姚引娣 (安徽省路橋工程集團有限責任公司,安徽 合肥 230001)
我國高等級公路建設中,瀝青路面的水穩(wěn)層施工中攤鋪、碾壓是很重要的環(huán)節(jié)。長久以來,一直采用傳統(tǒng)攤鋪機雙機分層分幅攤鋪工藝,螺旋分料采用半埋螺旋(或物料埋螺旋三分之二)輸料,此工藝隨著攤鋪寬度越寬,厚度越大,離析也就越嚴重。同時并機分層攤鋪時,雖減少了橫向離析,但又產(chǎn)生了并機接縫帶的縱向離析等問題。因此,解決瀝青路面基層分層并機施工中存在的離析問題,已成為目前高等級公路施工的一大課題。從施工機械設備改進入手,研制出了大厚度大寬度攤鋪機(DT1600型攤鋪機最大寬度為16m、最大攤鋪厚度可達60cm)和超重噸位壓路機(YZ-32型靜壓力為32t,最大激振力可達81t),全新的攤鋪、壓實新設備實現(xiàn)了水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層大寬度大厚度一次攤鋪成型施工和瀝青面層的寬幅一次攤鋪施工。本文是在筆者公司承建的奉銅高速公路路面工程BP4標項目,經(jīng)過現(xiàn)場水穩(wěn)基層的工程應用,對半剛性水穩(wěn)基層單機寬幅路面一次攤鋪成型施工工藝進行了總結(jié)。
奉新至銅鼓高速公路BP4標,起迄樁號為K134+862.117~K161+600,路線全長26.7km。本項目路面主要結(jié)構(gòu)層工程量:項目20cm厚低劑量水泥碎石處治層519990m2,17cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層100675m2,19cm 厚水泥穩(wěn)定碎石基層403696m2,20cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層509390m2,32cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層10028m2;瀝青結(jié)構(gòu)層工程量為115180.14m3。項目采用陜西中大DT1600型攤鋪機進行熱鋪、中大32T重型壓路機碾壓,有效消除了縱向施工縫。經(jīng)檢測,路面厚度、壓實度等各項關鍵性指標均符合設計規(guī)范要求,采用此工藝,大大節(jié)省了施工工期。
本工藝原理是在傳統(tǒng)路面施工工藝的基礎上,在攤鋪、碾壓工序中運用新的施工機械(DT1600型大厚度大寬度攤鋪機、YZ32型超重噸位壓路機)而產(chǎn)生的新的施工工藝,將傳統(tǒng)并機分層攤鋪碾壓施工工藝發(fā)展為單機超寬幅路面一次攤鋪成型施工工藝。而原材料質(zhì)量控制、配合比設計、混合料拌和、運輸、養(yǎng)生工序施工機具及工藝同傳統(tǒng)施工工藝要求。
攤鋪和碾壓設備是基于一個全新的設計理念:DT1600型攤鋪機功率大,不同于傳統(tǒng)螺旋分料采用半埋螺旋(或物料埋螺旋三分之二)輸料,而新設備讓物料滿埋螺旋輸送,輸料槽高度和寬度都較傳統(tǒng)攤鋪機高。物料滿埋螺旋可以提高螺旋輸料率,降低螺旋工作轉(zhuǎn)速,極大地減少了布料螺旋高速旋轉(zhuǎn)拋揚造成的橫向離析;螺旋的多級調(diào)整,對攤鋪層表層的粒料起到再次連續(xù)攪拌作用,使攤鋪層厚度方向上粒料均勻,極大地改善了攤鋪過程中的豎向離析問題。
YZ32型大噸位振動壓路機激振力大,提高了壓實功效,并且行駛平穩(wěn),無機械沖擊,往復作業(yè)換向平穩(wěn)。
