李巖青

(山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西長(zhǎng)治046000)

隨著高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，瀝青路面已成為我國(guó)高速公路中最主要的路面結(jié)構(gòu)形式。在瀝青路面施工中，使用分層鋪攤、分層碾壓技術(shù)鋪筑的瀝青路面，難以實(shí)現(xiàn)面層層間結(jié)合處的完全連續(xù)，出現(xiàn)的層間粘結(jié)不足致使路面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，及早的出現(xiàn)車(chē)轍、坑洞、裂縫等早期病害，容易遭受水損壞造成基層毀損等結(jié)構(gòu)性病害。

雙層鋪攤是對(duì)路面分層鋪攤、分層碾壓技術(shù)的一次革命性變革，實(shí)現(xiàn)了層間的“熱+熱”鋪攤，解決了“熱+冷”鋪攤中的層間粘結(jié)不足問(wèn)題，比傳統(tǒng)攤鋪工藝具有多方面的顯著優(yōu)勢(shì)，尤其適用于高速公路瀝青路面的施工，在我國(guó)具有廣泛的應(yīng)用前景。

1 雙層鋪攤技術(shù)

在我國(guó)高速公路施工中，瀝青路面施工多采用分層攤鋪、分層碾壓的施工工藝。將瀝青面層分為雙層或三層式，使用的熱拌熱鋪混合料面層間一般采用灑布粘層油，來(lái)確保層間粘結(jié)效果。在實(shí)際施工中，傳統(tǒng)施工工藝容易遭受層間污染、粘層灑布不均等問(wèn)題，均會(huì)嚴(yán)重影響層間粘結(jié)質(zhì)量，面層間的連續(xù)接觸很難保證。同時(shí)，分層攤鋪的鋪攤層厚小，溫度散失快，壓實(shí)度難以保證?？傊謱愉仈偸┕ぶ?，路面層間連接是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，容易出現(xiàn)路面層間滑動(dòng)，發(fā)生早期破壞就不可避免。

參考國(guó)外解決瀝青路面早期病害的措施，我國(guó)引進(jìn)了雙層攤鋪技術(shù)，將磨耗層和粘結(jié)層用一個(gè)雙層攤鋪機(jī)分層一次性攤鋪完成。使用雙層攤鋪技術(shù)，雙層鋪攤機(jī)是最關(guān)鍵的施工設(shè)備。與普通瀝青混合料攤鋪機(jī)相比，雙層鋪攤機(jī)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)攤鋪兩種不同類(lèi)型的瀝青混合料，使用一套碾壓設(shè)備將兩層混合料一次性碾壓成型。雙層鋪攤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了瀝青混合料雙層攤鋪同時(shí)性，在“熱接熱”攤鋪條件下，具有比傳統(tǒng)鋪攤工藝更好的平整度和層間粘結(jié)效果，使得施工周期顯著縮短，具有良好的工程適用性。

雙層鋪攤技術(shù)在我國(guó)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用，均取得了良好效果。2010年，在山西忻保高速水穩(wěn)基層中進(jìn)行了應(yīng)用。2011年，陜西洛商高速在西部首次應(yīng)用瀝青面層雙層一體攤鋪技術(shù)。2012年11月，湖南瀏醴高速采用了瀝青路面雙層攤鋪技術(shù)。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)的分層鋪攤技術(shù)相比，雙層攤鋪技術(shù)施工效率高，層間聯(lián)接緊密，路面壓實(shí)度顯著提高，路面抗變形能力增強(qiáng)，使瀝青路面使用壽命顯著延長(zhǎng)。

2 路面性能試驗(yàn)

瀝青路面雙層攤鋪技術(shù)是一種新型施工技術(shù)。與傳統(tǒng)的分層鋪攤比較，雙層鋪攤技術(shù)實(shí)現(xiàn)了同時(shí)攤鋪兩層混合料，一次性碾壓成型，達(dá)到“熱+熱”鋪攤。雙層鋪攤通過(guò)將攤鋪中的溫度散失顯著減少，以有效提高混合料層間粘結(jié)效果。

