高速公路工程施工中双层摊铺技术应用研究

中图分类号：U12 文献标识码：A

引言

早期建设的公路沥青路面需要进行改造，以提升公路的技术等级和通行能力。若在路面改造期间仍沿用传统的单层摊铺技术，会存在施工效率低、对既有交通影响较大等问题。在此背景下，双层摊铺技术应运而生，并逐渐成为高速公路建设中的重要施工方法。

1、双层摊铺技术概述

双层摊铺技术是一种先进的沥青路面施工工艺，其核心概念是在单一连续作业过程中完成两层不同性能要求的沥青混合料摊铺和初步压实。这种技术通过特殊的摊铺设备实现，与传统分次摊铺相比，能够显著提高层间粘结性能，减少施工界面，从而提升路面整体质量和使用寿命。从历史发展来看，双层摊铺技术最早可追溯至 20 世纪 80 年代的德国。当时，为应对日益增长的交通荷载和恶劣气候条件对路面的挑战，德国工程师开发出了第一代双层摊铺设备。随后，这项技术在欧洲各国得到快速推广和应用。进入21 世纪后，随着设备制造技术的进步和材料科学的发展，双层摊铺技术日趋成熟，应用范围不断扩大。在高速公路建设中，双层摊铺技术的重要性主要体现在以下几个方面：首先，该技术能够有效解决传统摊铺方法中层间粘结不良的问题，显著提高路面结构的整体性；其次，通过减少施工工序和缩短工期，可以降低工程成本并提前开放交通；；最后，双层摊铺形成的均匀致密结构大大提升了路面的抗车辙、抗疲劳和水稳定性等关键性能指标，延长了路面使用寿命。

2、双层摊铺技术的特点分析

双层摊铺技术在高速公路工程中展现出多方面的显著优势，在提高路面质量方面，该技术通过一次性完成两层摊铺，消除了传统方法中层间冷接缝的问题，大幅改善了层间粘结状况。研究表明，采用双层摊铺的路面，其层间剪切强度比传统方法提高 30% 以上，有效减少了层间剥离和推移等病害的发生。同时，上下层混合料在高温状态下结合，形成更加均匀致密的整体结构，使路面具有更好的平整度和耐久性；传统施工需要等待下层完全冷却后再进行上层摊铺，而双层摊铺则可连续作业，节省了大量等待时间。实际工程数据显示，采用双层摊铺可比传统方法缩短工期约 40% ，这对于工期紧张的高速公路项目尤为重要。此外，减少施工次数也意味着降低了交通组织和施工管理的复杂度；在降低成本方面，双层摊铺技术通过优化施工流程实现了显著的经济效益，一方面，减少了一次摊铺所需的设备调动、场地准备等辅助工作；另一方面，由于层间粘结质量的提高，减少了后期维护费用。据统计，采用双层摊铺技术的路面，其全寿命周期成本可降低 15%-20% 。此外，该技术还能节省材料用量，因为更好的压实效果允许在达到相同性能指标时使用略薄的层厚。

3、双层摊铺技术在高速公路的应用

3.1、混合料拌制

为实现双层摊铺施工目标，需借助至少 2 台拌和机进行混合料拌制，同时选取产量与功率均相对较大的设备，以适应进度需求。此外，为保证集料的粒径以及级配都符合设计要求，还需要做好二次筛分处理[5]。拌和设备的选择应综合考虑施工要求及设备自身的产量。对于待进行双层摊铺作业的路面，需充分考虑该技术的特点，随时调整上下层摊铺厚度以及混合料级配。在确定摊铺层厚度时，应明确骨料最大粒径以及面层结构需要的承载力。通常情况下，2 层总厚度宜在 10～12cm 。此外，为降低成本，可对结构层受力进行优化，适当减薄磨耗层，如：可将磨耗层的厚度减小至 1.5cm 。上、下 2 层实际摊铺层厚通常分别为 2.5～4.0cm 和 4.0～10.0cm 。为保证摊铺施工的连续性，必须保证混合料的及时供应。拌和站应具备满足现场施工作业要求的生产能力。当面层厚度很大，需要大量混合料时，仅靠 1 座拌和站可能无法满足要求，此时，若增加拌和站的数量，则需要对各拌和站提供的混合料进行严格取样检测，以确保混合料性能保持一致。

在混合料拌制过程中，需严格控制加热温度，确保混合料均匀一致，满足相关规范要求。混合料应避免出现离析、花白料与结团等异常现象。

3.2、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，防止混合料钻附。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。同时，混合料生产环节需要特别注意两层混合料的配合比设计和温度控制。下层混合料通常采用AC-20 或AC-25 型，出料温度控制在 155-165^∘C ；上层混合料多采用AC-13 或AC-16 型，出料温度略高，为160-170℃。两种混合料的生产应协调进行，确保连续供应[1]。

3.3、 混合料的摊铺施工

混合科摊铺作业需要用到的机械设备包括 2 台双层摊铺机、2 台转运车。摊铺作业正式开始2h前，对2 台双层摊铺机的烫平板同时进行加热，确保摊铺烫平板的温度达到130 0C以上才可以进行混合科的摊铺作业。上层混合科的摊铺时的松铺系数为 1.1，下层混合科摊铺时的松铺系数为1.15。双层摊铺机上层和下层采用无接触式平衡梁进行混合科摊铺厚度和混合料摊铺平整度的自动找平控制。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1 Om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[2]。

3.4、双层摊铺质量控制

首先是温度控制，包括混合料出厂温度、摊铺温度和碾压温度，必须建立全过程温度监控系统。其次是厚度控制，采用非接触式测厚仪实时监测两层厚度，偏差应控制在设计值的 ±3mm 以内；平整度是另一个关键指标，要求 3m直尺检测间隙不大于 3mm 。压实度控制应采用无核密度仪快速检测，确保达到 96% 以上的理论最大密度。此外，还需特别关注层间结合质量，可通过拉拔试验或剪切试验进行检测。为保障施工质量，应建立完善的质量保证体系，包括原材料检验制度、工序验收制度和成品检测制度，同时要加强现场管理，做好技术交底，严格操作规程，确保各环节协调有序进行[3]。

结束语

双层摊铺技术作为高速公路建设中的先进工艺，展现出提高路面质量、缩短工期和降低成本等多重优势。通过本研究的分析表明，该技术能够显著改善层间粘结状况，提升路面整体性能和使用寿命。同时，针对不同地区材料特性的配合比优化研究也亟待加强，通过持续的技术创新和工程实践，双层摊铺技术有望成为我国高速公路建设的标准工艺之一。因此，建议相关工程积极引入双层摊铺技术，以弥补传统摊铺方法中存在的不足，有效预防路面病害，为公路建设提供更高效、更可靠的解决方案。

参考文献：

[1]朱归军.高速公路路面沥青双层摊铺施工技术应用探讨[J].上海公路,2024,(01):24-26+30+188.

[2]吴洁.双层摊铺施工技术在公路沥青路面改造中的应用研究[J].四川建材,2024,50(03):148-149+152.

[3]葛俊宏.沥青路面工程中双层摊铺技术的应用分析[J].大众科技,2023,25(12):64-67.