SBS同步沥青碎石封层施工探讨

白永忠

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西 晋中 030600)

1 概述

SBS同步沥青碎石封层施工技术就是用专用的同步碎石封层机将粘结材料(改性沥青或改性乳化沥青)和级配集料同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层。我单位没有类似的施工经验，因此在龙城高速公路路面施工中我单位专门成立了课题组，进行技术攻关，虚心向兄弟单位学习，在碎石封层施工中后期，对总体施工质量进行了监测，评定结果为符合设计及规范要求。

2 适用范围

SBS同步沥青碎石封层一般用于道路养护罩面，新建路面磨耗层，新建中轻交通道路面层，应力吸收膜粘结层，路面下封层。

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工前的准备

1)首先保证透层油的渗透时间达到48 h以上，并检测确认透层沥青中的煤油已充分挥发。

2)在施工路段内设置道路施工提示标志。

3)若透层的表面有泥土等杂物，应用空压机吹干净，并保持干燥。

4)确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪。

5)将施工区的结构物加以覆盖进行保护，以避免受到沥青污染。

3.2 试验路段的施工

300 m试验段铺筑成功后，我们可以达到下列目的:

1)验证用于正式施工的改性沥青洒布量和碎石撒布量;2)确定洒布车行驶的速度、洒布宽度;3)确定改性沥青洒布的温度;4)确定每一作业面的合适长度;5)确定压路机碾压的遍数;6)确定接缝的处理方案。使用的原材料、施工机械、施工方法及试验段各项检测项目均要符合规范规定，经监理抽检确认合格，即可按以上内容编写《试验段施工总结》，经总监办审核批复，即可开始1 km标准试验段，试验段结束后上报总结报告，即可作为申报正式施工的依据。

3.3 施工工艺

1)向基层表面均匀喷洒SBS改性沥青，雾状喷洒的沥青膜不但要均匀而且要等厚度，沥青温度应控制在170℃～180℃之间，且喷嘴高度适宜。2)在喷洒SBS改性沥青的同时，应立即均匀撒布碎石，局部采用人工辅助方法(用扫把)不使碎石上下重叠。3)铺筑时封层机的作业速度要匀速，行驶应适宜，并满足此条件下的碎石和沥青洒布量。4)采用16 t轮胎压路机碾压1遍～2遍，碾压时压路机不得掉头、刹车、洒水。5)碾压完毕后，应立即封闭交通，禁止行人和车辆进入，以防止行车造成封层破坏。6)对纵向接缝，应在先做封层一侧暂留10 cm～15 cm宽度不撒布碎石，待另一侧封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。7)横向接缝，应在接缝处放置长度不小于50 cm的或与洒布宽度同宽的钢板，待洒布车通过之后，应立即将其清洗干净。8)施工时要随时监测，首先要控制好SBS改性沥青洒布量，每平方米SBS改性沥青的洒布量、碎石撒布量以及碎石覆盖率都要依据施工季节并通过试验检测而确定，一般情况下应在60%～80%，做到沥青洒布均匀，无漏油、无花白现象。

4 材料与设备

4.1 所用材料

4.1.1 沥青

封层的沥青材料采用SBS改性热沥青，其技术指标应满足SBS(1-C)改性沥青技术指标及设计要求。

4.1.2 集料

桥面、隧道内封层石料采用4.75 mm～9.5 mm;水稳基层上的封层石料采用9.5 mm～13.2 mm，且应与下面层为同一料源，并经烘干、除尘处理，粉尘含量不大于0.3%，其他各项技术指标均应符合规范要求。