為了解雙層攤鋪技術(shù)的路用性能，可通過(guò)混合料溫度觀測(cè)試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、拉拔及馬歇爾等試驗(yàn)，進(jìn)行傳統(tǒng)及雙層攤鋪情況下層間粘結(jié)性能對(duì)比分析、雙層攤鋪情況下混合料熱量散失情況、不同溫度情況下的混合料壓實(shí)度。本文筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，對(duì)王選倉(cāng)教授在瀝青路面雙層一體鋪筑技術(shù)一文中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行梳理和分析，以介紹雙層鋪攤具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1)增強(qiáng)層間粘結(jié)性。制作了兩組馬歇爾試件，其流程如下：放入AC-20混合料，預(yù)擊實(shí)20次后放入烘箱中進(jìn)行保溫。在溫度分別達(dá)到160 ℃,140 ℃,120 ℃時(shí)，將AC-10混合料放入試模中正反擊實(shí)75次后，進(jìn)行冷卻脫模。制作兩組試件，每組六個(gè)，三個(gè)用于剪切試驗(yàn)，三個(gè)用于拉拔試驗(yàn)。

采用抗剪試驗(yàn)對(duì)分層鋪攤和雙層鋪攤的層間粘結(jié)性能進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。

曹紫萱：“陳校長(zhǎng)，上周我們學(xué)校舉行了盛大的三十周年校慶活動(dòng)。您能向《小主人報(bào)》的讀者們簡(jiǎn)單介紹一下，在三十年的發(fā)展過(guò)程中，我們第四中心小學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段嗎？”

從圖1可以看出，傳統(tǒng)分層鋪攤下的抗剪強(qiáng)度為0.5 MPa左右，雙層鋪攤“熱接熱”方式下的層間抗剪強(qiáng)度為0.8以上，比分層鋪攤顯著提高。在雙層鋪攤工藝下，上下層混合料實(shí)現(xiàn)了熱接觸，上下層間的混合料容易形成相互嵌鎖結(jié)構(gòu)，使得路面粘結(jié)性能大幅提升。

試件進(jìn)行的拉拔試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 單層鋪攤和雙層鋪攤拉拔試驗(yàn)結(jié)果

從表1可以看出，分層鋪攤方式下的路面層間抗拉強(qiáng)度為0.53 MPa左右，雙層攤鋪下的抗拉拔強(qiáng)度值為0.95 MPa以上，抗拉拔強(qiáng)度顯著提高。說(shuō)明雙層鋪攤工藝下的層間嵌擠良好，能有效保證了層間連續(xù)效果。

2)混合料熱量散失試驗(yàn)。使用熱量散失試驗(yàn)確定不同攤鋪工藝下的熱損失狀況，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

從圖2可以看出，雙層鋪攤比分層攤鋪的溫度散失明顯減緩，有效解決了溫降過(guò)快問(wèn)題。

混合料降溫速度受鋪攤層厚度的影響較大。在雙層攤鋪施工中，同步鋪攤的上下層厚度一般在8 cm～12 cm，使得下層余熱得到有效利用，面層熱量損失明顯減少，有利于保證磨耗層壓實(shí)度。從圖2還可以看出，混合料出場(chǎng)后20 min～40 min是分層攤鋪法下的最佳碾壓時(shí)間，而雙層攤鋪法下則是30 min～90 min。

3)雙層攤鋪下混合料壓實(shí)。對(duì)150 ℃,140 ℃,130 ℃,120 ℃的混合料制作正反擊打75次的馬歇爾試件，并檢測(cè)其壓實(shí)度、穩(wěn)定度、流值等指標(biāo)，通過(guò)試驗(yàn)確定其正負(fù)擊打75次后壓實(shí)度低于95%時(shí)的混合料溫度，并由試驗(yàn)結(jié)果畫(huà)出溫度與壓實(shí)度關(guān)系曲線，見(jiàn)圖3。

從圖3可以看出，混合料溫度是影響路面壓實(shí)度及空隙率的重要影響因素。在相同的壓實(shí)作用下，混合料溫度與壓實(shí)度直接相關(guān)?；旌狭显谠礁叩臏囟认逻M(jìn)行碾壓作業(yè)，則路面壓實(shí)度越大。

在施工中,雙層攤鋪可以使得混合料長(zhǎng)時(shí)間的保持較高溫度，能使得碾壓中以較小的壓實(shí)功,較少的碾壓遍數(shù)即可達(dá)到理想的壓實(shí)度。分層鋪攤碾壓施工是在冷基層之上進(jìn)行壓實(shí)，不利于混合料壓實(shí)度達(dá)標(biāo)。

4)車(chē)轍試驗(yàn)。按2+10 cm的雙層攤鋪結(jié)構(gòu)進(jìn)行試件制備，按3.5+8.5 cm的普通攤鋪結(jié)構(gòu)進(jìn)行試件制備。利用車(chē)轍試驗(yàn)設(shè)備在水下50 ℃情況下進(jìn)行車(chē)轍深度檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

