沥青路面施工中双层摊铺施工技术及质量控制

2021-12-02彭磊

科技创新与应用 2021年34期

彭磊

（邳州市交通工程有限公司，江苏邳州 221300）

沥青面层双层摊铺技术的核心在于能同时完成沥青粘接层与磨耗层的摊铺施工，这一工艺将原本含有不同配比、两层单独铺筑的沥青混合料转变为一层复合式沥青混合料。该技术同时摊铺两层热沥青混合料，具有在一定程度降低上面层厚度的作用，因此这一技术的应用可以在一定程度上减少公路的建设费用。

1 沥青路面双层摊铺工艺的优势

双层摊铺工艺的摊铺厚度在8-12cm，这一厚度是传统施工工艺沥青摊铺厚度的1.5-3 倍，摊铺后混合料温度下降得到明显延迟，在恶劣天气、低温环境下受到的影响更小，能为混合料的碾压提供足够的时间，这能确保碾压后的密实度达标。

双层摊铺工艺通过柔接柔、热接热的摊铺工艺，让中上面层的沥青混合料颗粒得以相互嵌入，沥青混合材料得以结合，因此沥青混合料结合效果可以得到提高，因此沥青面层两层之间的粘接力更强，这能明显减少面层沥青出现凸包、龟裂等常见病害。

粘层油的价格在每吨6000 元左右，按照沥青路面施工技术规范，每平方米的粘层需要撒布0.3-0.7kg 的粘层油，双层摊铺技术的应用可以减少层间处治措施的应用，连续式热接触的应用可以有效减少粘层的施工费用。

双面摊铺能增加混合料的摊铺及碾压厚度，可以明显减少温度流失，使混合料的温度得到保障，这能提高混合料的碾压效果，降低空隙率，提高压实度，能明显提高路面施工质量。

传统施工工艺采用分层摊铺、逐层压实的方法，路面施工厚度在4-8cm 左右，完成下承层的施工后要彻底清扫层间，撒布粘层油之后才能施工上面层。双层摊铺工艺下，上下层沥青混合料同时进行摊铺及碾压，这能明显节约施工时间，施工效率得到明显提高，机械及人员得到充分利用，特别适合应用于工期较紧的高速公路工程。

双层摊铺工艺下，路面中间层的作用在于发挥抗剪力，上面层作为磨耗层，其厚度在1.5-3cm 左右。这一工艺下的磨耗层厚度减少，中间面层厚度增加，路面结构得到优化，能明显延长路面的使用寿命。应用双层摊铺工艺时，以确保质量为前提适当增加中面层，降低磨耗层厚度，通过双层共同摊铺来形成具有较强稳定性的结构层，可以很好地减少路面磨损及维修，可以实现沥青面层、磨耗层及粘接层同步进行大修，这能方便路面的维护，减少反复维护。

2 沥青路面施工中双层摊铺施工技术

2.1 施工前准备工作

摊铺前一天要对面层进行清扫，均匀喷洒粘层油，喷洒时要注意预防顶面被污染，完成喷洒后实施交通封闭。中、上面层沥青混合料的厚度、级配不同，因此宜采用2 台沥青拌合楼分别生产。严格控制加热温度及拌合时间，完成当日铺筑后要对摊铺厚度进行检查，将资料打印存档。合理确定中、上面层的沥青混合料生产比例，结合沥青混合料的生产能力、运输车辆载重能力、运输距离、摊铺机摊铺速度等来确定运输车辆的数量，施工过程中要动态调整。要注意生产、运输、摊铺的配合，为实现连续摊铺提供保障。

要合理配置混合料拌合设备。一般而言，当路面结构组合为3cm+7cm 或者是4cm+6cm 时，选择3000型+4000 型拌合站来协调供料能取得最优效果；当路面结构采用2cm+8cm 的组合时选用3000 型+5000 型拌合站来协调供料效果最理想。

要合理确定混合料的运输能力。双层摊铺要求连续施工，这就对混合料的运输能力提出了比较高的要求，不能由于混合料供应问题而对正常摊铺造成制约，混合料运输车辆要求不低于40t，开始作业前要确保摊铺机前至少停放了5 辆混合料运输车。当拌合站与施工现场的距离不超过4km 时，每公里运距可配置2-3 台混合料运输车；当拌合站与施工现场的距离不超过10km时，每公里运距可配置3-4 台混合料运输车；当拌合站与施工现场的距离超过10km 时，每公里运距可配置4-5 台混合料运输车。要强化对摊铺现场车辆的管理，安排专人对车辆进行指挥；采用不同的种类来标识不同种类的混合料运输车；两种混合料运输车辆要布置为2 列，车辆之间的间隔要介于20-30m。

