高浩雄

(廣東冠粵路橋有限公司, 廣州 511450)

0 引言

在公路路面基層施工中，通常采用水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層作為路面的主要承重層，其設(shè)計(jì)厚度達(dá)到36～40cm[1-2]。受限于常規(guī)攤鋪及碾壓設(shè)備的噸位不足，無法確保碾壓密實(shí)，往往將基層設(shè)計(jì)成一分為二來施工，如基層層間粘合能力不足，降低了基層的整體性，容易出現(xiàn)收縮裂縫并反射到瀝青路面，形成病害的根源[3]。層間結(jié)合的處理一般采用以下兩種技術(shù)方案：一是采用人工在工作面上施工，用鏟子等小型工具均勻地撒布水泥粉，然后用灑水車噴灑濕潤作為粘結(jié)層，再采用大型機(jī)械進(jìn)行攤鋪碾壓基層混合料的工藝。二是采用灑布汽車通過人工控制，將拌制好的水泥漿均勻地噴灑在工作面上作為粘結(jié)層，然后再采用大型機(jī)械進(jìn)行攤鋪碾壓基層混合料的工藝[4-5]。

以上兩種常規(guī)的技術(shù)方案均存在一個(gè)問題，就是將“水泥漿粘結(jié)層”和“基層攤鋪”作為兩道工序分別進(jìn)行施工，導(dǎo)致施工過程中混合料運(yùn)輸車行駛在灑布有水泥凈漿的工作面上給攤鋪機(jī)送料時(shí)，水泥凈漿會(huì)粘在運(yùn)輸車輛的車輪上，車輛行駛后，車輪上的水泥凈漿會(huì)污染到其它已經(jīng)施工完成的路面，并且會(huì)擾動(dòng)水泥漿粘結(jié)層，造成局部粘結(jié)效果變差[6-7]。此外，高溫天氣施工時(shí)容易使預(yù)灑的水泥漿過早硬化，不但起不到粘結(jié)的作用，反而形成了一層隔離層，影響結(jié)構(gòu)層的整體性，存在質(zhì)量隱患。

基于此，本文設(shè)計(jì)了一種新的攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置，并采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布施工技術(shù)，將“水泥漿粘結(jié)層”和“基層攤鋪”兩道工序合二為一，實(shí)現(xiàn)同步施工。

1 工藝原理

攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置利用三角式托臂將支撐底板固定在攤鋪機(jī)主體的右側(cè)，使支撐底板能夠隨著攤鋪機(jī)主體同步運(yùn)動(dòng)。支撐底板對(duì)儲(chǔ)水罐、水泥堆放板、水泥攪拌罐以及輸送泵進(jìn)行支撐；支撐底板裝載拌和用水，水泥堆放板放置袋裝水泥，通過水泥攪拌罐對(duì)適量水以及水泥進(jìn)行攪拌，形成所需的水泥凈漿；通過輸送泵將水泥凈漿輸送到固定在攤鋪機(jī)主體外周的折線形輸漿管內(nèi)部，通過折線形輸漿管前端的水泥漿噴頭將水泥凈漿噴出。與此同時(shí)，攤鋪機(jī)主體將水泥穩(wěn)定碎石混合料攤鋪到道路上，并使水泥穩(wěn)定碎石混合料放置在水泥凈漿上方。

由于水泥穩(wěn)定碎石混合料與水泥凈漿的鋪設(shè)是同步進(jìn)行的，通過運(yùn)輸車對(duì)攤鋪機(jī)主體進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石混合料輸送時(shí)，運(yùn)輸車行駛的路面上還沒有鋪設(shè)水泥凈漿，從而使運(yùn)輸車的車輪不會(huì)因粘附水泥凈漿而破壞水泥漿層的粘結(jié)性。攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置如圖1所示。

圖1 攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置

2 施工工藝流程

攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布施工工藝流程如圖2所示，施工現(xiàn)場如圖3所示。

