高速公路改擴(kuò)建及新建工程雙機(jī)組同步大厚度快速連鋪連壓一次整體成型工法創(chuàng)新成果及應(yīng)用

高速公路改擴(kuò)建及新建工程

雙機(jī)組同步大厚度快速連鋪連壓

一次整體成型工法創(chuàng)新成果及應(yīng)用

雙機(jī)組特種高端集成創(chuàng)新設(shè)備組合（向物料轉(zhuǎn)運(yùn)車+帶水泥漿噴灑裝置的抗離析大厚度攤鋪機(jī)+超重噸位智能調(diào)向振動(dòng)壓路機(jī)+超重噸位霧化補(bǔ)水強(qiáng)力揉搓膠輪壓路機(jī)。）

一、雙機(jī)組同步大厚度快速連鋪連壓工法的創(chuàng)新背景和意義

        我國改擴(kuò)建及新建高速公路路面工程建設(shè)工期一般為18個(gè)月，工期很緊，趕工情況幾乎不可避免；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高，按照傳統(tǒng)施工工法進(jìn)行施工，存在幾乎不可避免的質(zhì)量通病和施工難題。

        因此，通過施工機(jī)械集成創(chuàng)新，來促進(jìn)施工工法創(chuàng)新變革，根本解決改擴(kuò)建及新建工程的質(zhì)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(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

        下面以國家重點(diǎn)改擴(kuò)建高速公路項(xiàng)目（濟(jì)青高速四改八擴(kuò)建工程）為例，來說明雙機(jī)組同步大厚度快速連鋪連壓一次整體成型施工工法及應(yīng)用情況。

二、濟(jì)青高速公路基本情況

        濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程全長309公里，原路為四車道標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)按設(shè)計(jì)速度120公里/小時(shí)，雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)建，項(xiàng)目施工主要采用“兩側(cè)拼寬為主、單側(cè)分離為輔”的加寬方式。

建設(shè)工期為36個(gè)月；

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

三、傳統(tǒng)施工工法概述及質(zhì)量通病和施工難題

（一）傳統(tǒng)施工工法概述

        簡單地講，傳統(tǒng)施工工法就是采用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備組合，進(jìn)行三層分層攤鋪、分層碾壓，分階段成型施工。

（二）傳統(tǒng)施工機(jī)械

傳統(tǒng)施工機(jī)械沒有側(cè)向物料轉(zhuǎn)運(yùn)車，沒有大型抗離析攤鋪機(jī)、沒有智能控制可調(diào)向的大噸位的碾壓設(shè)備，施工工效極低，質(zhì)量通病無法遏制，無法在水泥初凝期內(nèi)快速攤鋪壓實(shí)，不能實(shí)現(xiàn)連鋪連壓整體成型。

（三）存在的問題和質(zhì)量通病

1、施工中的質(zhì)量通病無法得到遏制和根本解決。

（1）水穩(wěn)基層分三層施工，施工工序多、銜接差；

（2）水穩(wěn)層間噴灑水泥漿不足或不均勻；

（3）水穩(wěn)養(yǎng)生不及時(shí)或?yàn)⑺B(yǎng)生及覆蓋不到位等；

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

（5）連續(xù)壓實(shí)會(huì)對(duì)下承層形成擾動(dòng)；

人工刷水泥漿，料車對(duì)坡口的破壞

2、改擴(kuò)建工程固有的保暢難題無法保證；

        改擴(kuò)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(biāo)，否則會(huì)帶來很大的社會(huì)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(kuò)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(jié)合處理、養(yǎng)生工序，施工周期長就成為一個(gè)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(yùn)料車通行，按常規(guī)的墊坡道方式，則運(yùn)料車駛出坡道后下一輛料車才能繼續(xù)倒行卸料。運(yùn)料車行駛時(shí)間長，嚴(yán)重降低攤鋪效率；同時(shí)坡道墊設(shè)環(huán)節(jié)復(fù)雜，墊設(shè)工程量大，且施工至坡道位置時(shí)還需要進(jìn)行及時(shí)清理，大大降低施工效率；

         攤鋪機(jī)、壓路機(jī)來回倒行等待時(shí)間長，二次攤鋪接頭處理費(fèi)時(shí)費(fèi)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(shí)排除，延長施工周期；

（2）工程質(zhì)量通??；

        采用三層連續(xù)攤鋪存在工序銜接問題，上層壓實(shí)時(shí)必然形成對(duì)初凝下層的擾動(dòng)破壞，同時(shí)會(huì)反復(fù)提機(jī)，路面接頭和橫向接縫多，路面平整度差；所有運(yùn)輸料車輪跡在開挖槽底重合，槽底老路床將難免出現(xiàn)彈簧和翻漿、擾動(dòng)現(xiàn)象。

四、雙機(jī)組同步快速連鋪連壓工法概述及主要特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

（一）主要考慮和思路；

        1、主要通過特種高端設(shè)備的集成創(chuàng)新，來實(shí)現(xiàn)工法創(chuàng)新變革，真正意義上消除存在的質(zhì)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(kuò)建工程的水穩(wěn)反開挖回填，還要適用于擴(kuò)建拓寬段，更適用于新建工程；能帶來極佳的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

