高速公路路面作业过程中沥青双层摊铺施工技术

2022-12-19 02:22周舟
运输经理世界 2022年24期
关键词:摊铺机压路机双层

周舟

(浙江数智交院科技股份有限公司,浙江 杭州 310010)

1 工程概况

本文以某高速公路建设工程作为研究案例,该项目的总长度设计为43.34km。公路结构的上层材料设计的是细粒式改性沥青混凝土SMA-13(4cm),中层材料设计的是中粒式改性沥青混凝土AC-20(6cm),面层结构的总厚度设计为10cm。

2 沥青双层摊铺技术原理及优势

双层摊铺技术是指利用摊铺机同时完成两种不同材料配比混合料的摊铺任务。站在施工成本角度进行分析,假若施工面积超过13000m2,那么双层摊铺技术的成本相对较低。相对于传统摊铺技术而言,双层摊铺技术的优势主要体现在:

第一,双层摊铺技术可以简化施工流程,可以保证运料车不会碾压沥青面层,避免沥青路面受到污染。

第三,双层摊铺技术节省黏层油的用量,同时可以保证黏层油洒布过程中不会受到污染。

第四,基于双层摊铺技术下完成的沥青路面,表面更为整洁。

第五,有效缩短施工工期,降低施工单位面临的工期压力。

第六,双层摊铺技术可以提高路面的抗变形性能,保持各个结构层之间的紧密性,在一定程度上延长公路的使用寿命。

第七,强化接缝部位的连接强度。传统型的摊铺机都是现场配备多台设备同时进行摊铺,但是接缝部位连接不密实,这种施工方式容易出现骨料离析现象,进而导致裂缝出现。水稳层铺设的厚度、宽度比较大,双层摊铺方式都是一次性碾压作业,这样可以保证基层部位形成良好的板体结构。相较之传统的分层摊铺作业而言,双层摊铺施工技术的抗拉伸、抗冲击强度都有明显的提升,所以可以有效规避路面下沉、龟裂等质量缺陷,其对于路面质量有巨大的提升作用。

第八,降低离析现象出现的可能性。双层摊铺施工技术能够在摊铺碎石基层的过程中直接加大输料规模、降低螺旋转速、延长螺旋的直径、扩大输料的宽度、降低布料机的转速,保证输料过程中不会出现横向离析现象。

此外,可以结合实际摊铺的情况在齿轮箱附近加装可调节旋转叶片,完成优化措施以后,摊铺机可以根据摊铺的厚度自动改变叶片的数据及转动的角度,促使布料均匀充分,这样可以有效保证混合料不会出现离析现象,且摊铺作业完成以后的平整度也可以得到保障。

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3 施工要点分析

3.1 拌和

采用双层摊铺技术时,应将两种级配不同的混合料同时进行摊铺,即上面层与中面层同时进行摊铺作业。施工单位需要配备2 台搅拌设备,同时开展混合料搅拌作业,虽然施工工艺存在差异性,但是原材料的配比与常规性工艺使用的原材料完全相同。实际施工中,施工单位需要配备2 台拌和设备,拌和设备的生产效率为210t/h。改性沥青混合料的实际生产量按照额定生产率的70%进行计算,所以每台拌和设备的实际生产量应该为147t/h,达到此类生产能力才可以满足实际摊铺作业对于原材料的需求。

3.2 摊铺

3.2.1 正式摊铺之前的准备工作。第一,摊铺作业进行之前,应该结合施工要求对下面层的平整度、压实度进行检验。第二,因同时摊铺2 种不同的混合料,所以需要配备2 台拌和设备。混合料摊铺之前,应该精准估算出结构层所需的摊铺量,由此确定出拌和量,必须保证混合料的拌和量与实际需求量一致。第三,双层摊铺作业之前,预热熨平板。摊铺作业前几个小时,需要对熨平设备进行预热,当熨平板的温度不低于100℃时,可以开始进行摊铺作业。

3.2.2 采用双层摊铺机进行施工时,摊铺机的结构组件主要包括2 个运料装置、2 个熨平板、2 个料斗和2 个布料器。双层摊铺机内置的熨平板设计有调节功能,摊铺混合料的过程中可以将熨平板作为平衡设备。除此之外,双层摊铺机还额外加装了1 个物料运转构件,使其可以交替运输不同类型的沥青混合料。

3.2.3 在正式摊铺作业前,施工人员需先调节熨平板的技术参数,保证熨平板的角度、高度符合设计要求。摊铺过程中,假若发现混合料出现离析现象,那么施工人员应暂停摊铺作业,对混合料进行处理。通过试验段确定沥青路面的碾压次数。在碾压过程中,压路机尽量避免紧急制动,不得出现突然性转向,以此提高沥青路面的施工质量[1-2]。

3.3 压实

沥青路面碾压前,要根据项目的实际情况合理安排碾压设备。双层摊铺技术下的碾压作业与传统摊铺技术的碾压方式差异不大,都需要经过3 个碾压阶段:首先,初压阶段。使用4t 压路机进行碾压,碾压次数2~3 次即可。其次,复压阶段。施工单位提前准备3 台压路机,压路机的规格为10t,单次碾压的次数控制在5~6 次。最后,终压阶段。目的是消除轮迹,只需要配备1 台12t 压路机即可,碾压次数为2~4 次。压路机运行过程中不得出现紧急制动。若沥青混合料的温度比较低,不宜重复碾压,可能导致混合料中的粗集料破碎。摊铺作业及碾压作业过程中,一旦发现质量缺陷应该立即进行修补处理。

