基層新攤鋪工藝與技術淺析

崔書東,劉 剛

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司)

隨著高速公路基層與路面的攤鋪施工,技術的發展與質量要求的不斷提高,現行規范要求的雙機并幅呈梯隊方式同步攤鋪的施工工藝,已逐漸不能適應新時期的質量體系要求。現行規范要求的施工工藝技術缺點,主要有以下幾點。

(1)按照現行的施工工藝,離析現象嚴重。

近幾年來全國高速公路建設增長迅速,但大多數高速公路的平均使用壽命不到 5年,這與施工工藝中的離析未得到有效控制有很大關系。溫度離析會導致路面壓實度不均勻,路面空隙率較大,易出現早期損壞。材料離析會導致路面呈現出較差的結構和紋理特性。雙機并幅呈梯隊方式同步攤鋪存在的主要問題是兩機接縫處存在著物料離析問題,當攤鋪含有大粒料的穩定材料或瀝青下面層時尤為嚴重。產生這一現象是攤鋪機存在原理上的固有缺陷。螺旋外端的螺旋槽與前擋料板處有一卸荷(料)口,該卸荷口釋放因物料布滿螺旋槽外端時產生的工作阻力,物料在卸荷口處存在著自由滾落現象,大粒料因比重等因素落于攤鋪層下方,形成兩機接縫處的縱向離析帶和高度方向上的離析。這一現象會隨著機器螺旋參數的優化設計而有所改善,但不能根除,而這一離析帶往往處于道路中部的行車道上,是產生道路早期損害的要因之一。研究表明:離析嚴重的路面使用壽命可能會減少50%以上。

(2)橫坡坡率極難控制。

在攤鋪施工過程中,因為橫向傳感器長度原因,橫向坡度誤差較大,后一臺攤鋪機無法捕捉精度較高的基準,致使誤差進一步加大。橫坡不好,直接影響施工基層的厚度,不是超厚就是超薄,研究表明:橫坡的坡率誤差大的基層,將嚴重影響面層施工質量。

(3)成本較高。

多、快、好、省的技術和方法都會成為成本管理的方向,從這個角度來講,成本管理是目標管理,過程是開放的,具有鼓勵創新的意識。控制較高成本的支出仍然是成本管理的重要核心任務之一。而當前的雙機并幅呈梯隊方式同步攤鋪的施工方法,經歷多年的實踐經驗表明,生產率較低,不利于降低成本,對工程成本控制管理提出了一個新的課題。

近幾年來,為了解決雙機攤鋪產生的離析與生產率等問題,國內外的技術專家們進行了不懈地努力,并取得了顯著的成績。有關的試驗表明,新型的大厚度、大功率、大寬度、高生產率、抗離析攤鋪機攤鋪可以遠高于雙機并幅攤鋪的質量指標和作業生產率來完成施工。由于施工規范的約束性特點,這種超前的技術方法和路線尚在試驗階段,然而作為一種新技術路線,總是先在學術范圍內進行討論并擴大影響,進而被普遍接受,并最終成為新規范。

1 當代超級攤鋪機的特點及施工效果

針對雙機并幅攤鋪帶來的問題等,近幾年來,國內外的學者、廠商設計開發出當代超級型攤鋪機,如ABG525、VOGELE2500、DT1400等,希望能用單機寬幅攤鋪來解決施工中存在的問題,這些攤鋪機的主要特點及設計思想如下:

(1)功率大,攤鋪寬度大。超級攤鋪機功率為 220kW以上,攤鋪寬度為12～15m,主要用于12m以上大寬幅單機攤鋪施工。

(2)采用抗橫向、抗縱向、抗高度方向離析的設計。其中主要措施為加大螺旋直徑,減小升角,降低工作轉速并使物料滿埋螺旋工作,螺旋采用變直徑截面設計并在鏈條箱和支撐處安裝反向葉片等。由于驅動扭矩增大而增大了螺旋驅動馬達的等效排量。這樣螺旋在布料時加強了二次拌和作用且穩定平緩均勻地向兩側擠出物料,有效避免離析。

(3)攤鋪厚度增加。這一功能由擴大輸料機構的生產率和上述螺旋設計及增加振搗能力來保證,如配合有物料轉運車來減少工作中斷,則效果更好。大厚度攤鋪至 300～600mm,對基層穩定土一次成形有著重要意義,既提高生產率,減少施工麻煩降低成本,同時又保證穩定層的整體板塊結構。當然基層大厚度攤鋪應有配套的壓實設備來保證,為滿足這一需要,25t級以上的超重型自行振動壓路機等設備應運而生。

當代超級攤鋪機寬幅大厚度攤鋪瀝青和穩定層的施工實踐已大量展開,如 2004年 10月至 2005年 5月,云南安楚高速公路 2、5、6標段采用了寬度 11.5m,厚度 400mm的水泥穩定砂礫一次攤鋪工藝;1、2、4、5、7標采用了寬度 11.5m的瀝青混凝土一次攤鋪工藝。云南思小高速公路 2、4標和硯平高速公路4標采用了寬度分別為 11.25m、12.5m,厚度420mm的水泥穩定砂礫一次攤鋪工藝。此外,內蒙古呼集高速、陜西閻禹高速、廣東粵贛高速等也都分別進行大寬度、大厚度的攤鋪試驗并采用相應工藝。這些試驗和工藝獲得的結果表明:超級攤鋪機大寬度、大厚度一次攤鋪可以滿足高等級公路基層和面層的質量要求。

2 結 論

(1)雙機并幅攤鋪的主要問題在于施工成本高,中間接縫的帶狀離析和高度向離析難以克服,同時在工作中斷時產生片狀離析。

(2)當代超級攤鋪機采取的一系列措施有效克服了上述不足,大寬度、大厚度一次攤鋪平整度好,生產率高,成本低,離析帶少(支撐帶少且無接縫),兩外側即使有離析也處于道路非承重帶上,基層大厚度攤鋪板塊整體結構好,因而這是一種適合中國快速發展施工要求的有發展前景的機種和施工工藝。

[1] 多功能瀝青混凝土攤鋪機TITAN525使用說明書.

[2] VOGELE2500使用說明書.

[3] 中大DT1600多功能攤鋪機使用說明書.

[4] 中華人民共和國行業標準,TJT034-2000.公路路面基層施工技術規范,2000.

[5] 中華人民共和國行業標準,JTGF400-2004.公路瀝青路面施工技術規范,2004.

[6] 中大YZ32T振動壓路機使用說明書.