4.2 设备选择

此封层的设备选择同步碎石封层机而施工，同时配备两台16 t以上轮胎压路机，若干台空压机。

5 质量控制

5.1 原材料质量控制

5.1.1 沥青粘结料

沥青碎石同步封层最常用的是90号和110号普通道路石油沥青，沥青粘结料应符合JTGF-2004公路沥青路面施工技术规范的相关规定和技术要求。

5.1.2 碎石

碎石需经过反击(锤式)破碎加工而成，碎石要求洁净、干燥、无风化、无杂质，形状规正，并具有足够的强度和耐磨耗性的单级配集料。其中针片状石料在15%以下，不含杂质和石粉，粉尘含量不大于1%，压碎值小于20%。碎石规格为10 mm～14 mm，用量控制在10 m3/1000 m2～12 m3/1000 m2;碎石规格为10 mm～20 mm，用量控制在12 m3/1000 m2～14 m3/1000 m2。严格控制粉尘含量及含水量:当进场后的碎石粉尘含量高时，采用装载机配合吹风机进行除尘，与采取水洗风干或拌合楼加热搅拌除尘措施相比速度快，且节约成本;当碎石潮湿时，如果离施工时间较长，采用装载机进行翻晒处理，如果时间紧，可采用拌合楼加热除湿除尘，即时应用。

5.2 施工过程质量控制

5.2.1 施工气温条件

沥青碎石封层宜选在干燥和炎热的夏季施工。施工时各工序必须紧密衔接，不得脱节，当天施工的路段必须当天完成。由于天气状况对沥青碎石封层的性能影响较大，禁止在出现大风、雨天和低温(路面温度低于10℃)天气施工。同时，要密切关注气象信息，在雨后路面湿度大(75%)和雨前(1 h)不能保障碾压成型时，应当暂停施工。

5.2.2 原路面病害处理

施工前，应对原路翻浆、沉陷、壅包、裂缝等病害进行全面详细的调查和彻底处理，禁止在存在上述病害的路面上实施沥青碎石封层。

5.2.3 路面清洁

对欲与碎石封层的层面进行清洁，将松散材料、杂物及尘土都清扫干净，防止粉尘包裹了喷洒的沥青，形成隔离层，并应保持原路面层干燥。

5.3 沥青碎石同步封层质量控制

5.3.1 沥青温度控制

沥青温度控制是非常重要的环节，沥青加热时温度应随时量测控制，对于普通道路石油沥青加热温度控制在165℃～170℃，不得超过170℃，防止温度过高导致沥青老化。沥青洒布温度易控制在155℃～170℃。

5.3.2 沥青用量控制

沥青碎石同步封层，沥青最佳用量是碎石落到沥青面上，由于流体沥青的表面张力，使热沥青沿石料表面向上爬升高度约为石料高度的2/3，并在石料表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达到70%的沥青洒布量。经实际量测，使用10 mm～14 mm碎石，沥青洒布量易控制在1.5 kg/m2～1.6 kg/m2内;使用10 mm～20 mm碎石，沥青洒布量易控制在1.6 kg/m2～1.7 kg/m2内。沥青洒布时，要求沥青喷洒后应形成均匀、等厚度的沥青膜，防止因沥青不均匀导致石料的剥离、斑纹。沥青洒布形状规则，线形顺直。

5.3.3 SBS同步沥青碎石封层车的标定

施工前，应对同步碎石分层车的计量系统、控温系统及碎石撒布控制系统等进行标定，通过试洒(撒)，确定沥青洒布量和碎石撒布厚度、均匀度、宽度是否满足施工要求，经检查确认设备正常完好后方可投入使用。同步碎石封层车洒(撒)布后，除在两幅搭接处预留10 cm不撒石料外，碎石覆盖率应达到100%。

5.3.4 紧跟同步碎石封层车，随时掌握封层情况

由于原路面平整度较差、路面超高值较大或机械故障，对出现小的零星的沥青膜外露部分，应及时进行人工补料，尽量不出现碎石重叠、沥青膜外露现象。当沥青膜外露形成条宽时，应及时关闭喷油嘴和料门，并检查喷油嘴和料门的性能完好。

5.4 胶轮压路机碾压质量控制

在碎石撒布的同时，应立即采用26 t以上胶轮压路机紧跟碾压。碾压时应保持2 km/h～3 km/h匀速行驶，每次碾压的遍数为2遍，轮迹重叠30 cm，碾压时先慢后快、先两边后中间。碾压后，使集料之间嵌挤紧密，石料不得出现较多压碎现象。

