高速公路基層雙層連鋪技術控制研究

范慧冬

(廣西路橋工程集團有限公司，廣西 南寧 530200)

0 引言

近年來，在傳統(tǒng)的高速公路基層施工中，主要運用的攤鋪施工技術有“并列分層攤鋪技術”和“大厚度一次攤鋪技術”兩種。傳統(tǒng)攤鋪機并列分層攤鋪存在工期較長、整體性差、層間結合差、生產率低以及拼縫離析嚴重等難題；而大厚度一次攤鋪也存在施工難度大、對設備的要求高、基層成型后芯樣底部欠密實的質量問題[1-2]。目前我國正處于高速公路建設的快速發(fā)展時期，高速公路新建及改擴建普遍工期緊、任務重，質量標準要求越來越高，按照傳統(tǒng)技術及設備施工，不可避免地存在施工難題和質量通病。

基層雙層連鋪技術較傳統(tǒng)技術來說，在理論上具有施工效率高、基層剛度高、強度高、水密性好、層間零污染、不易開裂、易壓實和平整度好等優(yōu)點。本文針對廣西來賓至都安高速公路項目采用基層雙層連鋪技術，在實際施工過程中，對如何有效地應用新技術進行研究，為基層雙層連鋪新技術應用于高速公路基層施工提供具體方案。

1 工程概況及基層雙層連鋪技術介紹

1.1 工程概況

廣西來賓至都安高速公路№2標一分部，位于來賓市忻城縣城關鎮(zhèn)及紅渡鎮(zhèn)，起于K292+080忻城4#隧道，終于K302+500紅渡1#隧道，主線長度為10.42 km，為四車道高速公路，設計速度為100 km/h，路基寬26 m。為方便城關鎮(zhèn)和附近地區(qū)車輛上下高速公路，另外設置忻城東繞城連接線，長12.504 km，連接線采用二級公路標準，設計速度為60 km/h，路基寬12 m。該高速公路的建立，將對忻城發(fā)展自然、人文景觀旅游起到積極推進作用。

路基是高速公路的重要組成部分，提高路基的成品質量及穩(wěn)定性，是保證路面結構穩(wěn)定、耐久的前提條件。本項目在33 cm厚5%水泥穩(wěn)定碎石基層路段施工中首次采用了雙層連鋪技術。

1.2 基層雙層連鋪技術介紹

高速公路水穩(wěn)基層雙層連鋪技術是在傳統(tǒng)的并列分層攤鋪技術和大厚度一次攤鋪技術的創(chuàng)新上應運而生的，其主要施工工藝的不同在于當攤鋪碾壓成型下基層，檢測壓實度合格后，此時增加側向布料機搭配攤鋪機繼續(xù)進行上基層攤鋪與碾壓成型，完成連續(xù)的兩層基層攤鋪碾壓，并在最后進行一次覆蓋養(yǎng)護。該技術工藝可簡單概括為“雙層連續(xù)攤鋪碾壓、一次養(yǎng)護成型”，如圖1所示。

圖1 基層雙層連鋪技術施工工藝流程圖

1.3 新技術施工控制難點

采用雙層連鋪技術具有施工效率高等優(yōu)點，但因為施工速度更快，客觀要求水泥穩(wěn)定材料的拌和設備產能跟現(xiàn)場施工速度相匹配，同時受到材料運輸、攤鋪碾壓、工藝施工和人為管理等因素影響，極易造成混合料從拌和生產到碾壓成型的所用時間錯過水泥的初凝時間，由此導致基層壓實度不合格。

在項目初期開展基層雙層連鋪技術施工中，對路基段基層鋪筑進行了檢查，分別檢測了K298+830～K299+255段右幅、K296+230～K296+850段左幅基層共計284個點，壓實度合格率較低，僅為75%。

2 基層雙層連鋪技術控制研究

為了解決基層雙層連鋪技術施工穩(wěn)定可靠以及壓實度驗收合格的問題，從設備、材料、方法和管理等多方面進行研究控制。

(1)設備配套合理：自卸汽車數(shù)量應與拌和設備、攤鋪設備和壓路機相匹配，保證供料和上下基層攤鋪、碾壓的連續(xù)性；為保證最大限度地發(fā)揮雙層連鋪的設備效率，應安裝800型水穩(wěn)拌和站或由兩套水穩(wěn)拌和站進行供料，以提高產能，如表1所示。

表1 設備配置表

(2)模板材料控制：為保證模板能夠承受更大的側壓力，上基層碾壓時壓路機不碰撞模板，模板采用6 mm鋼板加工，高度為31 cm。按10 m一個斷面，準確放樣出邊樁位置，保證模板安裝線型順直，兩套機組兩次攤鋪碾壓均對模板產生較大的側壓力，需要按照品字形對模板進行加固。

