两台沥青摊铺机摊铺基层在工程中的应用

京珠南高速公路甘塘—大镇段K108+210.815一K120十300路面工程基层设计为6%水泥稳定级配碎石;设计强度3~4MPa;设计厚度20cm;宽度12oscm(12oocm).规范要求利用基层摊铺机或沥青摊铺机施
工作业.承担该段面工程施工的是租赁公司二公司京珠南项目部.项目成立后，于1998年8月进场，至1999年10月底全面完成了配合比的设计工作、厂拌设备的安装调试工作、碎石、砂等材料的备料,生产已能满足基层施工的要求.2000年1月21日，利用两台沥青摊铺机进行了基层试验段的摊铺工作，目前，基层施工已走向正常.利用两台沥青摊铺机施工基层，对于我们尚属首次.
    1 基层设计的特点
    该段基层设计有如下特点:
    (l)摊铺厚度达20cm，这一厚度设计已达到设计规范的上限.
    (2)存在超高段反坡.考虑到粤北地区雨水偏大的特点，在超高段除中央分隔带路缘石外侧设计有纵向排水沟以外，硬路肩设计为反坡，从而构成基层施工的困难.
    (3)基层宽度达12O5cm.由于硬路肩设计成与主线一致的26cm厚混凝土板，所以基层以12oscm通铺，构成较宽的基层施工面.
    (4)材料质量严格按规范标准要求.表现为:(a)设计强度需达至4MPa;(b)集料筛分满足b4(JTJ58一94规范)要求;(c)水泥初、终凝时间大于4h、6h.
    2 对摊铺设备的考虑
    为满足规范要求，基层摊铺应采用摊铺机作业.考虑到本项目基层设计特点及整个项目工程量(实际作业长度11277m双幅)情况，在进行摊铺机选型时，着重从以下几个方面考虑:
    (1)工艺性由于基层在超高段设计有反坡，这一设计决定了，如果进行基层摊铺，只能由两台摊铺机分别进行摊铺.
    (2)离析问题利用沥青摊铺机摊铺基层的质量问题主要表现有粗、细骨料离析现象的存在，这一现象有会因摊铺宽度增加趋于加剧.显然，在混合料质量稳定的条件下，摊铺宽度越窄，离析现象越不明显.
    (3)经济性由于京珠南项目工程量偏小;又由于多种原因，造成路基交验不及时，使工期一再推迟，基层工作面更是难以为继.进行基层摊铺时，摊铺机的台班费用成为重要选型因素.
    (4)设备性能稳定设备性能稳定主要表现为摊铺机有较强的平整度及标高控制能力，特别是在“行走摊铺一停机待料一行走摊铺”这一变化周期内，能够较好地保持其摊铺厚度的稳定.
       (5)设备的维修性要求设备便于维修、易于维修，零部件易于采购、价格合理.最终确定选用的摊铺机,如表1所示4
   
        3 施工工艺及技术方案(见图l)
       由于两台沥青摊铺机构成的基层联合摊铺机组在施工作业中尚有许多问题要解决.
       (l)摊铺宽度(非超高段)及厚度
为防止摊铺机宽度过大造成可能的离析现象，工艺方案中充分利用了2号(小)摊铺机的最大摊铺宽度，见表2.
      
       事实上，由于摊铺机侧边端头是开放式的(侧模的限位作用不大)，摊铺机的摊铺宽度大于其理论宽度.1号和2号机的理论摊铺厚度最大为30cm，考虑到底基层的标高误差、基层摊铺的松铺系数(试验结果确定为1.25)及摊铺机行走标高误差.基层最大摊铺厚度应蕊28cm，接近于摊铺机的极限厚度.
      
