摘? 要：本文通過甘肅兩徽高速公路路面工程施工，介紹了新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備在高速公路路面施工的應(yīng)用，詳細(xì)闡述了施工中新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)踐證明該新技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高速公路;路面工程;施工新技術(shù);探索;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U416.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2019）07-0000-00

1 工程概況

兩當(dāng)縣至徽縣高速公路位于甘肅省隴南市境內(nèi)，地處秦巴山區(qū)徽成盆地東部，既是G316線長樂至同仁公路的重要組成部分，也是甘肅省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的省網(wǎng)高速--S10線（陜西鳳縣至合作）的組成部分，同時(shí)也是十天高速與銀昆高速的聯(lián)絡(luò)線。

兩徽高速公路是2015年入選國家財(cái)政部PPP示范項(xiàng)目的高速公路，也是甘肅省政府批準(zhǔn)采用PPP模式建設(shè)的首條高速公路，是連接兩當(dāng)縣紅色教育示范基地的快速通道，該項(xiàng)目的建設(shè)對(duì)有效改善甘肅隴南地區(qū)的交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境具有重要作用。

由甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司承建的兩徽高速公路路面工程起點(diǎn)樁號(hào)K0+000，終點(diǎn)樁號(hào)K33+225，全長33.175km。主線按四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)行車速度為80km/小時(shí)，路基寬度為24.5m（整體式）和12.25m（分離式）。全線采用瀝青混凝土路面，汽車荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)。

2路面結(jié)構(gòu)

上面層：4cm? 高性能改性瀝青混凝土? SUP-13;

中面層：6cm? 高性能改性瀝青混凝土? SUP-20;

下面層：8cm? 密級(jí)配瀝青碎石? ATB-25;

封層：熱熔改性瀝青碎石;基層：34cm? 水泥穩(wěn)定碎石（水泥摻量4.8%）;

底基層：18cm? 水泥穩(wěn)定碎石（水泥摻量4.0%）。[7]

3新技術(shù)介紹

3.1 毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統(tǒng)

3.1.1拓普康毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統(tǒng)的工作原理

拓普康毫米GPS數(shù)字?jǐn)備佔(zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)主要由GPS基準(zhǔn)站，PZL-1激光高程基準(zhǔn)站，毫米GPS流動(dòng)站和P63攤鋪機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成[1]。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，在控制點(diǎn)處設(shè)置的GPS基準(zhǔn)站和PZL-1激光基準(zhǔn)站通過無線數(shù)據(jù)傳輸站和電纜（激光高程信息）將GPS差分信號(hào)和激光海拔信息發(fā)送到MC-R3接收器。MC-R3處理接收到的數(shù)據(jù)，并將3D坐標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)紾X-60控制箱?？刂葡鋾?huì)將獲得的當(dāng)前3D坐標(biāo)信息與控制箱中的設(shè)計(jì)卡數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以生成相應(yīng)的高程校正。然后，控制箱將使用此信息來生成相應(yīng)的比例驅(qū)動(dòng)信號(hào)。液壓閥用于驅(qū)動(dòng)攤鋪機(jī)牽引臂液壓缸，以沿相應(yīng)方向調(diào)節(jié)熨平板，從而可以改變鋪裝道路的坡度和高度，以補(bǔ)償?shù)缆返牟▌?dòng)，達(dá)到所需的路面光滑度和厚度。同時(shí)，毫米GPS流動(dòng)站實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)備伇砻娴钠矫孀鴺?biāo)和高程狀況，以實(shí)現(xiàn)過程監(jiān)控和施工。

3.1.2 成效對(duì)比（表1）

基準(zhǔn)設(shè)置 事先要測(cè)量放樣、打鋼樁、放鋼絲繩基準(zhǔn)線。 無需設(shè)置諸如打樁，放樣和拉絲之類的基準(zhǔn)，從而減少了人為因素造成的誤差，減少了鋪路的準(zhǔn)備時(shí)間，并提高了控制精度和工作效率。

坡度控制 無法實(shí)時(shí)進(jìn)行坡度控制。 全數(shù)字顯示，精確控制高程和坡度，輕松鋪設(shè)最平整的路面; 實(shí)時(shí)攤鋪坡度并顯示與設(shè)計(jì)表面的差異，嚴(yán)格控制坡度和厚度。

平整度檢測(cè) 無法顯示和記錄當(dāng)前點(diǎn)的高程。 GPS平面和激光高程導(dǎo)航，整個(gè)過程不間斷測(cè)量，實(shí)時(shí)顯示并記錄鋪路平面的位置和高程信息。

攤鋪厚度控制 無法實(shí)時(shí)顯示攤鋪層的攤鋪厚度 實(shí)時(shí)數(shù)字顯示和記錄鋪路層厚度，嚴(yán)格控制材料用量，精確施工并節(jié)省成本