從圖4可以看出，雙層攤鋪試件在經(jīng)過(guò)19 200次輾壓后的車(chē)轍深度為3.4 mm～5.5 mm，傳統(tǒng)攤鋪試件在輾壓8 300次后車(chē)轍深度達(dá)到5.5 mm，19 200次輾壓后的車(chē)轍深度為8.0 mm。

可以看出，在雙層鋪攤中，把易受變形影響的上面層由4 cm優(yōu)化調(diào)整為2 cm。雖然面層厚度減薄，但上下面層同時(shí)攤鋪產(chǎn)生的混合料厚疊層，使得混合料表層冷卻變慢，下層余熱得到充分利用，路面中下面層的壓實(shí)度顯著提高，且路面的空隙率小，路面結(jié)構(gòu)的受重交通荷載的性能顯著增強(qiáng)，路面變形穩(wěn)定性可提高50%～70%，有效防止水損壞并具有減少瀝青老化的效果。

3 施工要點(diǎn)

在施工前，由于瀝青路面上下面面層一次攤鋪成型，應(yīng)做好下臥層平整度和壓實(shí)度的控制，確?；鶎邮┕べ|(zhì)量。

在拌和作業(yè)中，雙層攤鋪機(jī)同時(shí)攤鋪瀝青面層的上下層。由于兩層混合料的配比不同，應(yīng)采用兩臺(tái)拌和機(jī)同時(shí)進(jìn)行兩種混合料的生產(chǎn)，拌和過(guò)程與普通改性瀝青混合料相同。

在鋪攤作業(yè)中，雙層鋪攤無(wú)需進(jìn)行上下層間粘層油的灑布，通過(guò)“熱+熱”確保層間粘結(jié)效果。

在鋪攤機(jī)組中，配備一臺(tái)高效率轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)非常關(guān)鍵，須使用轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)交替進(jìn)行上下層混合料往鋪攤機(jī)上下料斗中的輸送。為避免兩種混合料摻雜，應(yīng)先向上受料倉(cāng)進(jìn)行上面層料的輸送，再向下受料倉(cāng)進(jìn)行下面層料的輸送。

在鋪攤機(jī)起步時(shí)，為確保鋪攤厚度均勻，應(yīng)及時(shí)根據(jù)松鋪厚度調(diào)整好仰角。先手動(dòng)將下面層熨平板準(zhǔn)確調(diào)整到位后，立即進(jìn)行上面層熨平板的調(diào)整。要求整個(gè)手動(dòng)調(diào)整過(guò)程須控制在開(kāi)始鋪攤10 m長(zhǎng)度內(nèi)結(jié)束，后續(xù)鋪攤電子液壓裝置會(huì)自動(dòng)控制工作仰角變化。

4 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的瀝青路面鋪筑方式為分層鋪筑、分層碾壓成型。雙層攤鋪機(jī)實(shí)現(xiàn)了瀝青路面上下面層一次鋪筑成型。在雙層攤鋪技術(shù)中，全過(guò)程采用自動(dòng)行走系統(tǒng)，可將人為操作誤差有效避免，顯著提高路面鋪攤質(zhì)量。雙層攤鋪技術(shù)操作簡(jiǎn)便，鋪攤后的路面整體承載力大于分層攤鋪的路面。

路面雙層鋪攤技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)分層鋪攤技術(shù)的一次革命性變革。雙層鋪攤技術(shù)解決了傳統(tǒng)分層攤鋪層間易污染問(wèn)題，使得瀝青面層的層間粘結(jié)效果顯著提高，比分層鋪攤方式的層間抗剪強(qiáng)度提高了60%；可減小油石比0.1%～0.2%，節(jié)約工程成本；實(shí)現(xiàn)路面層間的“熱+熱”粘結(jié)，攤鋪厚度增大，層間溫度散失變慢，路面壓實(shí)度提高，解決了路面滲水難題；還能大大縮短工期，提高了機(jī)械效率；還能優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)，使路面結(jié)構(gòu)更合理。

雙層鋪攤施工的成本受鋪筑面積制約的影響較大，還是一種造價(jià)較大的鋪筑技術(shù)，且須要兩個(gè)拌和廠分別提供不同規(guī)格的瀝青混合料。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，雙層鋪攤技術(shù)一定能在我國(guó)的公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高瀝青路面質(zhì)量，避免早期損壞等病害，延長(zhǎng)路面使用壽命。