5.5 清扫浮动石料

碾压结束后，如仍出现较多浮动石料时，应在开放交通前将其扫除，防止浮动石料对已经粘着在位石料挫动、脱落。

5.6 接缝处理质量控制

1)横向接缝。在封层起点前及前一车封层尾1.5 m范围内，用与封层宽度同宽的铁板或油毛毡进行横铺，可以有效避免重复封层造成的横向接槎凹凸现象。2)纵向接缝。沥青同步封层车要求行车直顺，纵向搭接处沥青洒布重叠部分不得超过10 cm，避免纵向条带状泛油及接槎处偏高现象。

5.7 开放交通及初期养护

SBS同步沥青碎石封层铺筑完毕之后的2 h内，应有专人控制通行车辆的速度不得超过30 km/h。在成型后，对泛油部分，应薄撒、勤撒5 mm～8 mm的嵌缝料，并应扫匀。

6 安全措施

安全生产的措施:现场配备专职安全员一名，各项工作严格按照操作规程执行，杜绝各类事故发生，定期检查、尽早发现事故隐患。做好安全生产、安全施工才能保障工程的顺利进行。

6.1 组织保证措施

1)建立健全以经理部为主的安全生产领导小组，强调“管生产必须管安全”的生产原则，推行全员安全生产责任制。2)成立第一负责人为核心的安全领导小组，以管理人员和专职安全员为骨干，推行全员安全生产责任制。

6.2 管理保证措施

1)加强宣传教育工作，强化全员安全意识，建立安全保证体系，使安全管理制度化，教育经常化。2)坚持定期的安全教育、讲话和检查制度，设立安全监督岗，支持和发挥安全人员的作用。3)加强制度建设和主要负责人签订安全协议。4)制定安全组织设计，实行安全技术交底制度。

6.3 技术保证措施

1)沥青操作人员均应进行体检。凡患有结膜炎、皮肤病及对沥青过敏反应者不宜从事沥青作业。沥青作业要配防水、防火设备。2)用电线路架设应符合规定要求，配电箱和闸刀盒应上锁。室外配电箱和闸刀盒应有良好的防护措施。工地修建的临时房、料库、沥青存放场地等架设的动力照明线路设置的电箱等都必须符合防水、防火、防触电、防雷击、防爆的要求，配备足够的消防设施，安装避雷设备。

6.4 沥青面层施工安全保证措施

1)从事沥青工作人员应认真学习并掌握沥青工程的安全知识，上岗前必须进行体检，合格后方可从事沥青方面的工作。2)沥青工作人员必须穿工作服、戴口罩、手套，露在外面的手、脸和颈部需涂抹防护药膏。下班后必须用热水洗澡。3)骨料仓附近从事骨料供应的工作人员需配戴防尘面具和防护眼镜。4)拌合结束，把保险拉下方能清理场地。5)在各个沥青工程作业面，特别是沥青拌合场地和沥青试验室要配备防火消防器材。

7 环保措施

环境保护措施:严格组织施工和管理，保护好周围环境，防止沥青泄漏，对废弃物严禁随意丢弃，保护周边植物、水体，确保路面整洁。文明施工措施:现场材料按不同规格堆放并设立标识牌、施工牌，加强文明施工宣传力度。1)碎石堆场及运输车辆经过的道路上洒水，避免出现烟尘污染周围环境。2)所有运料车辆车厢加设边板并限量装料，避免运料过程中混合料洒落污染周围环境。3)沥青废料不得乱丢乱弃，应按照有关规定进行处理，防止周边污染环境。4)施工时，结构物应避免受沥青污染。避免各工序交叉干扰，以防杜绝施工、运输污染。

