为了确保路面平整度满足标准,双层摊铺施工选择在青兰高速的长路基段落进行,并设计了四种不同的路面结构方案,包括 4cmAC-13+6cmAC-20 (青兰高速现有结构)、3cmAC-13+7cmAC-20 (调整厚度方案)、4cmSMA-13+6cmAC-20(西商高速结构)、4cmSMA-13+6cmSMA-16(新型结构)。使用的生产配合比和原材料均经过大面积施工验证,仅对混合料的油石比进行了细微调整。拌和站使用了两台日工 4000 型沥青拌合站,摊铺设备则选用了配套摊铺机及转运车。在保持混合料集料级配比例不变的前提下,对各种混合料的油石比进行了以下调整:AC-13 从4.8%下调至 4.6%,AC-20 从 4.3%下调至 4.2%,SMA-13从 5.8%下调至 5.6%,SMA-20 保持在 5.7%。为了防止SMA 路面在双层摊铺过程中出现泛油现象,确定在SMA-13 中添加 0.3%的木质素纤维,在 SMA-20 中添加0.4%的木质素纤维。
3.1 混合料的运输 使用双轴自卸车进行混合料的运输。装料前,需将车厢内部清洁,并在车厢壁涂抹油水混合液,防止混合料黏附。在运输前,考虑到摊铺和碾压的温度需求以及途中热量的损失,车厢两侧和后部使用岩棉和铁皮包裹,顶部则用帆布和棉被覆盖,以确保混合料温度达标。到达现场后,检测混合料的温度,确保满足摊铺要求。卸料后,清理车厢,避免硬化的残留混合料混入新料。上面层混合料的拌合楼距离现场 5 公里,中面层混合料的拌合楼距离现场 23 公里。当天气温为 20℃。
3.2 混合料的转运与摊铺 在摊铺作业预备阶段,首要步骤是对工作面进行彻底清扫与验收,随后均匀涂布粘层油以增强层间粘结。为确保摊铺质量,需提前两小时预热摊铺机的熨平板至超过 130℃,并全面检查机械运转状态。考虑到摊铺机的自重与夯锤力度,上下两层混合料的松铺系数分别设定为 1.1 与 1.15。中面层采用非接触式平衡梁实现自动找平,而上面层则利用滑靴进行精度找平。以青兰高速公路为例,该路段为双向四车道,路面宽度达10.5m,所采用的 DYNAPAC 双层沥青摊铺机能够满足最大 11.5m 的摊铺宽度,其熨平板拼装宽度为 10m。施工前,路面两侧及中分带的混凝土硬化工作已圆满完成。
摊铺作业启动时,首先利用转运车将上面层混合料装载至摊铺机上料斗,每车装载量为 24 吨,可一次性完成卸载。清理作业后,再利用转运车将中面层混合料送入下料斗,每车装载 40 吨。施工过程中,安排专人负责清理摊铺机前方混合料,并指派专人监控传感器状态。具体摊铺流程为:先卸载上面层混合料至上料斗,随后卸载中面层混合料至下料斗。摊铺机前端配置有两个料斗,上面层料斗容量约为 25 吨,中面层料斗容量约为 45 吨。当下料斗接近满载时,开始摊铺作业,先摊铺中面层,随后同时启动两层摊铺。转运车推动中面层运料车前进,当上料斗内混合料剩余三分之一时,一次性装满中面层料斗,并清空转运车内中面层材料,更换为上面层混合料。整个摊铺过程保持速度在 2m/min。
摊铺机启动瞬间,需迅速调整熨平板仰角,以防止上面层混合料带动中面层混合料,导致总厚度不达标。摊铺过程中,需频繁检测摊铺厚度,首先确认中面层厚度及横坡,随后调整两层总厚度,确保与设计要求相符。当中面层熨平板的提升高度与工作仰角经手动微调达到精确后,立即对上面层熨平板进行相应调整,以确保总厚度及上面层厚度满足设计要求。整个手动微调过程需在 10m 摊铺长度内迅速完成,之后由电子液压装置自动控制工作仰角的变化,以维持摊铺精度。
3.3 混合料的压实作业 混合料的压实作业由专人统一指挥,压路机梯队有序行驶,确保各层清晰分明。针对四种不同结构的路面,分别为 AC-13 上层和 SMA-13 上层设计了两种压实方案。
3.3.1 AC-13 上层混合料的压实方案 初步压实使用两台 CC624 双钢轮压路机,分幅进行两次压实,首轮为前静后振,次轮为振动压实。压实速度控制在 1.5-2km/h。复压采用两台 XP301 胶轮压路机,各压实三遍,速度为3-4km/h。
最终压实使用 BW202 双钢轮压路机进行两次静压,以消除轮迹。
3.3.2 SMA-13 上层混合料的压实方案 初步压实使用一台 DD138 双钢轮压路机和一台 CC624 双钢轮压路机,分幅进行两次压实,首轮为前静后振,次轮为振动压实。压实速度保持在 1.5-2km/h。复压采用两台 CC624 双钢轮压路机,各振动压实三遍,速度为 3.5-4.5km/h。终压使用一台 BW202 双钢轮压路机进行两次静压,以消除轮迹。