双层摊铺在公路沥青路面施工中的应用

孟凡

（中海外交通建设集团有限公司，河北 石家庄 050000）

0 引言

沥青路面是当前公路工程，尤其是高等级公路工程最常用的路面类型。传统单层摊铺方法虽然施工比较简单，对设备的要求较低，但存在容易造成污染、层间结合质量受多种因素影响等弊端。而双层摊铺技术的应用能从本质上解决这些问题，对提高施工效率、减少施工成本和保证施工质量都有重要作用。

1 传统摊铺方法存在的问题

传统单层摊铺的方法虽然应用了很长时间，但由于该方法的自身特性，存在很多现实问题，主要表现在以下几方面：

（1）可能造成较为严重的层间污染。采用传统单层摊铺的方法进行施工时，因工序衔接方面的问题，会使中、下面层混合料摊铺完成后，不能立即对上层进行铺筑，需等待一段时间才能铺筑。由于长时间放置，所以容易产生污染，且清扫难度大，此外，沥青混合料表面形成的沥青在受到太阳光长时间照射后，会使黏附性降低，甚至失去黏结能力，即便补充黏层油，也会对层间黏结质量造成影响，进而降低结构层实际承载力，使表面层产生早期病害，如脱落、推移与车辙等[1]。

（2）采用传统单层摊铺的方法时需在已完成施工的路面采用人工实施多次去污与清扫，并洒布黏层油，这些工序不仅占用工期，而且还要消耗一定成本，据统计，这方面单价可以达到3.0元/m2。

（3）采用传统单层摊铺的方法时，因摊铺厚度相对较小，以上面层为例，一般不超过4～5cm，如果上面层摊铺施工是在气温较低的季节，则会使混合料摊铺完成后快速降温，无法保证碾压质量。在这种情况下，很容易引起各类早期病害，如车辙、渗水与坑槽。

（4）因单层摊铺施工的摊铺厚度比压实机械自身最佳压实厚度小很多，所以难免导致压实机械压实功浪费，现场机械设备实际工作强度较低。

2 双层摊铺的主要特点

双层摊铺实际上就是对配比有所不同的双层沥青混合料进行同时摊铺，充分利用下层混合料余热使上层混合料在温度较高的情况下完成压实。根据相关研究成果可知，在负荷较重的道路，采用双层摊铺的方法能增强混合料自身抵抗变形发生的能力，尤其是对改性沥青而言，通过双层摊铺，能保证充分压实，同时经成本分析可知，在摊铺面积达到1.24万m2以上的情况下，采用双层摊铺法的施工造价将比传统单层摊铺法低[2]。

在双层摊铺过程中，对上下两层进行同时摊铺，下层混合料在摊铺机作用下得到预压实，且重型车辆不会对下层混合料造成碾压。采用压路机可一次性完成两层结构最终压实，混合料中骨料最大粒径在很大程度上决定了面层厚度，即结构层总体厚度能否达到规范要求取决于集料最大粒径。因我国沥青路面相关施工规范大多采用单层铺装，所以上面层厚度通常在4cm以内，而结合上面层功能要求，若在施工中引入特殊工艺方法来保证面层施工质量，则可适当减小面层厚度。

双层摊铺方法主要具有以下几点优势：其一，相较于传统摊铺方法，双层摊铺能简化施工组织，防止沥青层上产生压痕，并能有效避免层间污染问题；其二，可最大限度利用黏结层余热保证上层结构充分碾压，从而减少压路机能耗，节省能源，能在相对较低的温度条件下施工，减少气候因素造成的影响与干扰；其三，节省大量黏层油，从根本上解决黏层油喷洒过程中可能造成的污染；其四，相较于传统摊铺方式，采用双层摊铺方法形成的路面具有更好的光滑度；其五，采用双层摊铺方法能极大地缩短摊铺施工时间，保证工程工期；最后，采用双层摊铺方法能增强路面自身抵抗变形发生的能力，加强层间连接，改善路面空隙率，最终延长路面的使用寿命[3]。

3 双层摊铺技术的应用

3.1 试验段概况

某高速公路全长约99.196km，其路面共分为4个标段。试验段路面结构层次为（从上到下）：4cm厚SMA-13改性沥青混凝土+6cm厚AC-20沥青混凝土。本次试验段施工的总里程为3km，试验段面层总宽10.75m。为避免对原路面结构造成影响，在试验段施工中依然使用以上路面结构层次。

3.2 试验段施工

因双层摊铺需对级配有所不同的混合料进行同时摊铺，所以要采用两台拌和站进行混合料拌和，同时对混合料的运输、摊铺、碾压都提出了更加严格和明确的要求[4]。

（1）在拌和站方面，应配备两套，额定生产量都应达到施工要求。在生产改性沥青混凝土的过程中，可按照额定生产率的0.7倍进行计算。

（2）因双层摊铺施工要求不同混合料必须同时运输到场，所以为便于现场组织，需对运输车辆予以区分，同时在施工现场安排专人负责调配。

（3）双层摊铺由于对两层同时进行摊铺，所以对平整度的要求更加严格。基于此，在现场控制过程中，需对上层摊铺机实施两次找平。具体找平方法为：中面层借助平衡梁找平，而上面层则借助滑靴找平。此外对基层与下面层结构的平整度也有很高要求[5]。