8 效益分析

8.1 同步沥青碎石封层需要的能耗较低

据测算每平方米路面使用1.5 kg沥青结合料，8 kg～12 kg骨料即可，其成本是4 cm热铺沥青混凝土的50%左右，龙城高速公路的同步沥青碎石封层的单价为6元/m2，其造价比4 cm热铺沥青混凝土造价节约50%左右。

8.2 同步沥青碎石封层需要的设备简单

同步碎石封层机1台，ZL50型装载机1台，26 t胶轮压路机2台，20 t沥青运输车1台以及其他小型机具。工作效率为10000 m2/台班。不需要使用热拌沥青混凝土拌合站及拌合料的长距离运输，从而节约了运输和设备成本费用。不需要使用沥青混凝土摊铺机和钢轮压路机，大大提高了施工效率。

8.3 同步沥青碎石封层有效提高整体道路质量

由于采用了科学的施工工艺，碎石沥青薄膜裹覆达到了70%以上，有效避免了花白料的产生和因沥青用量过大而无法施工的现象，更加有利于碎石与热沥青的粘结，全面提高了同步碎石封层质量。龙城高速公路的路面施工是在沥青混凝土面层之下，透层之上，采用改性沥青同步碎石封层的铺筑方法，这样既使路面整体力学性能得到了提高，又延长了沥青路面的使用寿命，不仅起到了防水层的作用，而且还起到了半刚性基层与柔性路面过渡层的作用。能够使剪切滑移得到有效的抵抗，沥青路面的病害也减少发生，沥青路面维护费用也大大降低。这种施工方法既提高下封层施工质量，又能节约材料用量，还能减少用工数量，降低职业病的危害，产生经济效益。

以上表明，龙城高速采用改性沥青同步碎石封层不仅能够在施工过程中有效节约材料用量，降低职业病可能造成的危害，产生经济、环保效益，全面提高封层的施工质量，还能在正常通车后，对半刚性基层起到防水作用，减少沥青路面病害的发生，延长沥青路面的使用寿命，大大降低沥青路面维护费用。

9 应用实例

龙城高速公路(山西省榆次龙白至祁县城赵高速公路)起点位于榆次龙白村西南方向约800 m处，终点位于祁县城赵镇修缮村西北700 m。龙城高速公路路面第二分部开工时间为2012年1月1日，完工时间为2012年6月18日，起点为K21+400，终点为K42+400，全长约21 km。龙城高速公路路面二分部的同步沥青碎石封层733812 m2。

9.1 优点

1)延长了道路使用寿命;2)够通行大型载重车，可承受40000辆/日的交通量;3)路面反射裂缝明显减少;4)提高防滑及防水性能;5)可以在控制交通速度的情况下尽快恢复交通;6)进一步降低道路的维修养护成本;7)快速实现道路的养护，确保道路的正常使用。

9.2 缺点

1)没有同步碎石封层技术规范，施工工艺还不完全成熟，缺乏施工经验，泛油、脱粒等;2)同步碎石封层原材料的选用和评价指标等问题的研究还处于空白;3)寒冷气候地区，同步碎石结构容易出现早期碎石流失的现象。

同步沥青碎石封层技术是法国赛格玛公司在40多年的实际道路铺筑养护中总结发明的新一代道路建设和养护技术，20世纪80年代在法国被大规模采用，20世纪90年代传播到欧洲各国及美国，还在俄罗斯、非洲、印度等数十个国家和地区得到推广。2002年由北京埃蒙泰公司引入中国，已在国内完成了多项工程，在我国湖南省、辽宁省等地的高速公路下封层及国道、省道的养护中同步碎石也得到了应用。2005年，西安市公路管理局在省道及地方道路的养护中大力推广同步碎石封层作为磨耗层的新型养护技术，共处理44万m2。湖南长潭高速、安徽合徐高速、河南驻信高速、山西同源高速等均采用了同步碎石封层技术，都收到了比较好的效果。

综上所述，我们可以得出:同步沥青碎石封层作为等级道路新一代养护技术，在普通沥青混凝土路面养护中将会起到十分重要的作用。