半剛性水穩(wěn)基層單機寬幅一次攤鋪成型施工主要工序為:施工準備→測量放樣→拌合→運輸→攤鋪→碾壓→養(yǎng)生→檢測驗收。
鑒于大寬度大厚度施工與傳統(tǒng)并機分層攤鋪碾壓施工工藝相比較,不同之處在于攤鋪、碾壓工序施工機具及工藝不同,而原材料質(zhì)量控制、配合比設計、混合料拌和、運輸、養(yǎng)生工序施工機具及工藝同傳統(tǒng)施工工藝要求,因此本文僅介紹水穩(wěn)基層大寬度大厚度施工中攤鋪及碾壓工序。
3.2.1 混合料的攤鋪
①鋪筑底基層前應嚴格檢查路基的質(zhì)量。當路基質(zhì)量不符合彎沉等質(zhì)量要求時,應采取有效措施使之滿足質(zhì)量要求標準。
②攤鋪時,攤鋪機應采用一側(cè)鋼絲繩引導的高程控制方式自動找平,松鋪系數(shù)一般在1.3左右,但必須通過試驗段最終確定。
③應預先標定攤鋪機行走速度與螺旋布料器轉(zhuǎn)速的傳動關系,使拌和與攤鋪能力基本匹配,調(diào)整好夯錘振級并保持穩(wěn)定。攤鋪過程中,應保持螺旋布料器全范圍內(nèi)物料分布均勻,保證在攤鋪機全寬度斷面上不發(fā)生離析。螺旋布料器端部距物料擋板間距應在10cm~30cm,此間距超過30cm時必須加裝葉片,螺旋布料器應有物料料位控制裝置,以保證螺旋布料器布料均勻。
④攤鋪開始后用拉線、鋼尺、鋼釬檢查攤鋪頂面高程及松鋪厚度,若有誤差立即緩慢調(diào)整,當攤鋪頂面高程在容許誤差范圍內(nèi)時則不再隨意調(diào)整。
⑤攤鋪過程中應保持攤鋪速度、攤鋪厚度、松鋪系數(shù)、頂面橫坡、平整度、振動頻率等穩(wěn)定,不得視其來料多少隨意改變攤鋪速度及振夯大小,如因攤鋪需要改變厚度或高程時,可以緩慢調(diào)節(jié)厚度旋鈕,電腦將在一定時間內(nèi)自動完成。
⑥嚴禁空倉收斗。水穩(wěn)底基層施工時,應避免每車料收斗一次的做法,當料斗內(nèi)沾附較多混合料時方需收斗。收斗應在運料車離去、料斗內(nèi)尚存較多混合料時進行,收斗后應立即連接滿載的運料車向攤鋪機內(nèi)喂料。
⑦攤鋪過程中,安排專人清除卸料時散落在履帶前的混合料,在攤鋪機后面設專人消除少量的粗細集料離析現(xiàn)象,如發(fā)現(xiàn)粗集料“窩”,應立即將其鏟除,并用新拌混合料填補或安排專人采用細料將其均勻灑布覆蓋,再進行碾壓。
3.2.2 混合料的碾壓
①碾壓原則:先輕后重、靜-振-靜的碾壓機械成型。按照以下工序進行碾壓:光輪壓路機碾壓→振動壓路機碾壓→膠輪壓路機碾壓;碾壓時應重疊1/2~1/3輪寬,壓完路面全寬時,即為1遍。壓實遍數(shù)通過試驗段鋪筑確定,一般32t以上振動壓路機碾壓不少于3~4遍,膠輪壓路機靜壓一般不少于2~3遍。
②碾壓時間:碾壓工序應在混合料初凝前完成,從拌和、運輸、攤鋪到碾壓終了的時間一般不應超過3h,否則應予以廢棄。
③碾壓工藝:一般碾壓方式采用雙光輪YZ18壓路機靜壓1遍→單鋼輪YZ20弱振2遍→單鋼輪YZ32振壓2遍→XP302膠輪壓路機碾壓1~2遍,直至無輪跡為止。具體碾壓遍數(shù)、碾壓速度要根據(jù)試驗段數(shù)據(jù)確定。
④振動壓路機的振動頻率和振幅應經(jīng)試驗段檢驗確定。振動壓路機倒車時應先停止振動,并在向另一方向運動后再開始振動,以避免混合料形成鼓包。
⑤為減少廢料并保證邊緣碾壓,邊緣縱向宜設擋板并支撐牢固不變形,防止跑模而影響線形。