（4）对于压实机械现场配置，因上面层采用SMA-13改性沥青混凝土，所以不能采用胶轮式压路机，并且压路机行驶速度不能超出6km/h。在实际施工中，先借助14tCC624HF压路机按照3km/h的速度连续初压2遍，再借助DD146HF压路机按照2.5km/h的速度连续振压4遍，最后借助CC722压路机按照3km/h的速度连续静压，直到完成收面压实。

（5）对于下层混合料，其预压实度不可随意确定，一般情况下为90%左右。若下层混合料的初始压实度过小，会使下层混合料摊铺完成后无法保持稳定，在上层摊铺或碾压施工时容易产生推移，而若下层混合料的初始压实度过大，则初始形成的结构层将对压路机压实作用产生一定程度的抗力，影响上下两层共同压实过程中结构层中粒料错动滑移，进而无法形成密实的结构，难以达到预期的整体压实度。

（6）因采用双层摊铺方法进行施工时摊铺厚度远大于采用传统摊铺方式，所以接缝高度往往很大，在这种情况下建议取消接缝与连接，即摊铺宽度尽可能覆盖整个路面宽度。若必须沿纵向进行接缝的设置，则可通过对上层熨平板伸缩边的适当调整促使上下两层摊铺宽度错茬不超过10cm，使前后摊铺层之间的接缝部位实现错缝搭接。从纵向角度看，上下熨平板存在一定间隔距离，为30cm左右，这种情况下摊铺机启动后难免产生一个纵向宽度在30cm左右而厚度有一定差别的横向接缝，该接缝的处理比采用传统摊铺方式形成的横缝接头困难很多。对此，施工中应尽可能防止摊铺机反复启停，进而避免因此造成横向接缝。另外，在既有构造物数量较多的路段，应使桥面的铺装层厚度尽可能和路面结构层保持一致，这样能省去桥头处理环节。

（7）路面的双层摊铺和碾压施工结束后，应使路面自然冷却36h以上才能开放路段的交通（具体冷却时间要根据当时的气温情况确定，一般不能少于36h），如果在温度较高的情况下直接开放路段的交通，则有可能导致路面产生明显的变形。

3.3 施工结果

采用双层摊铺方法施工时可以使上下两层结构同时完成摊铺与碾压，所以在上下两层结构之间可以形成良好嵌挤结构，使上下两层结构形成一个统一的整体，进而提供更大的抗剪强度，防止一系列早期病害的产生[6]。

路面结构的渗水系数是衡量路面整体质量的重要指标之一。对渗入到面层结构中并长时间滞留在面层结构中的水分，受到行车荷载与温度连续作用后，可能导致集料上的沥青膜不断剥离，进而产生一系列早期病害，如坑洞、麻面、唧浆、网裂与松散等。对此，在本试验段施工中也将该系数作为一项关键指标，采用传统摊铺方法和双层摊铺方法的路面渗水系数对比如表1所示。

表1 （续）

表1 传统摊铺方法与双层摊铺方法路面渗水系数对比

从表1数据可以看出，采用双层摊铺方法时，路面渗水系数比采用传统单层摊铺方法形成的路面小2，其原因为双层摊铺的同时对两层结构进行摊铺，并在摊铺的同时进行碾压，能使两层结构形成一个整体，所有不同结构之间的封水能力更好，可延长路面整体结构使用寿命，防止由渗水造成的一系列病害问题发生[7]。

除渗水系数以外，在施工中还对路面整体密实度进行了检测，采用传统摊铺方法和双层摊铺方法的路面密实度对比如表2所示。

表2 传统摊铺方法与双层摊铺方法上面层密实度对比

从表2数据可以看出，采用双层摊铺方法形成的路面其密实度更高，可更好地保证路面密实效果[8]。

4 结论

综上所述，双层摊铺除了能改善结构层之间的黏结性，还能起到缩短工程的工期、优化整个路面结构和减少施工成本等作用。通过试验段施工，得出以下几条结论：

（1）经钻芯取样与渗水试验可知，采用双层摊铺方法后，路面结构层之间的黏结性与封水性更好，可有效保证路面整体质量，避免各类早期病害的发生。

（2）经现场压实度实测可知，采用双层摊铺方法能大幅延长路面的碾压时间，有更好的整体压实效果。

（3）采用双层摊铺的方法能增强路面结构抵抗变形发生的能力，在保证路面结构施工质量的同时，延长路面使用寿命，此外还能减少施工成本，发挥更显著的经济效益会与社会效益。