双层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的应用

'第38卷，第1期公路工程Vol,38，No．12013年2月HighwayEngineeringFeb．，2013双层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的应用刘刚，谭国湖(湖南省浏醴高速公路建设开发有限公司，湖南长沙410329)[摘要]本文分析了双层摊铺技术特点，双层摊铺能够有效地改善层间粘结结构、缩短工期、优化路面结构，节省施工成本，提高施工质量。结合双层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的实际应用情况，开展了现场钻芯取样及渗水试验，试验结果表明，其双层摊铺具有更好的层间粘结和封水效果，能够有效地提高沥青路面施工质量。双层摊铺能够延长碾压时间，从而能够获得更好的压实效果。同时，双层摊铺能够增强沥青路面的抗变形能力，提高路面施工质量和使用寿命，并有效地节省施工成本，社会经济效益显著。[关键词]道路工程；沥青路面；双层摊铺；路面检测[中图分类号]U416．217[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2013)01—0219—05ApplicationofDoubleLayerPavingTechniqueofAsphaltPavementConstructioninLiu—LiExpresswayLIUGang，TANGuohu(HunanLiu-LiExpresswayConstructionDevelopmentCompanyLtd，Changsha，Hunan410329，China)[Abstract]Thetechnicalfeaturesofdoublelayerpavingtechniqueanditsapplicationwereintro-duced．Doublelayerpavingtechniquecanimprovethestructureoftheinterlayeradhesionsignificantlywhileshortentheconstructionperiod，optimizethepavementstructure，saveconstructioncost，·andim-provethequalityofconstruction．AccordingtotheapplicationconditioninLiu—LiExpressway，testsin—cludingin—-sitecor"eboringsamplingandinfiltrationwereconductedafterusingdoublelayerpavingtech·-niqueinasphaltpavementconstruction．Resultsshowthatpavementsusingdouble"layerpavingtechniquehadbetterinterlayeradhesionandsealingwatereffect，itcaneffectivelyimprovetheconstructionqualityofasphaltpavement．Testingresultsalsoshowthatdoublelayerpavingcanextendcompactiontimewhichleadbettercompactionefect．Meanwhile，doublelayerpavingcanstrengthentheantideformationcapac-ityofasphahpavementaswellasimprovetheconstructionqualityandservicelifewhichresultincon-struetioncostsavingandachievingaremarkablesocialandeconomicbenefits．[Keywords]highwayengineering；asphaltpavement；doublelayerpaving；pavementdetection用摊铺机摊铺，分层用压路机压实。