       (2)摊铺机摊铺顺序及纵向接缝处理
       两机并行摊铺时，只能采用一前一后相距有效距离的摊铺工艺.非超高段设计:l号机(大)先行作业.2号机(小)后续作业，两机相距1500~3000cm.1号机完成宽720cm摊铺后，2号机补充完成宽485cm摊铺，两机摊铺形成的施工缝由人工修补弥合.
       (3)导线桩及导线的设置
       两台机均装有较为精确的摊铺标高感应器(感应精度士0.65cm).施工工艺设计在两端距基层纵边30cm处，每1000cm设导线桩，导线高度距底基层设计标高3仅m，导线选用必。.Zcm钢丝线，架于引线支架的凹槽中，导线一边固定于底基层，一端用紧线器张紧导线，张紧力)800N.
       两机结合部导线设置最初按先行施工1号机摊铺宽度向外20cm设置导线桩，按常规方式设置张紧导线，摊铺过后为不影响后续摊铺机作业，及时拆除中间导线桩，后续摊铺机一端通过一条导线感应标高，结合部则采用滑靴式感应器行走在已摊铺的基层表面，感应标高.但在试验段施工中，发现结合部的导线桩安装、拆除较为复杂，而且，每一段设置约为在3000一sooocm之间，拆除必须整体拆除，造成如下问题:(a)后续摊铺必须等
到前面摊铺完成一段长度、拆除导线才能跟进;(b)两机摊铺间距太长，影响压路机碾压;(c)必须及早设置好至少2~3段导线桩，形成过长的两段上料通道，不利于车辆倒料，导线桩也容易被施工车辆破坏.
       针对这一情况，反复试验，最后将中间一条导线改进为导线尺:每SO0cm设置导线桩;导线支架上焊接5一10cm长度的槽钢，开口向上;以铝合金尺(2.scmx10cm义50cm)代替导线，可以随时安装、拆取.这一改进的优点十分明显:只要预先放好导线点，中间导线桩可以在施工中随时设置;两机的摊铺距离最近可以到500cm以内;没有造成两段长的进料通道;铝合金尺没有挠度，标高准确.可以最大限度地发挥两台摊铺机的效率.另一项改进是将后续摊铺机滑靴行走在松铺基层面上改为在其行走线上平放铝合金尺，滑靴滑行在铝合金长尺上.可达到满意的效果:(a)行走平稳，消除了基层面摊铺缺陷的影响因素;(b)具有引导线的功用，使后续摊铺机纵向行驶方向准确.
       (4)超高段基层施工
       超高段基层施工的困难在于:反坡宽度仅为280cm(挖方段275cm)，而超高宽度为925cm，这就造成1号机无能力摊925cm宽作业面，2号机只能摊反坡280cm，有劲使不上.可实行的施工方案有:(a)两台机摊超高宽度，反坡人工摊铺;(b)2号机摊反坡，1号机摊8.00，其余人工补铺;(c)2号机摊反坡并摊一定宽度(4Oocm为宜)，1号机摊775cm，由人工修整超摊部分横坡，使起与超高横坡一致.如图2.显然，(c)方案为最佳的方案.
        4摊铺作业中的质量控制
       基层施工中的质量控制包括厂拌的质量控制、前场施工的质量控制.就摊铺机作业而言主要为:
       (l)标高控制摊铺机摊铺中，检测标高最有效、最快捷的方式是拉线检查松铺标高，但拉线检查却不能发现放桩错误.因此，水准抽检标高必不可少.在超高段，为方便拉线检查超标高段的摊铺标高，在反坡边桩上挂双线，下线为反坡摊铺感应导线及反坡标高检测线，上线为超高面的标高检测线，这一根检测线的设置，使超高面摊铺标高检测难题迎刃而解.
    (2)平整度控制在标高控制的基础上，摊铺的平整度可以较好地得到控制.部分摊铺缺陷由人工修补完成.影响平整度的另一个重要因素是混合料的最大粒径、级配，由于选用的碎石粒径<3cn，，材料质量稳定.没有对平整度产生不利影响.
    (3)纵向施工接缝处理对施工中两机形成的纵向施工接缝利用人工修整，效果良好.由于两机的摊铺时间间隔很短，混合料并没有因时间原因造成初、终凝时间不一致，因为没有骨料离析现象，处理平顺纵向接缝在碾压成型后已完成消失.
    5 质量评价
    (l)骨料离析问题对于2号机而言，骨料离析现象不需考虑(因为摊铺宽度太短).所关心的是1号机在进行720一775cn，宽度摊铺时，是否有影响到摊铺质量的骨料离析现象.我们在超高段横断面已碾压成型的基层上的中间、距中1/2处和纵向摊铺接缝处开挖体积ZOcm丫20cmx20cm混合料，进行筛分.筛分结果表明:Zcm骨料在端面分布基本均匀;。.oscm以下细料在断面分布基本均匀;0.1一。.Zcm粒径集料表现出一种变化趋势.
    (2)标高质量评价非超高段基层标高合格率70.7写.超高段基层标高合格率49.1%.均能达到预期
效果.
    (3)平整度平整度检测结果合格率100%.
6效益简析
    表3为不同摊铺机的效率、效益比较.
   
        7存在问题
       (l)辅助工人较多;(2)测量控制人员较多;(3)施工组织管理难度大;(4)由于作业人员多，运输车辆倒料复杂，人、机混合作业不可避免，施工安全隐患较大.
       8 结论
       在高速公路的基层施工中，由于基层设计较宽、摊铺质量要求高，在选用摊铺机时，必须充分考虑骨料离析、平整度及标高控制等3大项质量指标，同时考虑摊铺效率及基层设计的特殊性(如反坡).
    利用二台沥青摊铺机进行同一工作面的基层施工，是解决上述质量问题、工艺问题、效率间题的有效方式:(l)摊铺机的单机摊铺宽度减少，可有效减少粗、细骨料的离析趋势;(2)摊铺机单机摊铺宽度窄，可使其两翼的变形率大大减小，从而保证摊铺标高达到设计要求，并保证良好的平整度;(3)两台摊铺机共摊一个工作面，相当于有两个倒料口，使摊铺速度提高一倍;(4)国产标高传感器系统的质量、精度很稳定，从而使国产摊铺机的摊铺质量得到保证;(5)两机摊铺形成的施工纵缝，可以很容易修整弥合，不会形成施工的质量隐患.
注:本文作者还有陈礼洪、齐文瓮