圖2 施工工藝流程

圖3 施工現(xiàn)場

2.1 混合料攪拌

混合料開始攪拌前，檢查場內(nèi)各種集料的含水量，計(jì)算當(dāng)天的施工配合比。攪拌樓出料裝車時(shí)車輛前后移動(dòng)，分前、后、中三次裝料，以避免混合料產(chǎn)生離析。攪拌現(xiàn)場安排試驗(yàn)人員監(jiān)測攪拌時(shí)的水泥劑量、含水量和各種集料的配比，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整，并按規(guī)定的檢測頻率進(jìn)行抽檢。

2.2 混合料運(yùn)輸

運(yùn)輸車輛在每次開工前，檢驗(yàn)其完好情況，裝料前將車廂清洗干凈。運(yùn)輸車輛數(shù)量應(yīng)滿足攪拌出料與攤鋪的需要，并略有富余。運(yùn)輸車上的混合料應(yīng)覆蓋，并盡快運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場。當(dāng)車內(nèi)水泥穩(wěn)定碎石混合料不能在水泥初凝前運(yùn)到工地?cái)備亯簩?shí)時(shí)，須予以廢棄。

2.3 混合料攤鋪

攤鋪機(jī)在攤鋪前，先預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)好攤鋪機(jī)的各項(xiàng)功能，包括“攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置”，確保設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，才可以進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。采用梯隊(duì)流水作業(yè)模式，攤鋪速度宜控制在2～3m/min，且勻速、不停歇地?cái)備仭?/p>

2.4 碾壓

雙向四車道高速公路應(yīng)配置26t以上的單鋼輪壓路機(jī)2臺(tái)，雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)，膠輪壓路機(jī)1臺(tái)；雙向六車道高速公路應(yīng)配置26t單鋼輪壓路機(jī)3臺(tái)，雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)，膠輪壓路機(jī)2臺(tái)，確保與攪拌、攤鋪速度相匹配。

2.5 接縫處理

混合料的攤鋪保持連續(xù)，施工結(jié)束后在水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石結(jié)構(gòu)層設(shè)置橫向接縫，橫縫應(yīng)與路中心線垂直設(shè)置。一般路段攤鋪時(shí)宜避免縱向接縫，加寬路段分兩幅攤鋪時(shí)，縱向接縫處應(yīng)加強(qiáng)碾壓。

2.6 養(yǎng)護(hù)及層間處理

碾壓完成且檢測合格后，(底)基層表面應(yīng)及時(shí)覆蓋保濕養(yǎng)生。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后鋪筑上結(jié)構(gòu)層。若上結(jié)構(gòu)層不能及時(shí)鋪筑，則保持(底)基層表面濕潤至上結(jié)構(gòu)層施工。養(yǎng)護(hù)期間，封閉交通。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后實(shí)行交通管制，并盡量使車輛輪跡橫向均勻分布地行駛。養(yǎng)護(hù)方式宜結(jié)合工程實(shí)際情況選擇，可采用灑水養(yǎng)護(hù)、土工布覆蓋養(yǎng)護(hù)、草簾覆蓋養(yǎng)護(hù)、灑鋪乳化瀝青養(yǎng)護(hù)等方式。

3 效益分析

3.1 工藝效果

本項(xiàng)目以佛清從高速公路南段工程一期路面工程和云茂高速公路TJ14合同段為依托工程。該設(shè)備委托專業(yè)廠家進(jìn)行加工生產(chǎn)，應(yīng)用過程中，技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，經(jīng)多次調(diào)試改進(jìn)，取得了較理想的應(yīng)用效果。

通過600m試驗(yàn)段的實(shí)施，分別對(duì)傳統(tǒng)預(yù)灑布水泥漿工藝和攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法進(jìn)行對(duì)比。其中，前300m采用預(yù)灑布水泥漿工藝+19cm水穩(wěn)上基層，后300m采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法+19cm水穩(wěn)上基層。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，分別對(duì)兩種工藝的上、下基層同時(shí)取芯各檢測5個(gè)點(diǎn)，分析施工完成后14d、21d、28d橫向裂縫數(shù)量的增長情況。