所谓双层摊铺1概述就是将不同配比的上、下沥青层同时摊铺，利用下层随着公路交通量日益增长，车辆大型化及重载(中面层或下面层)的余热将薄的上层(上面层或中车的比例不断增加，汽车对路面的破坏作用越来越面层)在高温条件下实现良好的压实效果。双层明显，而路面结构层都有其设计使用寿命，但目前都沥青摊铺比传统技术快了一倍，并且提高了路面密很难达到其设计寿命⋯。因此，交通量和荷载的增实度、相对地减少磨耗层的厚度以及强化层间结合加对路面结构强度和稳定性的要求也随之提高。为等，因不需要洒布层间粘层油和适当减薄路面厚度，此，浏醴项目公司引进了德国戴纳派克公司提出的从而降低建设成本和施工成本，节约施工时间，可以一种革命性的摊铺工艺——沥青混合料双层摊铺，提高施工工程进度和路面品质及使用寿命。自即完全不同于传统的沥青路面施工工艺。传统2005年起，双层沥青摊铺技术开始逐步引入中国，的路面摊铺施工方式是不同种类的沥青混合料分层并得到工程技术人员的认同，如长安大学王艳丽、宋【收稿日期】20l2—11—21[作者简介]刘刚(1971一)，男，湖南沅陵人，高级工程师，主要从事高速公路建设与管理。 220公路工程38卷永刚等结合欧洲国家双层沥青摊铺技术工程实例，双层摊铺技术就是将不同配比的上、下沥青层分析了其工作原理、路用性能及其特点。该技术能同时摊铺，利用下层(中面层或下面层)的余热将薄改善层间粘结，并优化路面结构，从而提高沥青路面的上层(上面层或中面层)在高温条件下实现良好的施工质量水平，同时对双层摊铺机的性能及结构的压实效果。。这种“热接热”同时摊铺上、下沥青特点进行了较为详细的描述和分析。层的施工方法叫做“双层沥青摊铺技术”。双层摊铺技术引入我国后，其施工控制、质量检现有研究表明：对于重负荷型道路，双层沥青摊验评定等与现行标准不完全适应，为此，本文结合双铺技术能有效提高沥青混合骨料抗变形能力，特别层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的实际应用是对于极高抗变形能力改性沥青，采用的“热接热”情况，开展了钻芯取样及渗水试验，对双层摊铺沥青摊铺工艺能将其充分压实，且通过成本分析也表明，路面的性能进行了研究。当摊铺面积超过12400m时，双层沥青摊铺施工方法的造价将低于传统沥青施工方法，其改进工艺2传统单层施工存在的问题流程还有进一步提高的可能¨。①层间污染较大。双层沥青摊铺中：在传统单层施工模式中，由于工序衔接问题，往①上下沥青层同时摊铺，下层通过摊铺机得到往中面层或下面层摊铺完成后，无法及时地铺筑上充分的预压实，重型运输车辆不会辗压下层。层，必须等待很长时间才能铺筑上面一层。放置②压路机一次完成2层的最终压实。时间过长时灰尘、泥土、油类等污染非常严重，清扫沥青混合骨料的最大粒径决定了磨耗层的厚度非常困难，同时，沥青路面表面沥青膜因太阳紫外线为1．5—2．5em，总体厚度要符合规范要求。由于长时间照射而老化，使下层基面与新沥青层之间的我国沥青路面施工中磨耗层大都是单层铺装，因此，粘附性大幅度降低或失去粘结，即使喷洒足够的粘上面层厚度一般不低于4em，但根据磨耗层的基本层油也会严重地影响层间粘结质量，从而影响路面使用功能，如采用特殊的施工工艺保障其施工质量，结构层的承载能力，表面层推移、车辙、脱落等早期其厚度是可以减薄的。传统摊铺方法与双层沥青摊病害时有发生。铺技术的结构层对比见图1。②层间粘层油费用。传统结构传统摊铺施工时已完成的路面需进行多次人工上面层与连接层-L．IR1]：~去污、清扫以及洒布粘层油，根据目前的材料和人工s．s．ocm鼍——簟一摊双层摊铺单价，约为3．0元／m左右。③薄层散热快。传统摊铺施工时由于摊铺厚度小(国内一般上面层为4～5em)，上面层施工基本处于低温最不利施工季节，我国北方地区尤为严重，摊铺施工时混合纂露l0_蘼蠢霞料的温度散失极快，即使施工时提高混合料的拌和温度，也难保障碾压质量。因此，许多路面因压实不足而出现渗水坑槽、车辙等早期病害非常常见。④机械效率低。a．双层摊铺技术优势。由于单层摊铺厚度远小于压实机械的最佳压实①与传统摊铺方法比较，简化了组织工作，同厚度，造成压实机械使用浪费，机械工作强度低，压时避免了运料车辆在热的沥青层上行驶形成的压实机械总体使用效率低。痕，避免了层间污染。⑤施工周期长。②能充分利用沥青粘接层的余热对薄磨耗层传统摊铺工艺施工工期较长，而双层摊铺可缩进行压实，减少能耗，节约能源，可以在较低温度下短一半施工时间，对于施工工期较短的工程有较大施工，降低了天气因素的干扰。的优势。