與設(shè)計(jì)結(jié)合 只能以方格網(wǎng)放樣形式與設(shè)計(jì)院CAD設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合。 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)院CAD設(shè)計(jì)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化施工，可以按1：1的比例有效地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，減少了初步測(cè)量工作量，節(jié)省了人力資源成本。

3.1.3毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

采用先進(jìn)的 3D數(shù)字化路面自動(dòng)攤鋪控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的打鋼樁、掛鋼絲繩、采用滑靴傳感器引導(dǎo)高程的方式，使路面平整度、厚度、松鋪系數(shù)的控制全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、無樁化、智能化、精準(zhǔn)化、軌跡化，節(jié)省了大量人力、物力、財(cái)力及時(shí)間，最大限度的減少了人為因素對(duì)施工的影響，提高了工作效率。

（1）毫米GPS 3D自動(dòng)攤鋪技術(shù)代替了傳統(tǒng)的人工打鋼樁、掛鋼絲繩引導(dǎo)高程的方法，避免鋼絲繩撓度造成對(duì)平整度的影響，經(jīng)大厚度水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段驗(yàn)證，平整度滿足《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/T? F20-2015）的要求，同時(shí)節(jié)約人工費(fèi)，距初步測(cè)算，一個(gè)工作日可節(jié)約人工費(fèi)600元[2]。

（2）引用毫米GPS 3D基層智能攤鋪系統(tǒng)+基層邊部支護(hù)鋼模板，實(shí)現(xiàn)了高程、厚度、寬度的精準(zhǔn)控制，避免材料浪費(fèi)。

3.2 水泥穩(wěn)定碎石振動(dòng)攪拌技術(shù)

3.2.1振動(dòng)拌和原理

振動(dòng)拌和原理是在普通攪拌工藝的基礎(chǔ)上，增加了高頻次、高強(qiáng)度的振動(dòng)沖擊作用，振動(dòng)攪拌裝置每分鐘釋放1500次以上的彈力波，同時(shí)對(duì)混合料撞擊能量達(dá)到普通拌缸5倍以上，在混合料攪拌過程中粉料是最難拌和均勻的，施加強(qiáng)烈的振動(dòng)作用可以使粉料處于不斷的顫動(dòng)、游離狀態(tài)，使粉料在骨料中分散速度加快，同時(shí)水分子也處于顫動(dòng)狀態(tài)，打散抱團(tuán)的的粉料顆粒，粉料與水充分結(jié)合形成膠結(jié)材料，均勻的裹敷在骨料表面，改善混合料的微觀結(jié)構(gòu)，振動(dòng)攪拌技術(shù)對(duì)解決水泥穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)層耐久抗裂性能提供重要技術(shù)支撐和創(chuàng)新空間[3]。

3.2.2 振動(dòng)拌和的優(yōu)點(diǎn)

（1）節(jié)約水泥：在混合物強(qiáng)度不變的情況下，振動(dòng)攪拌可以節(jié)省水泥量;與普通的強(qiáng)制攪拌相比，將水泥用量減少10%后，振動(dòng)攪拌仍具有較高的抗壓強(qiáng)度，可以滿足混合物強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求;（2）提高混合物的強(qiáng)度和性能：振動(dòng)攪拌可以顯著提高混合物的性能，強(qiáng)度高，分散系數(shù)小;與普通的強(qiáng)制攪拌相比，在相同的測(cè)試條件下，振動(dòng)攪拌可使混合物的強(qiáng)度提高約15%。（3）混合時(shí)間縮短了約20%：混合軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)，從而消除了無效區(qū)域（4）提高了機(jī)器的可靠性：采用了動(dòng)平衡計(jì)算和設(shè)計(jì)，并且機(jī)器的可靠性和性能都很好;（5）無軸托，易于清潔：一般的混合軸托非常嚴(yán)重，需要每周至少清潔一次。如果不及時(shí)清洗，不僅會(huì)影響生產(chǎn)效率，而且很容易損壞主機(jī)并引起事故。振動(dòng)攪拌的振動(dòng)效果是，骨料不易粘附在主軸和葉片上，基本上避免了軸的固定現(xiàn)象，易于清潔;（6）提高了抗凍性和抗?jié)B性混合物。振動(dòng)不僅增加了混合物中的氣體含量，而且還顯著改善了混凝土的孔隙等級(jí)和孔隙分布。這體現(xiàn)在以下事實(shí)中：混凝土中的孔沿減小的方向移動(dòng)，大孔的數(shù)量減少，小孔的數(shù)量增加，并且增加。毛細(xì)血管和凝膠毛孔[4]。

3.3 寬幅大厚度基層全寬全厚一次攤鋪技術(shù)

3.3.1 大厚度基層邊部鋼模板支護(hù)

模板高度320mm，采用兩塊160mm高的鋼模板立面拼接，沿2個(gè)邊線方向布設(shè)模板、立模，調(diào)整線型，確定鋼釬加固點(diǎn)位，采用沖擊鉆打眼，鉆孔深度10cm以上，將鋼釬放入加固孔內(nèi)，采用大錘錘擊至鋼釬不松動(dòng)為止[5]。