摊铺作业开始之前，要按照工程实际的要求来验收下面层的压实度及平整度等。双层摊铺之作业开始前要预热熨平设备，要确保中面层熨平板的温度不低于100℃。

2.2 双层摊铺施工形式及双层摊铺的实现

2.2.1 双层摊铺的施工形式分析

双层摊铺工艺可以划分为热接热与热接暖这两种工艺。热接热采用专用双层沥青混凝土摊铺机器，专门的混合料经专门的运输设备运输到摊铺机，一次摊铺不同厚度、不同配比的中、上面层沥青混合料，之后使用压实设备将中、上面层的沥青混合料同步碾压成型。这种专用摊铺机的熨平板带有压实功能，可实现对中面摊铺层的预压实。这一工艺与两套运输设备分别对两台摊铺机供料，由两台摊铺机一次摊铺后使用一套压实机械共同碾压，实现“热接暖”摊铺施工工艺比较能明显提高施工效率，可以简化组织协调工作，能有效避免两个作业面的干扰，可以很好地避免上层摊铺施工时影响到下层，层间粘接效果及平整度均更好，还能减少人员配置，提高施工效率。两种工艺的技术差异比较大，热接热采用的是一台双层摊铺机，热接暖则需要两台摊铺机进行前后作业；就摊铺机上，热接热采用的是特殊双层摊铺机，热接暖则是普通摊铺机；就摊铺宽度上来看，热接热的摊铺厚度为3.0-11.75m，热接暖的摊铺厚度为3.0-12.5m；就转运车来看，热接热需要特别配置的转运车，热接暖则无需特别配置；就物料运输便道来看，热接热不需要物料运输便道，热接暖则必须有物料运输便道；就纵向接缝上来看，两种工艺都不需要设置纵向接缝；就压路机需求上来看，热接热需要一组压路机，热接暖则需要两组；就下沥青层热能的利用效果上来看，热接热可以充分利用下层沥青的热能，热接暖则只能利用一部分。

2.2.2 双层摊铺的实现

施工时要预热熨平板，摊铺时要结合摊铺速度、厚度、混合料特性等确定熨平板振动夯锤及振动器的频率及幅度，这样才能确保初始密实度及平整度足够。专人指挥车辆卸料。摊铺机的行驶速度及方向要严格按照规定，缓慢转向、启停。摊铺开始时要重点检查摊铺厚度。碾压时压路机要梯队行驶，层次要分明。

3 沥青路面施工中双层摊铺施工质量控制

3.1 控制拌合

对采用双层摊铺的路面，需要结合双层摊铺施工的特点来调整、优化面层的级配及厚度。确定层厚时要充分考虑到路面承载设计及最大骨料粒径，控制中面层、上面层的厚度之和介于10-12cm。为了改善结构层受力、降低成本，磨耗层的厚度可以适当降低。中、上面层的沥青混合料厚度通常介于4-10cm、2.5-4cm。

为了确保摊铺连续，要确保混合料连续、及时供应，这就对沥青混合料的拌合提出较高要求。当沥青混凝土路面结构层厚度较大，混合料用量多时，时常会出现一个拌合站不能满足摊铺要求的情况，这时就要使用两个甚至两个以上的拌合站供料。要注意控制拌合站生产的沥青混合料，对其性能指标进行检测，确保满足要求。控制集料及沥青的加热温度、拌合时间、拌合均匀程度，不能出现离析、焦料、结团成块、白料等问题。

中、上面层沥青混合料的性能指标不同，为了方便管理，宜采用两个拌合站，一个供应中面层混合料，另一个供应上面层沥青混合料。

3.2 控制摊铺接缝

与传统摊铺方式相比，双层摊铺施工工艺的摊铺厚度明显增高，这就造成接缝的高度比较大，因此应当尽可能控制连接及接缝。摊铺时，宽度宜覆盖路面全宽。当需要纵向接缝时，这时可以对上层熨平板的收缩边进行调整，让中上面层的摊铺厚度错开约10cm，让前后摊铺接缝部位实现错缝搭接。

双层摊铺机的中上熨平板间隔距离超过30cm，因此启动时会无法避免地出现一个厚度不一、纵向宽度约30cm 的横接缝，这个横向接缝处理时要比传统工艺的摊铺横缝接头更加麻烦。为了避免横向接缝的产生，所以要尽可能地控制产生数量，摊铺机要尽可能避免频繁启动或停止。当路段中存在较多构造物时，为了减少桥头处理的繁琐程度，要尽量结合路面结构层的设计来确定桥面的铺装厚度。当完成摊铺碾压后，为了预防路面变形，开放交通之前路面应当冷却36h 以上。

