高速公路改擴建及新建工程雙機組同步大厚度快速連鋪連壓一次整體成型工法創新成果及應用

高速公路改擴建及新建工程

雙機組同步大厚度快速連鋪連壓

一次整體成型工法創新成果及應用

雙機組特種高端集成創新設備組合（向物料轉運車+帶水泥漿噴灑裝置的抗離析大厚度攤鋪機+超重噸位智能調向振動壓路機+超重噸位霧化補水強力揉搓膠輪壓路機。）

一、雙機組同步大厚度快速連鋪連壓工法的創新背景和意義

        我國改擴建及新建高速公路路面工程建設工期一般為18個月，工期很緊，趕工情況幾乎不可避免；質量標準要求高，按照傳統施工工法進行施工，存在幾乎不可避免的質量通病和施工難題。

        因此，通過施工機械集成創新，來促進施工工法創新變革，根本解決改擴建及新建工程的質量通病和固有“頑疾”，根本解決施工工序多、周期長的問題就非常必要，具有重要的社會價值和經濟價值。

        下面以國家重點改擴建高速公路項目（濟青高速四改八擴建工程）為例，來說明雙機組同步大厚度快速連鋪連壓一次整體成型施工工法及應用情況。

二、濟青高速公路基本情況

        濟青高速公路改擴建工程全長309公里，原路為四車道標準，現按設計速度120公里/小時，雙向八車道高速公路標準擴建，項目施工主要采用“兩側拼寬為主、單側分離為輔”的加寬方式。

建設工期為36個月；

        路面結構形式為：54（56）cm水泥穩定碎石+10cmATB-25瀝青穩定碎石+8cmAC-25+6cm改性AC-20+4cmSBS改性SMA13。

三、傳統施工工法概述及質量通病和施工難題

（一）傳統施工工法概述

        簡單地講，傳統施工工法就是采用傳統的機械設備組合，進行三層分層攤鋪、分層碾壓，分階段成型施工。

（二）傳統施工機械

傳統施工機械沒有側向物料轉運車，沒有大型抗離析攤鋪機、沒有智能控制可調向的大噸位的碾壓設備，施工工效極低，質量通病無法遏制，無法在水泥初凝期內快速攤鋪壓實，不能實現連鋪連壓整體成型。

（三）存在的問題和質量通病

1、施工中的質量通病無法得到遏制和根本解決。

（1）水穩基層分三層施工，施工工序多、銜接差；

（2）水穩層間噴灑水泥漿不足或不均勻；

（3）水穩養生不及時或灑水養生及覆蓋不到位等；

（4）路面反開挖等薄弱部位水穩回填施工空間狹窄，工序銜接復雜，橫向接縫眾多，人為因素干擾多，質量難以保證；

（5）連續壓實會對下承層形成擾動；

人工刷水泥漿，料車對坡口的破壞

2、改擴建工程固有的保暢難題無法保證；

        改擴建施工期間始終保證四車道通行，解決通行受限問題是一條硬性指標，否則會帶來很大的社會和政治影響。

3、施工工序多、施工周期長問題無法根本解決；

        改擴建工程的拓寬段和反開挖段均分三層攤鋪碾壓，再加上層間結合處理、養生工序，施工周期長就成為一個無法回避的難題。以反開挖部位為例：

（1）施工工效低，施工周期長；

        開挖槽僅能容納一輛運料車通行，按常規的墊坡道方式，則運料車駛出坡道后下一輛料車才能繼續倒行卸料。運料車行駛時間長，嚴重降低攤鋪效率；同時坡道墊設環節復雜，墊設工程量大，且施工至坡道位置時還需要進行及時清理，大大降低施工效率；

         攤鋪機、壓路機來回倒行等待時間長，二次攤鋪接頭處理費時費工，整體工序銜接不暢，施工效率大幅下降。開挖槽遇見下雨積水將無法及時排除，延長施工周期；

（2）工程質量通??；

        采用三層連續攤鋪存在工序銜接問題，上層壓實時必然形成對初凝下層的擾動破壞，同時會反復提機，路面接頭和橫向接縫多，路面平整度差；所有運輸料車輪跡在開挖槽底重合，槽底老路床將難免出現彈簧和翻漿、擾動現象。

