韓松林
(棗莊市遠達公路工程監理咨詢有限公司,山東 棗莊 277000)
傳統的瀝青混合料攤鋪機是通過自卸卡車將混合料卸在料斗內,通過刮板輸料器、螺旋分料器以及熨平裝置將不同種類的瀝青混合料分層、分次攤鋪。對于雙層瀝青混合料攤鋪機而言,首先必須配備高效率的履帶式瀝青混合料轉運車(也稱為移動給料機)配合作業;與此同時,裝有不同種類混合料的自卸卡車交替向轉運車卸料,通過轉運車分別運送到雙層攤鋪機的兩個料斗內,再通過前后布置的兩套螺旋分料器和兩套熨平板,將兩種不同的混合料(聯結層瀝青混合料+磨耗層瀝青混合料或基層瀝青混合料+磨耗層瀝青混合料)分層一次鋪筑,最終路面壓實機械一次壓實兩層路面。這種攤鋪技術的性能優勢明顯,尤其適合市政道路施工,其原因如下:
1.1 與傳統的攤鋪方式相比,雙層一次攤鋪可以保證層與層之間的熱粘結,磨耗層的冷卻速度變緩,能更好地利用瀝青的流動性和潤滑作用。
1.2 混合料的總熱容量大,彌補了磨耗層(或裝飾性彩色水泥磨耗層)較薄、冷卻快的缺陷,贏得了更多的時間,以便充分壓實,達到最佳的密實效果。
1.3 可以縮短施工造成的交通封閉時間,降低道路施工對市政交通的影響。
2.1 增強層間粘結性
瀝青混合料雙層攤鋪技術最大的優點是減少了層間處理環節,使得雙層瀝青混合料的粒料之間能夠相互嵌擠,相互融合,從根本上解決了瀝青路面層間不連續性的可疑,使路面結構層間粘結能力顯著增強。
2.2 減少瀝青混合料攤鋪過程中溫度散失
保證瀝青混合料攤鋪、碾壓溫度達到技術要求對于瀝青路面施工質量控制具有重要作用。而瀝青混合料攤鋪厚度是影響混合料降溫速度的主要因素之一,攤鋪厚度越薄混合料溫度下降越快。研究表明:瀝青混合料攤鋪厚度與溫度下降速度成反比,其系數是1.8。這就意味著如果層厚增加至原來的2倍,在環境溫度沒有改變的情況下,降溫時間延長3.6倍。所以雙層攤鋪可以延長混合料降溫時間,能夠有效抵抗低溫環境與惡劣天氣的影響,保證有足夠的時間進行混合料碾壓,使面層瀝青混合料密實度達到要求。
2.3 減少層間粘結材料的使用
傳統的瀝青路面施工過程中為了克服分層攤鋪、分層碾壓造成的層間聯結性不足的問題,通常采用透層油或粘層油對各層之間進行粘接,增強路面結構的整體性,國內主要采用改性乳化瀝青作為粘層油,目前改性乳化瀝青的價格約為2300元/t,按照0.4~O.45kg/m2的撒布量,每層粘層油的費用可達2萬元/km,采用雙層攤鋪技術可以減少這一開支。
3.1 原材料質量控制
雙層攤鋪技術要求2種不同類型的瀝青混合料同時進行攤鋪,為了保證攤鋪作業的連續性,必須保證混合料供應及時,因此,瀝青拌和站生產能力必須滿足攤鋪的需求。一座拌和站供料很難滿足攤鋪需求,需采用兩座以上拌和站供料,除要求各類原材料能夠滿足瀝青混合料施工規范全部指標要求外,還應對各站生產的瀝青混合料取樣進行各項性能指標的檢測,保證其一致性。
3.2 瀝青混合料拌和質量控制
由于上面層和中面層兩種不同類型、不同厚度的瀝青混合料同時進行攤鋪,因而采用兩臺拌和機同時生產出的兩種混合料應成一定比例關系,保證供料的連續性與相關性。兩套拌和站按各自的生產配合比拌和混合料時,要確保兩臺拌和站同時運轉正常,產量穩定。對兩臺拌和站所拌混合料分別進行馬歇爾試驗,有條件時,應利用旋轉壓實機做最大壓實次數驗證試驗。
3.3 瀝青混合料攤鋪質量控制