⑥碾壓過程中嚴禁壓路機在已完成的或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎車。
⑦碾壓過程中,應設專人鏟除少量離析粗集料,并填補新料攤平,先用鋼輪壓路機補壓,再用膠輪壓路機碾壓收光。
⑧碾壓完畢后及時進行壓實度檢測,若壓實度不合格,應及時補壓直至壓實度合格為止。
⑨正常路段施工時應連續(xù)進行,盡量減少施工接縫,橋頭施工應一次成型。
①在整個攤鋪過程中,攤鋪作業(yè)速度應以“恒定連續(xù)”為工作準則,平穩(wěn)、連續(xù)進行,中途不得停機。物料應滿埋攤鋪機螺旋送料器,提高螺旋輸料率,降低螺旋工作轉(zhuǎn)速,減小不同容重物料顆粒之間的慣性差異,同時使整個攤鋪層均在螺旋攪拌擠壓下進行作業(yè),可以減少攤鋪層的密實度差異,使之在碾壓后表面平整。
②攤鋪機中途不許收斗以防止離析,斗內(nèi)剩余混合料每天攤鋪結(jié)束前應清除干凈;攤鋪機履帶下不得有雜物,防止行走不平衡對平整度造成影響。
③嚴格控制攤鋪溫度,防止產(chǎn)生溫度離析;控制夯錘的功率,使攤鋪出的松鋪料具有一定的壓實度。
隨著大寬度大厚度施工機械及施工工藝的出現(xiàn),則可單機整幅全厚一次攤鋪碾壓完成,大寬度大厚度施工與傳統(tǒng)并機分層施工工藝相比較具有如下優(yōu)越性。
①提高基層整體性。采用大寬度大厚度施工,因其是全厚整層一次性施工,有效地解決了層間分離、結(jié)合不緊密的問題,提高了整體性。
②提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)并機聯(lián)鋪施工2臺攤鋪機需要熟練配合,1臺攤鋪機在卸料車上料時勢必對另1臺攤鋪機產(chǎn)生影響;1臺攤鋪發(fā)生故障整個攤鋪就要停止,而2臺攤鋪機的故障概率要高于1臺,一般大寬度全厚式攤鋪生產(chǎn)率要比雙機聯(lián)鋪高30%~40%。
③提高基層平整度。并機聯(lián)鋪2臺攤鋪機的松鋪系數(shù)不可能完全一致,極易產(chǎn)生中間接縫處一邊高一邊低,在施工中接縫處平整度也難于控制,由此造成路面平整度差,影響了路面質(zhì)量、平整度和外觀,而單機全幅攤鋪完全避免了此問題。
④避免傳統(tǒng)攤鋪機設計上產(chǎn)生的離析和并機聯(lián)鋪拼縫離析。大寬度大厚度超級攤鋪機避免或減少傳統(tǒng)攤鋪機施工時產(chǎn)生的離析;傳統(tǒng)并機攤鋪作業(yè)時,雙機并幅攤鋪中間接縫的帶狀離析和高度向離析難以克服。
⑤降低工程造價。雙機聯(lián)鋪同時需2臺攤鋪機及2組施工人員,而大寬度大厚度單機攤鋪僅需1臺攤鋪機及l(fā)組配套施工人員,單機大厚度攤鋪施工總時間僅為雙機分層攤鋪時的40%,設備和施工人員大大減少,減少設備租賃費及人工費,提高了施工效率,經(jīng)濟效益明顯。
采用單機大寬幅攤鋪工藝,提高了傳統(tǒng)路面攤鋪工藝的綜合指標,尤其是在解決混合料離析及路面階梯攤鋪施工時的縱向裂縫問題、大噸位的壓路機壓實功效高且減少碾壓變數(shù)及節(jié)省了資源消耗方面取得了進步。該技術(shù)攤鋪施工總時間僅為雙機分層攤鋪時的40%,設備和施工人員大大減少,減少設備租賃費及人工費,提高了施工效率,經(jīng)濟效益明顯,是一種先進的攤鋪施工工藝和設備突破,具有良好的社會效益,值得推廣和普及。
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