四、雙機組同步快速連鋪連壓工法概述及主要特點和創新點

（一）主要考慮和思路；

        1、主要通過特種高端設備的集成創新，來實現工法創新變革，真正意義上消除存在的質量通病，根本解決施工周期長等施工難題。

        2、它不但要適用于高速公路改擴建工程的水穩反開挖回填，還要適用于擴建拓寬段，更適用于新建工程；能帶來極佳的經濟價值和社會效益。

（二）創新施工工法概述；

        就是采用雙機組同步大厚度快速連鋪連壓一次整體成型施工工法（詳見下圖）。

        2、實現側向輸送水穩混合料，可以保證改擴建及新建工程的第一機組和第二機組同步作業；

        對反開挖部位回填來說，運輸料車還可以避開在開挖槽內通行；

        運輸料車在拼寬的新路行駛，不在施工槽底通行，料車長距離倒行的困難和帶來的質量隱患徹底消除。還可以省略給運輸料車墊設坡道環節，解決了通行受限的問題，節省了人力和倒車時間。同時避免開挖槽底行車反復碾壓對老路床下承層的擾動。

        3、實現大厚度、大寬度、連續不間斷、抗離析攤鋪。

        攤鋪機是施工作業的核心設備之一，要求必須具有大厚度、大寬度抗離析攤鋪功能。

（1）采用大厚度抗離析攤鋪；

        把三層分層攤鋪合并為兩層大厚度連續攤鋪，單層厚度由18cm增加至27cm,一次整體成型，使得水穩基層之間的整體性更加良好，提高了整體承載力。

（2）采用雙機組連續不間斷作業；

        可以保證施工機械不用來回倒行，節約提機倒行時間、等待下承層碾壓時間、攤鋪機就位調試時間、二次攤鋪處理接頭的時間，可以形成連續不間斷作業，在施工效率上獲得大幅提升?？梢源罅繙p少橫向接頭、橫向接縫、可有效提高水穩基層的平整度，有效提高水穩的內在質量；兩層連續不間斷攤鋪，在短時間內快速完成，便于形成整體板塊。

4、壓實工藝要求既能滿足大厚度壓實，又不能欠壓、過壓。

        壓路機是壓實工藝的核心設備之一，智能調向振動壓路機應有超大噸位、超大壓實功、智能調向振動壓實；超重噸位變質量輪胎式壓路機應有霧化補水、強力揉搓功能；才可以實現水穩大厚度嵌擠密實效果，在水泥初凝期內快速完成壓實，避免對下承層所產生的擾動。