瀝青混合料雙層攤鋪時首先要進行試鋪以確定施工時的松鋪厚度,攤鋪機的行走速度應充分考慮供料速度和攤鋪質量,根據拌和機和運料車的供料速度以及攤鋪厚度和寬度,計算出保證連續施工的最大行走速度。攤鋪速度不易過快,避免螺旋布料器效率降低,材料分布不均,出現瀝青混合料的離析現象。
兩種不同類型的瀝青混合料采用不同運料車分別運至攤鋪地點,攤鋪前檢查拌和質量,區分混合料種類。首先將中(下)面層瀝青混合料卸入瀝青轉運車,轉運車將混合料填滿攤鋪機的中(下)面層料斗,然后轉運車改變位置,將上面層混合料運送到攤鋪機的上位料斗并填滿料斗,這樣兩層瀝青混合料在一個攤鋪流程中就可以攤鋪完畢。
瀝青混合料攤鋪前,應確認施工溫度及下承層質量符合施工要求。當施工氣溫低于10℃時,不宜進行攤鋪作業,避免瀝青混合料降溫過快,影響攤鋪質量及壓實質量。攤鋪機必須保證各運行部件均處于正常工作狀態,使混合料緩慢、均勻、連續地攤鋪,同時應經常檢測松鋪厚度是否滿足要求,必要時做及時調整。
從1995年開始,采用雙層攤鋪工藝進行小規模的試驗。1997年,專門的雙層瀝青混凝土路面攤鋪機誕生并投入實際工程應用,到目前,歐洲的瑞典、荷蘭、德國都掌握了成熟的雙層攤鋪技術。德國國內應用雙層攤鋪施工技術的高等級公路路面已經達到約400萬m2,路面使用效果良好。
雙層攤鋪工藝已經得到德國等歐洲國家施工規范的認可。目前,該項技術已經被引進到俄羅斯、澳大利亞和美洲地區,并且在俄羅斯等國家進行了實際工程應用。
自2005年起,雙層攤鋪設備的生產廠商開始將這項工藝介紹到中國,得到了許多公路工程技術人員的認同,但是其推廣工作卻困難重重。由于雙層攤鋪技術是對傳統瀝青路面施工工藝的一次革新,與現行的公路施工技術規范、質量檢驗評定標準等施工控制和質量檢驗體系并不匹配,所以雙層攤鋪技術引進與推廣的任務不是僅僅依靠瀝青路面施工單位或者研究單位就能夠完成的,必須得到掌握著施工規范、質量評定標準的管理部門的認可,還需要項目的管理者、業主單位協調配合才能夠完成。
雙層攤鋪技術引入我國,取得成熟的應用經驗后,還需要在如下方面進行一些基礎性的研究,為雙層攤鋪技術更深層次的應用做好鋪墊:
一是對雙層攤鋪在低溫環境下路面施工中的應用進行研究,掌握不同層厚所對應的最低施工環境溫度,以及在低溫條件下進行瀝青混凝土攤鋪壓實施工的技術要求、施工組織管理方法,以及質量監控方法等;
二是對在路面結構層設計優化方面的應用進行研究試驗,研究雙層攤鋪下不同厚度的表面層路面使用性能、耐久性方面的差別,對表面層的厚度進行優化。
目前國內公路建設快速發展,高速公路建設項目的工期普遍緊張,而路面表面層是整個項目主體工程最后一道工序,往往施工時間趕在秋季低溫時期,壓實度等施工質量指標難以保證,造成了路面的水損壞、早期破壞情況嚴重。雙層攤鋪能夠很好地解決這個問題,相信不久的將來通過我國公路建設技術工作者的努力,這項新技術能夠在中國的公路建設中得到廣泛應用,充分發揮其優勢,提高瀝青混凝土路面施工工效,節約公路建設投資,并且將瀝青混凝土路面的施工質量提升到一個新的檔次,從而改善其使用性能,避免早期損壞等常見病害,延長瀝青路面使用壽命。
[1]拾方漢,馬衛民.瀝青路面再生技術手冊[M].北京:人民交通出版社,2006.
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