③节约了粘层油，根治了喷洒粘层油时形成的3双层摊铺技术特点新污染源。 第1期刘刚，等：双层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的应用221④与传统摊铺方法比较，表面光滑度更理想。b．双层摊铺在国内外的应用情况。⑤双层摊铺大大地缩短了摊铺时间，能保证工双层摊铺技术在德国诞生以来，已在德国、美期，经济社会效益显著。国、荷兰等众多发达国家有了广泛的应用，截至目前⑥提高了道路抗变形能力、强化了层间联接、双层摊铺技术在德国已累计摊铺了700多万m沥优化了空隙率，延长了道路寿命。青路面。双层摊铺在国内外应用实例见表1、表2。表1国外双层摊铺应用实例Table1Doublelayerpavingexampleinforeign4浏醴高速公路双层摊铺现场应用4．1试验路段概况浏阳至醴陵高速公路起于平江县和浏阳市分界点黄泥界(以下简称浏醴高速)，顺接通城界(湘鄂界)至平江(黄泥界)高速公路，全长99．196kM。路面共设4个标段．试验段路面的上面层为4cm细粒式改性沥青混凝土SMA一13，中面层为6rill中粒式改性沥青混凝土AC一20，上中面层总厚度为图2浏醴高速双层摊铺现场施工10cmoFigure2DoublelayerpavingeonstruetioninLiuyang—Lilingexpressway试验路施工单位为河北北方公路工程建设集团有限公司，试验路里程为3kM，面层宽度为l0．75运输车辆组织，由于双层摊铺要求两种混合料m。为不影响原路面设计结构，试验段依然采用同时到现场进行摊铺，所以为了现场组织方便，我们4cnl的SMA一13作为上面层，6cm改性AC一20C为对现场运输车辆进行了区分，对于运输上面层混合中面层，双层摊铺施工现场如图2所示。料的车辆我们插白旗标示，对于运输中面层混合料4．2现场施工组织的车辆我们插红旗标示，并且在摊铺现场安排专人由于双层摊铺需要2种不同级配的沥青混合进行调配。料，所以需要两套拌合站进行拌和，并对运输、摊铺平整度控制，由于单层摊铺是逐层摊铺因此有和压实都有了更为严格的要求。两次找平过程，而双层摊铺两层同时摊铺，这要在平对于拌和站，选取了2个拌和站，分别为日工整度控制更为严格。因此在现场控制方面，我们对3000型、北京加隆3000型拌和站，额定产量都是上层摊铺机也采取两次找平过程(中面层采用平衡210t／h左右。对于改性沥青混合料，按额定生产率梁找平，上面层采用纵坡滑靴找平)，并对基层和下的70％来计算，那么两台拌合站的单机实际生产能面层平整度有了更高的要求。·力为147t／h左右。压实机械配置，由于上面层混合料为SMA一13， 222公路工程38卷因此压实机械不能使用胶轮压路机，同时碾压速度双层摊铺渗水系数要比传统摊铺小2倍，这是由于不宜超过6km／h。施工现场采用14t戴纳派克双层摊铺两层同时摊铺，同时碾压，两层形成一个整CC624HF初压2遍，碾压速度为3km／h。复压采用体的结果，因此具有更好的层间封水性能，从而可以沃尔沃DDI46HF压路机进行振动压实4遍，碾压速有效的延长路面使用寿命。度为2．5km／ho终压选用戴纳派克CC722压路机现场对传统摊铺以及双层摊铺的沥青路面密实静压1遍，碾压速度为3km／h，进行收面压实。度进行检测，结果如表4所示，从表中可以看出：由4．3试验结果分析于双层摊铺采用“热接热”结构。延长了碾压时间，由于双层摊铺采用上下面层同时摊铺和碾压，因此密实度值有所提高，说明双层摊铺具有更好的因此上下两层间形成更好的骨料镶嵌结构如图3所密实效果。示，左图为传统摊铺现场取样结果，右图为双层摊铺表4传统摊铺和双层摊铺上面层密实度检测Table4Upperlayercompactnessdetectionfortraditional取样，从图中可以看出：双层摊铺上下两层形成一anddoublelayerpaving个整体结果，具有更好的抗剪强度。图3传统摊铺与双层摊铺取样对比Figure3Thesamplingcomparisonbetweentraditionalpavinganddoublelayerpaving5结论随着我国高等级公路的发展，路面渗水系数指本文分析了双层摊铺技术特点，双层摊铺能够标也逐渐成为衡量路面标准的一项重要指标。对于有效地改善层间粘结结构、缩短工期、优化路面结渗入沥青面层并滞留于沥青层的水分，在行车荷载构，节省施工成本，提高施工质量。