高浩雄

(廣東冠粵路橋有限公司, 廣州 511450)

0 引言

在公路路面基層施工中，通常采用水泥穩(wěn)定級配碎石基層作為路面的主要承重層，其設(shè)計厚度達到36～40cm[1-2]。受限于常規(guī)攤鋪及碾壓設(shè)備的噸位不足，無法確保碾壓密實，往往將基層設(shè)計成一分為二來施工，如基層層間粘合能力不足，降低了基層的整體性，容易出現(xiàn)收縮裂縫并反射到瀝青路面，形成病害的根源[3]。層間結(jié)合的處理一般采用以下兩種技術(shù)方案：一是采用人工在工作面上施工，用鏟子等小型工具均勻地撒布水泥粉，然后用灑水車噴灑濕潤作為粘結(jié)層，再采用大型機械進行攤鋪碾壓基層混合料的工藝。二是采用灑布汽車通過人工控制，將拌制好的水泥漿均勻地噴灑在工作面上作為粘結(jié)層，然后再采用大型機械進行攤鋪碾壓基層混合料的工藝[4-5]。

以上兩種常規(guī)的技術(shù)方案均存在一個問題，就是將“水泥漿粘結(jié)層”和“基層攤鋪”作為兩道工序分別進行施工，導致施工過程中混合料運輸車行駛在灑布有水泥凈漿的工作面上給攤鋪機送料時，水泥凈漿會粘在運輸車輛的車輪上，車輛行駛后，車輪上的水泥凈漿會污染到其它已經(jīng)施工完成的路面，并且會擾動水泥漿粘結(jié)層，造成局部粘結(jié)效果變差[6-7]。此外，高溫天氣施工時容易使預(yù)灑的水泥漿過早硬化，不但起不到粘結(jié)的作用，反而形成了一層隔離層，影響結(jié)構(gòu)層的整體性，存在質(zhì)量隱患。

基于此，本文設(shè)計了一種新的攤鋪機水泥漿同步灑布裝置，并采用攤鋪機水泥漿同步灑布施工技術(shù)，將“水泥漿粘結(jié)層”和“基層攤鋪”兩道工序合二為一，實現(xiàn)同步施工。

1 工藝原理

攤鋪機水泥漿同步灑布裝置利用三角式托臂將支撐底板固定在攤鋪機主體的右側(cè)，使支撐底板能夠隨著攤鋪機主體同步運動。支撐底板對儲水罐、水泥堆放板、水泥攪拌罐以及輸送泵進行支撐；支撐底板裝載拌和用水，水泥堆放板放置袋裝水泥，通過水泥攪拌罐對適量水以及水泥進行攪拌，形成所需的水泥凈漿；通過輸送泵將水泥凈漿輸送到固定在攤鋪機主體外周的折線形輸漿管內(nèi)部，通過折線形輸漿管前端的水泥漿噴頭將水泥凈漿噴出。與此同時，攤鋪機主體將水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪到道路上，并使水泥穩(wěn)定碎石混合料放置在水泥凈漿上方。

由于水泥穩(wěn)定碎石混合料與水泥凈漿的鋪設(shè)是同步進行的，通過運輸車對攤鋪機主體進行水泥穩(wěn)定碎石混合料輸送時，運輸車行駛的路面上還沒有鋪設(shè)水泥凈漿，從而使運輸車的車輪不會因粘附水泥凈漿而破壞水泥漿層的粘結(jié)性。攤鋪機水泥漿同步灑布裝置如圖1所示。

圖1 攤鋪機水泥漿同步灑布裝置

2 施工工藝流程

攤鋪機水泥漿同步灑布施工工藝流程如圖2所示，施工現(xiàn)場如圖3所示。

圖2 施工工藝流程

圖3 施工現(xiàn)場

2.1 混合料攪拌

混合料開始攪拌前，檢查場內(nèi)各種集料的含水量，計算當天的施工配合比。攪拌樓出料裝車時車輛前后移動，分前、后、中三次裝料，以避免混合料產(chǎn)生離析。攪拌現(xiàn)場安排試驗人員監(jiān)測攪拌時的水泥劑量、含水量和各種集料的配比，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時調(diào)整，并按規(guī)定的檢測頻率進行抽檢。

2.2 混合料運輸

運輸車輛在每次開工前，檢驗其完好情況，裝料前將車廂清洗干凈。運輸車輛數(shù)量應(yīng)滿足攪拌出料與攤鋪的需要，并略有富余。運輸車上的混合料應(yīng)覆蓋，并盡快運送到鋪筑現(xiàn)場。當車內(nèi)水泥穩(wěn)定碎石混合料不能在水泥初凝前運到工地攤鋪壓實時，須予以廢棄。

2.3 混合料攤鋪

攤鋪機在攤鋪前，先預(yù)運轉(zhuǎn)好攤鋪機的各項功能，包括“攤鋪機水泥漿同步灑布裝置”，確保設(shè)備運轉(zhuǎn)正常后，才可以進行攤鋪作業(yè)。采用梯隊流水作業(yè)模式，攤鋪速度宜控制在2～3m/min，且勻速、不停歇地攤鋪。

2.4 碾壓

雙向四車道高速公路應(yīng)配置26t以上的單鋼輪壓路機2臺，雙鋼輪壓路機1臺，膠輪壓路機1臺；雙向六車道高速公路應(yīng)配置26t單鋼輪壓路機3臺，雙鋼輪壓路機1臺，膠輪壓路機2臺，確保與攪拌、攤鋪速度相匹配。

