由于沥青砼路面具有表面平整、行车舒适、噪声低、施工期短和养护维修方便等特点,近年来我国高等级公路广泛采用沥青路面。目前在高等级公路建设中,沥青砼摊铺机被广泛应用于路面面层和基层施工。广清(广州—清远)高速公路银盏至北江二桥段位于广东省清远市境内,起点设古钱岭互通,与已建广清高速公路新华至银盏段连接,经过清远城区的龙塘镇、横荷镇,终点接北江二桥南引道与人民路的相交处,路线全长20.647 km。计算行车速度为100 km/h,路基宽为24.5 m(整体式路基)、12.5 m(分离式路基),路面宽为23 m,双向四车道。面层结构为4 cm AK13A(SBS改性沥青)+6 cm改进型AC20Ⅰ(SBS改性沥青)+8 cm改进型AC25Ⅰ(AH70);基层底基层为36 cm水泥稳定碎石和20cm水泥稳定粒料。
1 摊铺机工作装置参数的调整
为适应不同道路结构和摊铺材料的摊铺作业,摊铺机的各相应结构都具有较大调整范围,以保证
作业需要。
1.1 熨平板初始工作角的调整
在大多数摊铺机上都有手动调整机构,用来调整初始工作角。在初始工作角调整之前,要彻底解除调整机构对熨平板的约束,将熨平板自由地放置于水平基面上,然后将熨平板左右两端的调整手柄
作等量转动。调整正确与否,只能通过实际摊铺厚度来检验。每调整一次,必须在5 m范围内作多点厚度检验,取其平均值。工作角发生变化将引起摊铺厚度的变化,从而使路表形成波浪,影响平整度。一般初始工作角在铺筑试验段时确定,确定后最好不要随意变动,并且随温度的变化要作适当调整,温度升高时应略大,温度低时略小。
1.2 熨平板宽度的调整
熨平板宽度根据施工图上规定的路面摊铺层宽度、作业方式(单机还是多机作业、预定通过次数等)进行调整,同时还要考虑有无路拱和两机作业以及2次通过的重叠量大小等因素。
1.3 摊铺机供料机构的调整
摊铺机的刮板输料器和螺旋输送器两者密切配合,速度均匀是保证路面摊铺质量的一个重要因素。调整刮板和螺旋的料位传感器,保持熨平板前的混合料堆的高度与螺旋输送器的轴心线平齐。螺旋的转速要均匀稳定,如果刮板供料不足,造成螺旋高速运转,不但增加叶片的磨损,而且改变了熨平板的受力平衡,致使铺层厚度变薄;如果刮板供料过大,会使铺层变厚;如果螺旋的转速不均衡,会使熨平板前的料堆一段高一段低,造成铺层局部密实度降低,压实后形成塌陷,影响平整度;螺旋转速时快时慢,还会造成混合料离析,影响摊铺质量。螺旋布料器内混合料表面略高于螺旋布料器2/3,熨平板挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致,可避免摊铺层出现离析。
1.4 振捣梁和振动梁的调整
摊铺机的振捣梁和振动梁直接影响铺层的密实度和平整度,为了取得理想的摊铺质量,若铺层薄、料径小,一般选用较小的振幅。为了提高面层的平整度,摊铺上面层时,只能选用小振幅。振动频率的选择取决于摊铺速度和摊铺厚度。为了获得较大的密实度,一般情况下以不振碎、压坏混合料的碎石为最佳频率,但频率过高,会使熨平板振动过大、熨平板大臂剧烈振动,影响传感器工作,导致路面平整度降低,同时增大了夯锤的磨损。一定要在铺筑试验段时,在保证熨平板和调平大臂平稳性的前提下选取合适的频率和振幅。一旦选定就要在摊铺过程中根据摊铺速度保持恒定的频率,这样才能使铺层既平整又密实。
1.5 熨平板前缘与布料螺旋之间距离的调整