5、水穩層間結合處理實現同步和智能作業。

        水泥漿噴灑裝置噴頭安裝在攤鋪機前方推輥部位，可以和攤鋪同步作業，減少層間處理環節對工序的影響。

五、質量檢測結果及質量評價

從采用雙機組同步快速大厚度連鋪連壓工法的檢測結果來說，芯樣完整性、密實性、均勻性更高；平整度、壓實度和無側限抗壓強度完全滿足工程質量要求，水穩結構層整體性更好。

√  關鍵指標檢測結果；

1、壓實度檢測結果；

K39+620~K39+720左幅第三階段銜接處水穩上基層試驗檢測報告

2、鉆芯取樣情況；

（1）厚度36厘米(超厚度一次成型攤鋪）；

（2）厚度54（56）厘米(雙機組同步連鋪連壓27cm+27cm）；

六、中大機械集成科技創新產品

（一）中大機械創新產品DT系列二次攪拌原理抗離析攤鋪機；

        有效解決了物料的橫向、豎向、縱向、片狀、密實均勻度和并機接縫離析，真正意義上實現大厚度、大寬度攤鋪，可實現大寬度、最大厚度60厘米的水穩基層攤鋪。

■  核心理念：半封閉輸料槽滿埋螺旋強制擠壓二次攪拌原理（zhuanli技術支撐）

1.有效解決了橫向、豎向、縱向、片狀等混合料級配離析；

2.有效解決了溫度離析；

3.有效解決了密實均勻度離析；

4.避免了并機攤鋪接縫離析。

■  結構特點：

1.“變形金剛”式結構；

2.大扭矩螺旋驅動裝置（zhuanli技術）：實現二次攪拌工作原理；

3.雙料斗快速卸料裝置（zhuanli技術）：快速、連續、均衡供料，提高攤鋪密實均勻度，滿足大寬度大厚度攤鋪生產率的需要；

4.多級折疊螺旋攪拌裝置（zhuanli技術）：實現單機變幅無縱縫整體成型攤鋪，伸縮部不離析；

5.動態大幅5m變寬雙振搗伸縮熨平裝置（zhuanli技術）：實現各種加寬段的連續攤鋪需要。

■性能特點：

1.抗離析高均勻度、高密實度、高平整度；

2.超寬、超厚、超薄、動態大幅變寬，無縱縫整體成型；

3.半剛性基層、柔性過渡層、瀝青混凝土等多用途攤鋪。

（二）中大機械創新產品振動壓路機；

        39噸智能調向振動壓路機，具有智能調向和超大壓實功能，可根據壓實實際需要調節壓實功，保證壓實后的密實均勻度，既能滿足壓實功能又保證不過壓，充分滿足了大厚度壓實要求。

■  核心理念：采用智能調向振動技術，自動檢測作業面壓實度，自動調整激振力方向，自動調整壓實功輸出。（zhuanli技術）

1、解決路基 、 等質量通??；

2、解決大厚度水穩基層表面壓碎、底部不實等施工難題；解決壓實均勻度、平整度差的難題；

3、解決壓實對下層擾動破壞的施工難題；

4、解決路基補強的施工難題；

5、解決高填方路基強力壓實難題。

6、取代強夯以及沖擊式壓路機，提高作業效率，改善作業環境。  

■ 性能特點：

超重噸位、智能調向振動、超大激振力、超強壓實功、高可靠性，節能環保。

■ 結構特點：

1、輪體采用智能調向振動結構，多組激振器對稱布局，配置振動調向油缸及壓實度采集傳感器；

2、前車架及振動輪體超大質量占比；

3、振動系統大功率輸出配置。

（三）中大機械創新產品強力揉搓膠輪壓路機；

        YL27/37變質量強力揉搓輪胎壓路機，具有霧化補水，強力揉搓功能，可以實現骨料強嵌擠級配，有效避免表層松散。

■ 進口力士樂元件，液壓傳動，行走兩檔無級調節，操作簡單可靠，輕便靈活。

■ 三重制動（靜液壓＋機械盤式＋輪邊鉗式制動），起、停、運行平穩，壓實平整。

■ 駕駛室雙座椅，雙方向盤，并配備有空調，操作方便舒適，視野開闊。

■ 雙霧化補水系統，兩個大容量玻璃鋼水箱，滿足臺班工作需要。

■ 快速有效壓實大粒徑瀝青碎石基層，滿足高寒地區快速壓實需要。

■ 強力霧化補水、揉搓提漿，確保水穩材料顆粒鑲嵌咬合好，避免表面粒料破碎，表面緊密不松散。

■ zhuanli技術的安全防護裝置，確保周圍人員工作安全。

（四）中大機械創新產品側向物料轉運車；

        側向物料轉運車可以實現橫向和其他方向供料，可在反開挖部位、拓寬段、新建工程側面均衡、連續、平穩供料。

（五）中大機械創新產品水泥漿同步噴灑裝置；

水泥漿噴灑裝置安裝在攤鋪機上，實現噴灑和攤鋪同步作業；

七、創新工法成果及推廣應用

        （一）高速公路改擴建及新建工程雙機組同步大厚度連鋪連壓一次整體成型工法是重大的工法創新變革，是國內首創。它解決了傳統工法中無法避免的施工難題，有效遏制了質量通病，大大縮短了施工周期，有力保證了了改擴建及新建工程的品質工程要求和建設工期要求。

        （二）雙機組同步大厚度連鋪連壓一次整體成型工法有重要的社會效益和經濟價值。它不僅解決了改擴建路面水穩反開挖回填、拓寬段施工難題，而且為新建工程水穩快速攤鋪壓實提供了根治方案，對縮短施工周期、遏制質量通病有重要的社會意義！它大大提高了施工效率、節省了大量的人工、機械、材料成本，減少了工序成本，帶來極高的經濟價值。

        （三）雙機組同步大厚度連鋪連壓一次整體成型工法在濟青高速公路改擴建工程的推廣應用，具有重大的示范作用和廣泛推廣價值，此“又好、又快、又省”、“利國、利民、利企”的創新工法，必將在高速公路建設中得到廣泛應用，代表未來高速公路建設的發展趨勢。

        （四）特種高端成套設備的集成創新是創新工藝工法的前提條件，它不但是單一設備的重大技術改進，更是設備集成科技創新，對實現創新新工藝、新工法起到了重要保證作用。