3.3 控制摊铺及碾压厚度

为了尽可能避免混合料出现离析，确保路面的平整度，摊铺时要确保摊铺速度稳定，通常控制在2-5m/min。控制上下层的摊铺厚度时，可以先将一小块铝板预置于下层的一定位置，当完成下层的铺筑还没有开始上层的铺筑时，将测签插入到铝板并对下层松铺厚度进行测量。完成后将小片薄铝板放置于已经铺筑还未压实的下层表面，待完成上层摊铺后挖开铝板部位对上层松铺厚度进行测量，完成检测后整平路面恢复原状。完成路面压实后，对放置铝板的部位进行无损检测，根据雷达波反射铝板信号来测定上下层的压实厚度。

下层混合料的预压实度宜控制在90%，过小则容易造成下层摊铺后的原始结构层稳定性不强，当压路机碾压或摊铺上层混合料时容易出现推移；过大则原始结构层会在一定程度上抵抗压路机，同步压实时不利于结构层粒料的错动滑移及结构重组，后期结构密实度受到影响从而影响压实度。

4 工程实例

4.1 工程概述

某高速公路工程中面层为6cmAC-20，上面层为4cmAC-13，基底层、基层、下面层分别为 20cm、38cm、12cm，总长1820m。甲、乙拌合站距离试验路段5km、30km。

4.2 拌合沥青混合料

甲、乙拌合站距离试验路段5km、30km，运料车满载形成至工作地点所需时间分别为10-15min、1.5h。根据运输距离的不同，拌合站提前工作时间为甲提前1.5h，乙提前 2.5h。

结合双层摊铺工程的需求，甲拌合站负责生产上面层混合料，乙拌合站负责下面层混合料的生产，为避免供料不足引起摊铺中断，摊铺机前应当有一定混合料存量，甲、乙拌合站的混合料储存量分别为150t、200t。

4.3 运输方案

为方便卸料，中面层每车装8 盘，每盘6t，上面层运料车每车4 盘，每盘6t。根据工程实际确定运输车辆为中面层混合料运输车45 辆，上面层混合料运输车10 辆。该面层组合方案的中面层混合料用量为450t，上面层混合料用量为300t。

混合料使用前后都要清扫，车厢板涂洒隔离剂时不能出现隔离剂积聚的情况。车轮轮胎要清洁，不能对路面造成污染。车辆驶离前对覆盖质量进行全面检查，运输全程要注意预防污染、防雨、保温。

4.4 摊铺施工

摊铺控制行进方向时需要通过传感器来进行控制，摊铺施工时要注意杜绝人员在转运车及摊铺机前行走，否则可能会对摊铺效果造成影响。为了方便管理双层摊铺作业，不同的沥青混合料运输车要相互区别，控制料车的间距在25-30m。

双层一次摊铺工艺下沥青混合料的一次碾压厚度也随之增加，可达到10cm，因此在一定程度上增加了碾压的难度。但对沥青混合料而言，较高的摊铺厚度可以减少混合料的温度降低，因此混合料碾压时温度更高，这对压实混合料具有积极作用。考虑到胶轮具有揉搓路面的作用，因此SMA 材料不能使用胶轮压路机进行碾压，针对AC 级别及SMA 级配路面要采用不同的碾压方式。对AC 级配路面进行碾压时，摊铺机摊铺10-30m 后碾压设备紧跟着进行碾压。初压时，采用2台双钢轮压路机从低到高、外侧向内侧往返静压，紧跟摊铺机碾压2 次，控制碾压速度在2km/h。完成初压后立即进行复压，采用两台没有加水的10-13t 的双钢轮振动压路机进行往返碾压，次数为4-6 次。终压时采用1 台13t 双钢轮压路机往返碾压2-4 次，碾压速度为3.5km/h 完成碾压时温度要介于100-120℃（图1）。

图1 沥青路面双层摊铺施工图

施工时要注意严格控制碾压速度，速度控制不当将会引起混合料推移而造成上、下层料混合，要做到能在较高的温度条件下碾压到一定程度，预防温度下降。碾压时，初压、终压速度分别控制在1.5-2km/h、2.5-3.5km/h，完成碾压时平均温度要在120℃以上。振压时要采用低振幅、高频率的模式，压路机的速度要全程匀速，当压路机启动及停止时都要减速，碾压方向及碾压路线需要调整时禁止急转弯，要缓慢变化，碾压时中间部位要有足够重叠。要采用不同的指示牌标识出不同的碾压段落。