由于摊铺厚度、混合料级配受油石比、基层强度和刚度、骨料粒径大小的影响,必须对熨平板前缘与布料螺旋之间的距离作相应调整。在一般摊铺条件下(厚度在10 cm以下,中粒式或粗粒式沥青混合料,骨料最大粒径约30 mm),应将此距离调到中等值。在软基上摊铺(石灰稳定土、水泥稳定土、粉煤灰或二灰土等),摊铺厚度较小,沥青混合料中骨料粒径不大时,宜将距离调小。当摊铺厚度增大,骨料粒径大,沥青混合料温度偏低或摊铺层表面出现波纹时,宜将距离调大。该距离调整范围一般在±5
cm左右。
2 摊铺机工作速度与自卸车数量的选择
2.1 摊铺机工作速度的选择
摊铺作业速度对摊铺机的作业效率和摊铺质量都有很大影响,特别是速度瞬时变化将破坏熨平板
受力系统的平衡,从而引起熨平板上下浮动,路面平整度随之降低。速度变化时,单位面积的沥青混合
料受到的振捣、振动次数随之变化,这势必导致路面的初始密实度不同,压实后的路面平整度因而较差。夯实振捣次数不够,粗粒径石子后形成空洞和拉痕,既增加了供料难度,又不能保证摊铺层的初始压实度及平整度。
摊铺速度的选择应考虑以下几点:
①混合料的供给能力,选用的速度应能保证连续摊铺,不使机械中途待料停歇;
②对密实度和厚度的影响,摊铺机速度低时,混合料被振捣的次数增多,密实度增加,反之减少;
③混合料类型,一般情况下,粗粒度、黏结力小的混合料比细粒度、黏结力大的混合料易摊铺,因而工作速度可稍高一点;
④摊铺宽度、厚度;
⑤速度选定后,在摊铺过程中应尽量保持不变。摊铺机摊铺速度的选择原则是保证摊铺机匀速连续摊铺作业,这就要求摊铺机的速度应与拌和机生产率、施工机械摊铺厚度相适应。摊铺速度可按下式计算:
v=100Q/60BHγ
式中:Q为混合料的供给能力(t/h);B为摊铺宽度(m);H为摊铺层压实成型后的平均厚度(cm);γ为沥青混合料压实后的干容重(t/m3),一般取2.35t/m3。
实际上,摊铺速度还因所用混合料种类、温度及摊铺层的层次不同而有所区别。根据《公路沥青路面施工技术规范》的要求,摊铺速度应控制在2~6m/min。在12 m全宽三次摊铺时,一般下面层速度取2 m/min,中、上面层取3 m/min。
2.2 自卸车台数的确定
与摊铺速度对应的自卸车台数按下式计算:
W=QTK/60G
式中:Q为沥青搅拌设备的实际供料能力(t/h);T为车辆平均行驶循环周期(min),T=T载驶+T空驶
=2Dmax×60/v平,T载驶、T空驶分别为车辆载重行驶和回程空载行驶时间(min),Dmax为最大送料距离,v平为车辆往返平均速度(km/h);K为条件系数;G为车辆额定载重(t)。
3 自找平装置的运用
3.1 弦线基准及其敷设
路基高低不平,路边又无平坦的基准面可参考时,可在机械的一侧设置一条具有规定纵坡的参考
弦线(细钢丝或尼龙线),让传感器的触件沿弦线运动。可使用直径为2~2.5 mm的弹簧钢丝,每根长度以200 m为宜(过长不容易拉紧),数量应能满足二三天的施工要求,200 m钢丝的张紧力一般为800~1 000 N。每根尼龙线长150~200 m,立杆间距为10 m,张紧力为300~400 N。尼龙线的缺点是遇水会伸长,故每天开工前要检查其张紧度。敷设基准线时,除了应按规定的纵坡保证各支点都处于正确的标高位置外,还应使每根立杆与路面中线的距离都相等。敷设好的基准线必须符合其标高要求。为了避免施工过程中立杆被意外碰撞,在各立杆处应做醒目标志。