3.3.2 大厚度基層攤鋪[6]

采用1臺(tái)陜西中大 DT1800伸縮熨平板攤鋪機(jī)，熨平板拼接寬度應(yīng)滿足正常路段基層寬度，加寬段通過控制伸縮熨平板延伸攤鋪。攤鋪速度宜控制在1.0-1.5m/min。

攤鋪機(jī)的螺旋布料器應(yīng)埋入水泥穩(wěn)定碎石混合料2/3以上。攤鋪機(jī)攤鋪混合料時(shí)，不宜中斷，如中斷時(shí)間超過2h，應(yīng)設(shè)置橫向接縫。料車卸料時(shí)分2次挺舉車廂，采用泄洪式卸料，嚴(yán)禁滾落式卸料，以防止卸料離析。

松鋪系數(shù)的測(cè)定方法：采用毫米GPS流動(dòng)站分別測(cè)量10個(gè)固定點(diǎn)的底基層頂面高程，記錄這10個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。攤鋪完成后，在尚未碾壓時(shí)，用毫米GPS流動(dòng)站根據(jù)前面記錄的坐標(biāo)，找出這10個(gè)點(diǎn)的位置，測(cè)量碾壓前的虛鋪面高程。碾壓結(jié)束后，用毫米GPS流動(dòng)站根據(jù)前面記錄的坐標(biāo)，找出這10個(gè)點(diǎn)的位置，測(cè)量這個(gè)10個(gè)固定點(diǎn)終壓后的高程。通過計(jì)算得到松鋪系數(shù)：松鋪系數(shù)=（虛鋪高程-原地面高程）/（壓實(shí)后高程-原地面高程）。

碾壓完成后繼續(xù)在這10個(gè)固定點(diǎn)通過灌砂法測(cè)取壓實(shí)度，選取達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度測(cè)點(diǎn)的松鋪系數(shù)平均值作為今后施工的松鋪系數(shù)的控制值。

3.3.3 大厚度基層碾壓（表2）

3.3.4 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

碾壓完成后用灌砂法檢測(cè)壓實(shí)度，基層壓實(shí)度不低于98%。若壓實(shí)度檢測(cè)不合格，應(yīng)在水泥初凝時(shí)間內(nèi)及時(shí)補(bǔ)壓，并檢測(cè)合格為止。碾壓完成后宜在養(yǎng)生完成后7天內(nèi)完成鉆芯檢測(cè)。

3.3.5 大厚度基層的優(yōu)點(diǎn)

寬幅全厚一次攤鋪成型技術(shù)解決了分層攤鋪基層整體承載能力變?nèi)醯膯栴}，避免了基層層間彎拉應(yīng)力，保證了基層的整體受力性能;施工工序減少，縮短工期，機(jī)械調(diào)遷也相應(yīng)減少，節(jié)省了養(yǎng)生費(fèi)用，降低了施工成本。

4 結(jié)語

為了實(shí)現(xiàn)兩徽高速公路品質(zhì)工程創(chuàng)建，我公司在甘肅兩徽高速公路路面工程施工中采用了大量的新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，努力提高工程技術(shù)含量，路面施工品質(zhì)大幅度提升，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。遺憾的是毫米GPS 3D基層自動(dòng)攤鋪技術(shù)雖然在施工中采納，但是內(nèi)頁測(cè)量資料還沒有形成正式的通用表格，希望在將來，相關(guān)質(zhì)檢部門能完善與毫米GPS 3D基層自動(dòng)攤鋪系統(tǒng)配套的測(cè)量記錄表格，提升內(nèi)頁資料編制品質(zhì)。高速公路大厚度基層全寬全厚一次攤鋪技術(shù)目前已得到社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可，但沒有形成規(guī)范，因此需要我們繼續(xù)探索，總結(jié)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)數(shù)據(jù)，為形成規(guī)范奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

1） 張良奇.混凝土振動(dòng)攪拌機(jī)理和工業(yè)應(yīng)用研究[D].西安：長安大學(xué)，2013.

[2] 公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則，JTG/T? F20-2015）[S].

[3] 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，JTG F80/1-2017）[S].

[4] 甘肅省公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，DB62/T3136-2017）[S].

[5]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范，JTG F40-2004）[S].

收稿日期：2019-09-20

作者簡(jiǎn)介：魏?jiǎn)贪睿?982—），男，甘肅皋蘭人，本科，工程師，研究方向：公路路面施工。

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Discussion on Application of New Technology in Construction of Expressway Pavement Engineering

WEI Qiaobang

（Gansu Road and Bridge Third Highway Engineering Co.， Ltd.， Lanzhou Gansu? 730030）

Abstract： This paper introduces the application of new technologies， new processes， and new equipment to the construction of expressway pavement through the construction of the highway of Gansu Lianghui Expressway. It has wide application value.

Keywords： highway; pavement engineering; new construction technology; exploration; application