青路面连续摊铺施工，防止出现材料离析的情况，确保初始压力达到要求，且碾压温度符合标准，摊铺质量合格。摊铺速度的控制会给沥青路面质量产生直接的影响，摊铺前就要进行计算确定具体的摊铺施工速度，要保证均匀、缓慢进行，连续摊铺作业施工。禁止在施工中调整作业速度，也不能随时终止运行。不能在运料车到达终点时就开始卸料摊铺，需要确保多辆运输车辆同时到达使用现场才可以进行卸料摊铺施工。摊铺速度应该达到要求，以满足表面平整性与压实度的标准。标高与厚度会给沥青路面产生直接的影响，需要严格控制。本次施工中采用的是ABG-423 型摊铺机，其系统内集成有自动找平系统，可以使得路面平整性与标高符合要求。为了能够让路面基层平整度达标，下面层应用的是高程控制方式，两侧钢丝引导法。要根据工程的需要进行底基层的调整，能够有效地处理掉桥面安装之后存在的标高高差缺陷。沥青摊铺厚度要严格控制，确保两侧的平整，防止出现跳车的问题。

6.3 碾压

碾压施工可以实现公路路面使用寿命的延长，能够保证路面的稳定性、抗压性合格，所以该工程选择使用4000 型拌和机、福格勒双钢轮压路机和25t 胶轮压路机，可以确保碾压质量符合标准。沥青路面分为三层，每层的材料都是不同的，碾压的力度、顺序、遍数也是不同的，且压路机组合方式不同。比如，下面层为ATB-25 型密级配沥青稳定碎石，可以通过应用25t 胶轮压路机碾压，遍数在两遍以上，能够降低热量流失，提升防水效果。上面层为AC-13C 型细粒式改性沥青混凝土，冷却速度是非常快的，厚度也比较小，为了能够提高施工水平，保证沥青路面平整性与压实度合格，通过福格勒双钢轮压路机开展碾压施工。在具体的碾压作业阶段，要让碾压作业顺利开展，还要禁止出现漏压或者过压的情况。碾压温度也是极为关键的，一般来说，温度应该达到140℃以上，这种情况下可以达到技术标准要求，还能够根据实际情况做出调整。碾压速度也是关键技术参数，本次施工中，整体摊铺速度为2.4km/h，最好的初压速度为3.0km/h，各个环节都要考虑到设备、技术标准、施工环境等来确定碾压速度。

6.4 检测结果

在该工程竣工验收合格之后，各项技术参数符合要求，截图的参数如下所示：平整度各个位置都符合技术标准，没有任何缺陷问题，工程总体平均值为0.78，IRI 为1.15m/km；单位长中的弯沉率能够达到技术标准和要求，经过评分之后可以达到99。上述指标都达到要求，能够符合技术标准。

7 碾压质量控制考虑因素及措施

7.1 碾压质量控制考虑因素

在项目施工中因为原材料、工艺、设备、人员、检测等方面都会造成影响，同时还需要考虑到环境因素，比如地质条件、气候环境等，并且考虑到当地的政府发布的相关政策、周边居民配合程度等，这些都是质量影响因素，要全部考虑在内，以更好地保证整个项目的质量符合标准的要求。

7.1.1 混合料温度

该方面会给沥青混合料的压实质量产生直接的影响，如果温度比较低，会导致碾压过程中难度比较高，集料颗粒中的沥青油膜年度过大而导致其各个颗粒无法实现滑动，颗粒也就不能按照要求进行排列，会影响压实度与平整度方面。

7.1.2 压实层的厚度

路基、路面底基层和基层在压实中，厚度越大则碾压之后的密实度越高。而沥青面层则规律与之相反，其厚度越小，会导致碾压的密实度越高。主要是因为薄层沥青混合料的热量流失速度较快，温度降低也比较快，造成压实效果比较差。

7.1.3 压实速度和遍数

碾压速度和碾压遍数是相互制约和影响的。碾压速度比较快的情况，要想达到碾压质量的要求则碾压遍数也会增多，所以会导致施工效率的降低。因此，科学的确定碾压速度可以缩短施工的时间，促进施工效率的提升。通常情况下，碾压施工速度要控制在2～4km/h之间，轮胎压路机一般要控制在5km/h 以下。如果碾压速度过快，会出现路面推移或者裂纹的情况，而速度过小会影响摊铺与压实的质量。当前我国在确定碾压速度时，应该确保混合料碾压质量达标的基础之下，能够尽量地提升碾压速度，减少碾压遍数，以提升施工效率。