(3)運輸及含水量控制：在實際施工過程中，含水量的控制尤為重要，含水量小則材料不易壓實，水泥漿在振動作用下難以運動，不能有效填充材料空隙，致使混合料壓實度較低，其強度也低，所以含水量應控制在最佳含水率(2%～5%)。拌和站出料時，進行混合料配比的控制，對含水率進行實時檢測。運輸路線和天氣對混合料含水量的影響也較大，應事先調查拌和站到施工點的路況，并安排專人指揮交通；自卸運輸車輛配備防曬防雨遮蓬，以維持混合料含水量的穩(wěn)定。

(4)攤鋪與厚度控制：分兩套機組進行攤鋪。第一機組攤鋪下基層，按照施工工藝由自卸汽車直接卸料至下基層攤鋪機受料斗內，下基層松鋪厚度為22.1 cm，壓實厚度為17 cm，攤鋪速度控制在1～1.5 m/min。第二機組攤鋪上基層，由側向布料機將混合料輸送至上基層攤鋪機受料斗內，上基層松鋪厚度為20.8 cm，壓實厚度為16 cm，攤鋪速度為1～1.5 m/min。第一機組攤鋪下基層60～80 m后，第二機組開始進行上基層攤鋪，側向布料機前進速度需與第二機組攤鋪機前進保持一致。

(5)上下基層的銜接長度控制：上基層能否在下基層終凝干燥前進行攤鋪并完成碾壓，是保證上下基層有效粘結成整體的關鍵。前后機組工序間必須緊密銜接和高效配合，為保證第一機組碾壓設備有足夠的碾壓距離，前后機組至少保證60～80 m的間距。拌和站最大產能為1 h裝車12車，單層可攤鋪約108 m，需保證自卸運輸車輛有一定的富余，并根據(jù)攤鋪和碾壓的長度合理分配第一、第二機組的自卸運輸車輛。

(6)碾壓工序控制：下基層采用兩臺22 t振動壓路機進行復壓和終壓，取消雙鋼輪壓路機靜壓收光的工序，讓下基層終壓后表面仍保留一定的構造深度。上基層采用兩臺30 t振動壓路機和一臺9輪26 t壓路機進行復壓，上基層采用較小的壓實厚度、更大的壓實設備和更多的壓實遍數(shù)，有效保證整體的壓實效果和層間的粘結緊密。嚴格對施工過程中的碾壓速度、厚度、遍數(shù)和路線進行管控，遵循標準化作業(yè)。

(7)平整度控制：上基層雙鋼輪緊跟膠輪壓路機進行收面，終壓完成后立即檢測其平整度，對局部平整度差的位置迅速進行補壓。灑水車及轉運模板的車輛需等待混合料終凝后方可駛入當日的工作面，且不能在當日的工作面上急剎、掉頭。

3 基層雙層連鋪技術應用效果

對基層雙層連鋪技術施工的關鍵工序進行控制優(yōu)化后，將制定的研究對策應用到后續(xù)的基層施工中，分別對L1K8+300～L1K8+900段右幅、L1K7+880～L1K8+430段右幅施工的水穩(wěn)基層壓實度和成型芯樣進行檢查，壓實度合格率為95.42%，較之前的75%有了較大提高，同時基層成型芯樣檢測密實、無明顯分層，充分實現(xiàn)了施工效率高、基層整體施工質量提高等效果，體現(xiàn)了新技術的應用價值。

基層雙層連鋪技術較傳統(tǒng)施工技術能有效提高施工效率，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)一次性完成支模，節(jié)省人工和支模時間；(2)減少層間撒布水泥粉工序，節(jié)約時間，提高工效；(3)減少下基層覆蓋薄膜、灑水養(yǎng)生的工序；(4)減少下基層表面清掃工序，且做到層間零污染。

基層雙層連鋪技術較傳統(tǒng)施工技術能有效提高基層整體施工質量，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)合理的分層厚度和機械配置保證上下基層的粘結效果，結構層連續(xù)受力，做到了底部密實完整，層間無明顯界限，頂部無壓碎現(xiàn)象；(2)整體成型保證結構良好的密水性，減少沖刷，延長路面的使用壽命；(3)減少施工及養(yǎng)生過程混合料水分散失及蒸發(fā)，改善水穩(wěn)基層成型后溫濕度梯度變化，從而減少細集料、水泥膠漿體系的自收縮，減少開裂。

4 結語

基層雙層連鋪技術作為新技術大規(guī)模應用于高速公路項目，在施工過程中，有效地解決了傳統(tǒng)攤鋪機并列分層攤鋪工期較長、整體性差、層間結合差、生產率低以及拼縫離析嚴重等難題，也克服了大厚度一次攤鋪施工難度大、對設備的要求高、基層成型后芯樣底部欠密實的質量問題。此工藝還原設計初衷，有效提高了結構層整體強度，大大延長了公路使用壽命，實現(xiàn)了公路工程施工技術的發(fā)展躍進。