并结合双层摊铺和温度的反复作用下，易使沥青膜逐渐从集料表面在浏醴高速公路沥青路面施工中的实际应用情况，剥离，并出现麻面、唧浆、网裂、松散、坑洞等病害。开展了钻芯取样及渗水试验，根据试验结果得出以因此浏醴高速公路也将渗水系数作为检测的一项重下结论：要指标。传统摊铺与双层摊铺渗水系数检测结果见①通过钻芯取样及渗水试验结果对比，其双层表3。通过以上现场检测数据，我们很明显地看出摊铺具有更好的层间粘结和封水效果，能够有效地表3传统摊铺和双层摊铺渗水系数检测Table3Seepagecoefficientdetectionfortraditionaland提高沥青路面施工质量。doublelayerpaving②现场压实度检验结果表明，双层摊铺能够延长碾压时间，从而能够获得更好的压实效果。③双层摊铺能够增强沥青路面的抗变形能力，提高路面施工质量和使用寿命，并有效地节省施工成本，社会经济效益显著。[参考文献】[1]沙庆林．公路压实与压实标准(第3版)[M]．北京：人民交通出版社。1998．[2]李美江．道路材料振动压实特性研究[D]．西安：长安大学，2oo2．[3]BossemeyerH．R．TemperaturvedaufbeinaEinbauvonbitumi．nsemMisehgut[R]．(TemperaturePatternWhenPavingwith 第1期刘刚，等：双层摊铺在浏醴高速公路沥青路面施工中的应用223(上接第168页)步行而放弃骑车。析，可以得出居民出发地到公交站及公交站到目的综合上述分析，通过与公交及自行车出行时耗地的步行距离总和a=f步l+Z步2=0．25+0．25，即在的对比分析，可以得出步行的优势距离为1．0km，OD空间距离口+6=0．78km，实际步行距离(口·+在这个范围内居民大部分选择以步行方式出行。但b)／eosa=0．96km范围内步行出行与公交出行相考虑其他交通工具的服务水平可能满足不了短距离比存在优势，此结果与前文分析结果相近。居民出行的需求，比如公交线路少、拥挤、候车时间长以及自行车拥有率和停放困难等原因，另外兼顾2步行与自行车时耗对比分析居民个人的喜好，仍有部分居民的步行距离大于1．0km，只不过人数相对稀少。：步，(12)统计结果表明，依托城市早高峰居民步行的最T自：冀+‘取存：60长距离为2360m，没有居民步行的出行距离超过l自+‘取存，(13)．，自2．5km，说明2．5km是步行这种出行方式的极限距式中：自=12km／h，t取存=4rain离，行人在此时生理和心理均产生倦态。步行出行联立式(12)、(13)可得=T自=6min，此段距离有85％是少于1．0km的，仅有15％的居民步时间内居民步行距离为400m。另在短距离内与步行长度超过1．0km，说明1．0km是绝大部分居民行争夺出行量的交通工具还有电动车、电摩等，但由在现有步行环境下愿意步行的距离，因此以1．0km于电动车及电摩的速度相对自行车更快，因此不进作为调查城市早高峰居民步行可达半径具有一定的行计算。．精度，且与上一节理论论证结果相似。由于步行与自行车出行都属于机动灵活型出行方式，故假设行人与自行车行驶路线相同。3结论60z出一06一自=f出一t取①通过对步行与公交、自行车出行时间及路线t，步自、的对比分析，获得了步行出行时间与公交出行时间(一存；(14及自行车出行时间的关系式。②通过将步行与公交及自行车时耗的对比分令b：⋯6060，15)析，计算出步行的优势距离为1．0km，在这个半径步自贝0AT：bl出一t取存。(16)范围内居民大部分选择以步行方式出行。当△=0，即从同一个地点出发，无论步行还是③结合理论分析与实际调查，总结出依托城市骑自行车，都可以同时抵达。可以看出：△与出行早高峰居民的步行可达半径为1．0km。距离Z呈线性关系，当步行与自行车各自的速度b以及自行车存取时间取存不变，则出行距离越长时，[参考文献]△的值越大，即步行所耗费的时间越长，此时愿意[1]陈小鸿．‘城市道路交通规划：方法与案例》[EB]．上海：同济大学交通运输工程学院．选择步行的人就减少了；但若在步行可达范围内，由[2]GB50220—95．城市道路交通规划设计规范[S]．于没有自行车、不会骑车、自行车停放困难或者偏爱[3]郭亮．城市规划交通学[M]．南京：东南大学出版社，2010．步行，则仍会有大部分居民选择步行出行。这就是[4]盛骤．谢式千，潘承毅．概概率论与数理统计[M]．第3版．为何实际中出行距离高于400rll仍有居民宁愿选择北京：高等教育出板社，2006．'