3.2 纵向传感器的检查与调整
纵向传感器安装后要将其调整在“死区”的中立位置。调整前要检查左右牵引臂铰点的高度是否一致,其适当的高度应是油缸行程处于中心位置。调整时应将牵引臂铰销锁住,传感器处于中立位置时,其信号灯应熄灭。调整好后,将传感器的共组选择开关拨到“工作”位置,接上电丝,打开电源开关,进行约10 min的预热。摊铺机摊铺10~15 m,铺层厚度达规定值后,可让自动调平装置投入工作。
4.1 接缝的摊铺
在本段路中,SBS改性沥青混合料中、上面层摊铺厚度采用非接触式平衡梁控制方式。采用2台摊
铺机平行摊铺施工,靠中央分隔带侧摊铺机在前。
1)纵向接缝的施工。根据摊铺机作业方式的不同,一般混合料的纵向接缝分为热接缝、半热接缝
和冷接缝。热接缝是指摊铺机几乎同时摊铺的两相邻摊铺带之间的纵向接缝。两摊铺带的混合料由于在碾压时具有相同的温度,因而可连接为一体,密实度也基本一样,能铺筑成最好的接缝。半热接缝是指用一台摊铺机先后摊铺的两相邻摊铺带之间的纵向接缝。施工时,在先铺摊铺带冷却到60℃之前,返回摊铺另一摊铺带。两摊铺接缝处温差相差一半左右,如果处理得当,仍可获得较好的接缝。冷接缝是已铺的摊铺带经过长时间后(一般为8 h),再进行另一摊铺带摊铺所形成的接缝。对这种接缝需要采用加热等技术措施,不易处理。在摊铺过程中,尽量使摊铺机进行整幅摊铺,如不行,可选用双机并联或梯队作业,以形成热接缝。
2)横向接缝的施工。在施工中应尽量减少横向接缝,特别是面层。横向接缝会使路面横向产生
高差,每次在接缝处出现的错差可使该段道路的不平度下降0.2 mm。横向接缝摊铺中应注意:首先应使接缝边缘上下垂直,并与摊铺层的纵向边缘成直角;其次采用标记接缝法,在横向接缝的地点,先记下当时的纵横向标尺位置,下次摊铺时,接此标记调整好摊铺机继续摊铺。
4.2 特殊情况的摊铺
1)不同截面形状路面的摊铺。摊铺机调拱机构配合厚度调整机构,即可改变熨平板底板的形状,满足不同情况下路面的要求。
2)弯道路口的摊铺。弯道拐弯处各点的横向坡度是变化的,运用自动找平装置并采取一定的技
术措施,即能获得较好的效果。首先在弯道处每5m做一个标记,并记下该处所需实现的坡度值,摊铺
机进入弯道后,不断调整自动找平装置的坡度给定旋钮,将其调到该处所需的数值。因摊铺横向坡度
的变化总是滞后于调节,所以要提前调节。
3)坡度地段的摊铺。摊铺机在摊铺大的纵坡时,应由低段向高段作业,并严格控制厚度调节手柄
或自动找平装置,保证铺面平整。
4.3 沥青混合料的压实
1)应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度,在混合料不产生推移、开裂等情况下,尽量在摊铺后较高温度下进行初压。
2)压路机应以缓慢而均匀的速度碾压,压路机的适宜碾压速度应随初压、复压、终压及压路机的类型而不同。
5 结束语
为了获得平整的摊铺表面,应尽可能保持摊铺机稳定作业,即稳定的摊铺速度、稳定的刮板输送器供料量、稳定的螺旋输送器送料量,从而保持熨平板前方料堆大小和料位高度恒定不变。为了使摊铺机处于高效、良好的工作状态,要做好摊铺前后的保养工作,不但要按规定进行润滑、换油、紧固、清洁等保养工作,而且特别要注重提高操作人员的理论知识、实际操作能力和综合保养、使用与管理水平,增强责任感。