（二）創(chuàng)新施工工法概述；

        就是采用雙機(jī)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(shí)現(xiàn)側(cè)向輸送水穩(wěn)混合料，可以保證改擴(kuò)建及新建工程的第一機(jī)組和第二機(jī)組同步作業(yè)；

        對(duì)反開挖部位回填來說，運(yùn)輸料車還可以避開在開挖槽內(nèi)通行；

        運(yùn)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(zhì)量隱患徹底消除。還可以省略給運(yùn)輸料車墊設(shè)坡道環(huán)節(jié)，解決了通行受限的問題，節(jié)省了人力和倒車時(shí)間。同時(shí)避免開挖槽底行車反復(fù)碾壓對(duì)老路床下承層的擾動(dòng)。

        3、實(shí)現(xiàn)大厚度、大寬度、連續(xù)不間斷、抗離析攤鋪。

        攤鋪機(jī)是施工作業(yè)的核心設(shè)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(xù)攤鋪，單層厚度由18cm增加至27cm,一次整體成型，使得水穩(wěn)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(jī)組連續(xù)不間斷作業(yè)；

        可以保證施工機(jī)械不用來回倒行，節(jié)約提機(jī)倒行時(shí)間、等待下承層碾壓時(shí)間、攤鋪機(jī)就位調(diào)試時(shí)間、二次攤鋪處理接頭的時(shí)間，可以形成連續(xù)不間斷作業(yè)，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(wěn)基層的平整度，有效提高水穩(wěn)的內(nèi)在質(zhì)量；兩層連續(xù)不間斷攤鋪，在短時(shí)間內(nèi)快速完成，便于形成整體板塊。

4、壓實(shí)工藝要求既能滿足大厚度壓實(shí)，又不能欠壓、過壓。

        壓路機(jī)是壓實(shí)工藝的核心設(shè)備之一，智能調(diào)向振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)有超大噸位、超大壓實(shí)功、智能調(diào)向振動(dòng)壓實(shí)；超重噸位變質(zhì)量輪胎式壓路機(jī)應(yīng)有霧化補(bǔ)水、強(qiáng)力揉搓功能；才可以實(shí)現(xiàn)水穩(wěn)大厚度嵌擠密實(shí)效果，在水泥初凝期內(nèi)快速完成壓實(shí)，避免對(duì)下承層所產(chǎn)生的擾動(dòng)。

5、水穩(wěn)層間結(jié)合處理實(shí)現(xiàn)同步和智能作業(yè)。

        水泥漿噴灑裝置噴頭安裝在攤鋪機(jī)前方推輥部位，可以和攤鋪同步作業(yè)，減少層間處理環(huán)節(jié)對(duì)工序的影響。

五、質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果及質(zhì)量評(píng)價(jià)

從采用雙機(jī)組同步快速大厚度連鋪連壓工法的檢測(cè)結(jié)果來說，芯樣完整性、密實(shí)性、均勻性更高；平整度、壓實(shí)度和無側(cè)限抗壓強(qiáng)度完全滿足工程質(zhì)量要求，水穩(wěn)結(jié)構(gòu)層整體性更好。

√  關(guān)鍵指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；

1、壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果；

K39+620~K39+720左幅第三階段銜接處水穩(wěn)上基層試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)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(jī)組同步連鋪連壓27cm+27cm）；

六、中大機(jī)械集成科技創(chuàng)新產(chǎn)品

（一）中大機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品DT系列二次攪拌原理抗離析攤鋪機(jī)；

        有效解決了物料的橫向、豎向、縱向、片狀、密實(shí)均勻度和并機(jī)接縫離析，真正意義上實(shí)現(xiàn)大厚度、大寬度攤鋪，可實(shí)現(xiàn)大寬度、最大厚度60厘米的水穩(wěn)基層攤鋪。

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

1.有效解決了橫向、豎向、縱向、片狀等混合料級(jí)配離析；

2.有效解決了溫度離析；

3.有效解決了密實(shí)均勻度離析；

4.避免了并機(jī)攤鋪接縫離析。

■  結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1.“變形金剛”式結(jié)構(gòu)；

2.大扭矩螺旋驅(qū)動(dòng)裝置（zhuanli技術(shù)）：實(shí)現(xiàn)二次攪拌工作原理；

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

4.多級(jí)折疊螺旋攪拌裝置（zhuanli技術(shù)）：實(shí)現(xiàn)單機(jī)變幅無縱縫整體成型攤鋪，伸縮部不離析；

5.動(dòng)態(tài)大幅5m變寬雙振搗伸縮熨平裝置（zhuanli技術(shù)）：實(shí)現(xiàn)各種加寬段的連續(xù)攤鋪需要。

■性能特點(diǎn)：

1.抗離析高均勻度、高密實(shí)度、高平整度；

2.超寬、超厚、超薄、動(dòng)態(tài)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(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品振動(dòng)壓路機(jī)；