2.5 接縫處理

混合料的攤鋪保持連續(xù)，施工結(jié)束后在水泥穩(wěn)定級配碎石結(jié)構(gòu)層設(shè)置橫向接縫，橫縫應(yīng)與路中心線垂直設(shè)置。一般路段攤鋪時宜避免縱向接縫，加寬路段分兩幅攤鋪時，縱向接縫處應(yīng)加強碾壓。

2.6 養(yǎng)護及層間處理

碾壓完成且檢測合格后，(底)基層表面應(yīng)及時覆蓋保濕養(yǎng)生。養(yǎng)護時間不少于7d，養(yǎng)護結(jié)束后鋪筑上結(jié)構(gòu)層。若上結(jié)構(gòu)層不能及時鋪筑，則保持(底)基層表面濕潤至上結(jié)構(gòu)層施工。養(yǎng)護期間，封閉交通。養(yǎng)護結(jié)束后實行交通管制，并盡量使車輛輪跡橫向均勻分布地行駛。養(yǎng)護方式宜結(jié)合工程實際情況選擇，可采用灑水養(yǎng)護、土工布覆蓋養(yǎng)護、草簾覆蓋養(yǎng)護、灑鋪乳化瀝青養(yǎng)護等方式。

3 效益分析

3.1 工藝效果

本項目以佛清從高速公路南段工程一期路面工程和云茂高速公路TJ14合同段為依托工程。該設(shè)備委托專業(yè)廠家進行加工生產(chǎn)，應(yīng)用過程中，技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實際情況，經(jīng)多次調(diào)試改進，取得了較理想的應(yīng)用效果。

通過600m試驗段的實施，分別對傳統(tǒng)預(yù)灑布水泥漿工藝和攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法進行對比。其中，前300m采用預(yù)灑布水泥漿工藝+19cm水穩(wěn)上基層，后300m采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法+19cm水穩(wěn)上基層。養(yǎng)護結(jié)束后，分別對兩種工藝的上、下基層同時取芯各檢測5個點，分析施工完成后14d、21d、28d橫向裂縫數(shù)量的增長情況。

通過表1可見，采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法的上、下基層粘合完好率比預(yù)灑布水泥漿工藝提高50%，層間粘合能力提升顯著。半剛性基層施工完成后，隨著時間越長，橫向裂縫出現(xiàn)的頻率越高；采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法的上基層在第21d后裂縫數(shù)量趨于穩(wěn)定，到了第28d后，橫向裂縫數(shù)量明顯比預(yù)灑布水泥漿工藝的減少了50%，抗開裂能力提升顯著。

表1 水泥穩(wěn)定級配碎石基層層間粘結(jié)層施工效果對比

3.2 經(jīng)濟效益

以佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段和云茂高速公路TJ14合同段為工程背景，分別進行了攤鋪機同步灑布水泥漿工藝和傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿工藝的經(jīng)濟效益對比。

佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段在材料耗量、材料運輸費用相同的情況下進行機械、人工費用的經(jīng)濟差異性分析：傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿施工工藝需配備灑布車1輛(1 000元/臺班)、輔助工人4人(200元/工日·人)；攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法，每個施工點配備2套，每套裝置需投入一次性制作費用約50 000元/套、每個施工點配備輔助工人2人(200元/工日·人)。佛清從高速公路南段工程一期工程路面工程SG-05合同段路面施工工期為10個月和2個施工點，工藝經(jīng)濟分析見表2。

表2 佛清從項目工藝經(jīng)濟分析

云茂高速公路TJ14合同段在材料耗量、材料運輸費用相同的情況下進行機械、人工費用的經(jīng)濟差異性分析：傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿施工工藝需配備灑布車1輛(1 000元/臺班)、輔助工人4人(200元/工日·人)；攤鋪機同步灑布水泥漿工藝，每個施工點配備2套，每套裝置需投入一次性制作費用約50 000元/套，每個施工點配備輔助工人2人(200元/工日·人)。云茂高速公路TJ14合同段路面施工工期為12個月和2個施工點，工藝經(jīng)濟分析見表3。

表3 云茂項目工藝經(jīng)濟分析

由表3可見，佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法,可產(chǎn)生約47萬元的經(jīng)濟效益。云茂高速公路TJ14合同段采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法,可產(chǎn)生約61萬元的經(jīng)濟效益。攤鋪機同步灑水泥漿施工工藝應(yīng)用于兩項目中，共計施工時間約22個月，共節(jié)省費用約107.8萬元，經(jīng)濟效益較顯著。

4 結(jié)語

本文介紹了一種新型的攤鋪機水泥漿同步灑布裝置以及攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工方法，并對該方法的實施效果和經(jīng)濟效益與傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝進行對比分析，認為攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工方法的上、下基層粘合完好率比傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝提高50%，層間粘合能力顯著提高。采用攤鋪機水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級配碎石基層施工工法的上基層在第21d后裂縫數(shù)量趨于穩(wěn)定；到了第28d后，橫向裂縫的數(shù)量明顯比傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝減少50%，抗開裂能力顯著提高。

通過工程應(yīng)用，攤鋪機同步灑布式水泥漿施工工藝共計施工約22個月，共節(jié)省費用約107.8萬元，經(jīng)濟效益較顯著。