压路机碾压过程中不得出现混合料推移现象。若使用钢轮压路机进行碾压,则应适当洒水,避免出现质量缺陷。

3.4 接缝处理

实际施工中,应用双层摊铺技术摊铺的沥青层较厚,应尽量避免设置接缝,一次摊铺成型。若必须设置纵向接缝,则应该提前对熨平板进行调节。若摊铺过程中中断摊铺持续的时间>2h,则应在摊铺的尾端做好接茬工作。摊铺之前,项目经理根据设计图纸提供的技术指标确定合理的松铺系数,以保证成型的沥青路面厚度满足设计要求。若出现纵向冷接缝时,在摊铺作业前应该将斜向部位铲除。将铲除断面设置为垂直面,在垂直面涂刷乳化沥青,重新摊铺新料。摊铺完成后将多余的料铲除,再次进行碾压作业。

3.5 养护

当以上施工工序全部完成以后,施工人员应该对沥青路面进行取芯检测,对沥青路面的压实度进行检测,若检测不合格则需要作返工处理。当检测合格以后则可以进行养护作业,养护的时间控制为7d。将塑料薄膜覆盖在沥青路面表面,并洒水进行养护。养护过程中确保沥青路面始终处于湿润状态,保证沥青路面的施工质量。

3.6 沥青路面双层摊铺施工质量检测

实际施工中,项目采用的是双层摊铺技术,同时进行中面层和上面层部位沥青混合料的摊铺,可以有效提升骨料之间的嵌挤效果。施工完成后取芯检测发现中面层、上面层的质量满足设计及规范要求,达到了预期的施工效果。

检测沥青路面渗水系数。若沥青路面碾压不密实,会使积水顺着缝隙进入路面结构中,在长时间的行车荷载影响下,会导致沥青面层出现离析现象,在未得到及时处理的情况下,沥青路面会出现开裂。具体情况如表1 所示。

由表1 可知,双层摊铺技术的渗水系数相对较小,主要是因为双层摊铺技术同时摊铺上下面层,促使上下层形成一个整体结构,结构层的封水效果比较强。

表1 传统摊铺和双层摊铺渗水系数检测

两种不同的摊铺工艺的对比结果如表2 所示。

由表2 可以发现,采用双层摊铺技术进行施工上面层的空隙率比较低,路面的密实度非常高,施工质量符合设计及规范要求。

表2 传统摊铺和双层摊铺上面层密实度检测

3.7 双层摊铺机作业过程控制

摊铺作业前几个小时,需要对熨平设备进行预热,当熨平板的温度不低于100℃时可以开始进行摊铺作业。准备充足的燃料,保证摊铺机能够连续摊铺作业。摊铺过程中保证熨平板不会出现突然下沉现象,摊铺机重新启动以后,摊铺面形成凹陷性会在一定程度上影响路面的平整度。

施工现场需派专人负责指挥运料车有序卸料,上面层混合料、中面层混合料运输车应该分列排序,在车厢比较明显的部位作出标记,避免出现混料现象。摊铺之前施工现场至少停驻5 辆运料车处于等待状态,以保证摊铺作业的连续性。

双层摊铺机运行的速度保持在2m/min。摊铺过程中,摊铺机不得随意转变摊铺方向,切忌紧急制动,运输车应将挡位挂至空挡,依靠摊铺机推动不断向前行驶。中面层的摊铺厚度为7cm,上面层的摊铺厚度为3cm,布料机距离摊铺面分别为30cm、15cm。将前料门的开口度与最大粒径进行匹配,促使布料器内的混合料高度保持一致,混合料在布料器中的高度保持在2/3 以上。

上面层与中面层全部使用非接触式平衡梁控制摊铺厚度,其中中面层的基准梁长度为8m,上面层的基准梁长度为2m,摊铺作业之前各配备1 套。摊铺过程中,设置专人负责清理履带前侧的杂料,且应该委派专人负责看护传感器,避免损毁。

摊铺作业开始以后,管理人员先指挥卸除上面层的混合料,将运输车内的混合料卸至料斗内,然后卸载中面层混合料,将中面层混合料卸载至下料口内,料斗装满以后开始摊铺。先启动中面层的布料机,然后启动上面层的布料机,保证混合料摊铺均匀,完成两层同时摊铺。当料斗内的混合料不足1/3 时,将料斗一次装满,然后继续摊铺,摊铺机运行速度控制在2m/min。

摊铺作业开始的初期阶段,可以适当加大摊铺厚度的检测频率。在实践时,检测人员应该先检测中面层的摊铺厚度及横坡等内容,一旦不符合设计要求,则需要立即进行整改。调整完成以后不得随意更改,然后检查第二层的摊铺厚度。若中面层的熨平板提高以后,那么管理人员应该通过手动的方式调整摊铺机的仰角,同时对熨平板的角度进行调整,保证总摊铺厚度、上面层的摊铺厚度符合设计要求。手动调整应控制在10m 范围内,摊铺机自动控制系统会自动调整仰角。

压路机紧随摊铺机进行碾压作业,压路机按照梯队形式分布,层次明确。首次碾压选择使用钢轮压路机,压路机移动的速度控制在25~33m/min,按照由外向内的顺序进行碾压,碾压2 遍;复压选择使用30t的胶轮压路机,碾压的速度保持在58~75m/min,碾压按照由中心向两侧的顺序;然后使用双钢轮压路机进行碾压,碾压的速度保持在66~83m/min,碾压次数为2 遍;最后使用双钢轮压路机进行碾压,碾压速度为33~50m/min,碾压2 遍即可。

4 结语

综上所述,在高速公路建设工程中,应用双层摊铺技术可以有效提高面层的施工质量,缩短施工工期,降低施工单位的施工成本。经过检测发现,各项质量控制指标均符合设计要求。整体而言,采用双层摊铺技术进行施工可以取得良好的经济效益与社会效益。

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