        39噸智能調(diào)向振動(dòng)壓路機(jī)，具有智能調(diào)向和超大壓實(shí)功能，可根據(jù)壓實(shí)實(shí)際需要調(diào)節(jié)壓實(shí)功，保證壓實(shí)后的密實(shí)均勻度，既能滿足壓實(shí)功能又保證不過壓，充分滿足了大厚度壓實(shí)要求。

■  核心理念：采用智能調(diào)向振動(dòng)技術(shù)，自動(dòng)檢測(cè)作業(yè)面壓實(shí)度，自動(dòng)調(diào)整激振力方向，自動(dòng)調(diào)整壓實(shí)功輸出。（zhuanli技術(shù)）

1、解決路基 、 等質(zhì)量通??；

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

3、解決壓實(shí)對(duì)下層擾動(dòng)破壞的施工難題；

4、解決路基補(bǔ)強(qiáng)的施工難題；

5、解決高填方路基強(qiáng)力壓實(shí)難題。

6、取代強(qiáng)夯以及沖擊式壓路機(jī)，提高作業(yè)效率，改善作業(yè)環(huán)境。  

■ 性能特點(diǎn)：

超重噸位、智能調(diào)向振動(dòng)、超大激振力、超強(qiáng)壓實(shí)功、高可靠性，節(jié)能環(huán)保。

■ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

1、輪體采用智能調(diào)向振動(dòng)結(jié)構(gòu)，多組激振器對(duì)稱布局，配置振動(dòng)調(diào)向油缸及壓實(shí)度采集傳感器；

2、前車架及振動(dòng)輪體超大質(zhì)量占比；

3、振動(dòng)系統(tǒng)大功率輸出配置。

（三）中大機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品強(qiáng)力揉搓膠輪壓路機(jī)；

        YL27/37變質(zhì)量強(qiáng)力揉搓輪胎壓路機(jī)，具有霧化補(bǔ)水，強(qiáng)力揉搓功能，可以實(shí)現(xiàn)骨料強(qiáng)嵌擠級(jí)配，有效避免表層松散。

■ 進(jìn)口力士樂元件，液壓傳動(dòng)，行走兩檔無級(jí)調(diào)節(jié)，操作簡單可靠，輕便靈活。

■ 三重制動(dòng)（靜液壓＋機(jī)械盤式＋輪邊鉗式制動(dòng)），起、停、運(yùn)行平穩(wěn)，壓實(shí)平整。

■ 駕駛室雙座椅，雙方向盤，并配備有空調(diào)，操作方便舒適，視野開闊。

■ 雙霧化補(bǔ)水系統(tǒng)，兩個(gè)大容量玻璃鋼水箱，滿足臺(tái)班工作需要。

■ 快速有效壓實(shí)大粒徑瀝青碎石基層，滿足高寒地區(qū)快速壓實(shí)需要。

■ 強(qiáng)力霧化補(bǔ)水、揉搓提漿，確保水穩(wěn)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(shù)的安全防護(hù)裝置，確保周圍人員工作安全。

（四）中大機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品側(cè)向物料轉(zhuǎn)運(yùn)車；

        側(cè)向物料轉(zhuǎn)運(yùn)車可以實(shí)現(xiàn)橫向和其他方向供料，可在反開挖部位、拓寬段、新建工程側(cè)面均衡、連續(xù)、平穩(wěn)供料。

（五）中大機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品水泥漿同步噴灑裝置；

水泥漿噴灑裝置安裝在攤鋪機(jī)上，實(shí)現(xiàn)噴灑和攤鋪同步作業(yè)；

七、創(chuàng)新工法成果及推廣應(yīng)用

        （一）高速公路改擴(kuò)建及新建工程雙機(jī)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(chuàng)新變革，是國內(nèi)首創(chuàng)。它解決了傳統(tǒng)工法中無法避免的施工難題，有效遏制了質(zhì)量通病，大大縮短了施工周期，有力保證了了改擴(kuò)建及新建工程的品質(zhì)工程要求和建設(shè)工期要求。

        （二）雙機(jī)組同步大厚度連鋪連壓一次整體成型工法有重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它不僅解決了改擴(kuò)建路面水穩(wěn)反開挖回填、拓寬段施工難題，而且為新建工程水穩(wěn)快速攤鋪壓實(shí)提供了根治方案，對(duì)縮短施工周期、遏制質(zhì)量通病有重要的社會(huì)意義！它大大提高了施工效率、節(jié)省了大量的人工、機(jī)械、材料成本，減少了工序成本，帶來極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

        （三）雙機(jī)組同步大厚度連鋪連壓一次整體成型工法在濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程的推廣應(yīng)用，具有重大的示范作用和廣泛推廣價(jià)值，此“又好、又快、又省”、“利國、利民、利企”的創(chuàng)新工法，必將在高速公路建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，代表未來高速公路建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。

        （四）特種高端成套設(shè)備的集成創(chuàng)新是創(chuàng)新工藝工法的前提條件，它不但是單一設(shè)備的重大技術(shù)改進(jìn)，更是設(shè)備集成科技創(chuàng)新，對(duì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新新工藝、新工法起到了重要保證作用。