通過表1可見，采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法的上、下基層粘合完好率比預(yù)灑布水泥漿工藝提高50%，層間粘合能力提升顯著。半剛性基層施工完成后，隨著時(shí)間越長，橫向裂縫出現(xiàn)的頻率越高；采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法的上基層在第21d后裂縫數(shù)量趨于穩(wěn)定，到了第28d后，橫向裂縫數(shù)量明顯比預(yù)灑布水泥漿工藝的減少了50%，抗開裂能力提升顯著。

表1 水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層層間粘結(jié)層施工效果對(duì)比

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

以佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段和云茂高速公路TJ14合同段為工程背景，分別進(jìn)行了攤鋪機(jī)同步灑布水泥漿工藝和傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿工藝的經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比。

佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段在材料耗量、材料運(yùn)輸費(fèi)用相同的情況下進(jìn)行機(jī)械、人工費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)差異性分析：傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿施工工藝需配備灑布車1輛(1 000元/臺(tái)班)、輔助工人4人(200元/工日·人)；攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法，每個(gè)施工點(diǎn)配備2套，每套裝置需投入一次性制作費(fèi)用約50 000元/套、每個(gè)施工點(diǎn)配備輔助工人2人(200元/工日·人)。佛清從高速公路南段工程一期工程路面工程SG-05合同段路面施工工期為10個(gè)月和2個(gè)施工點(diǎn)，工藝經(jīng)濟(jì)分析見表2。

表2 佛清從項(xiàng)目工藝經(jīng)濟(jì)分析

云茂高速公路TJ14合同段在材料耗量、材料運(yùn)輸費(fèi)用相同的情況下進(jìn)行機(jī)械、人工費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)差異性分析：傳統(tǒng)人工預(yù)灑布水泥漿施工工藝需配備灑布車1輛(1 000元/臺(tái)班)、輔助工人4人(200元/工日·人)；攤鋪機(jī)同步灑布水泥漿工藝，每個(gè)施工點(diǎn)配備2套，每套裝置需投入一次性制作費(fèi)用約50 000元/套，每個(gè)施工點(diǎn)配備輔助工人2人(200元/工日·人)。云茂高速公路TJ14合同段路面施工工期為12個(gè)月和2個(gè)施工點(diǎn)，工藝經(jīng)濟(jì)分析見表3。

表3 云茂項(xiàng)目工藝經(jīng)濟(jì)分析

由表3可見，佛清從高速公路南段一期工程路面SG-05合同段采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法,可產(chǎn)生約47萬元的經(jīng)濟(jì)效益。云茂高速公路TJ14合同段采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法,可產(chǎn)生約61萬元的經(jīng)濟(jì)效益。攤鋪機(jī)同步灑水泥漿施工工藝應(yīng)用于兩項(xiàng)目中，共計(jì)施工時(shí)間約22個(gè)月，共節(jié)省費(fèi)用約107.8萬元，經(jīng)濟(jì)效益較顯著。

4 結(jié)語

本文介紹了一種新型的攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布裝置以及攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工方法，并對(duì)該方法的實(shí)施效果和經(jīng)濟(jì)效益與傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝進(jìn)行對(duì)比分析，認(rèn)為攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工方法的上、下基層粘合完好率比傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝提高50%，層間粘合能力顯著提高。采用攤鋪機(jī)水泥漿同步灑布式水泥穩(wěn)定級(jí)配碎石基層施工工法的上基層在第21d后裂縫數(shù)量趨于穩(wěn)定；到了第28d后，橫向裂縫的數(shù)量明顯比傳統(tǒng)的人工預(yù)灑布水泥漿工藝減少50%，抗開裂能力顯著提高。

通過工程應(yīng)用，攤鋪機(jī)同步灑布式水泥漿施工工藝共計(jì)施工約22個(gè)月，共節(jié)省費(fèi)用約107.8萬元，經(jīng)濟(jì)效益較顯著。