沥青道路预养护中同步碎石封层技术探讨

罗厚全

(韶关市市政设施管理中心，广东 韶关 512000)

1 工程概况

106国道K2192+400－K2203+200段，全长10.8km，是我市主干道，市北出口，经过多年使用，该路k2192+600—k2203+200段路面出现了大的横缝、纵缝和局部坑槽、拥包等病害，极大地影响了路面的使用，为延长该路的使用寿命，给市民出行提供良好的交通环境，提高运输效率，降低运输成本，通过对该段路面进行破损状况调查、路基承载力、交通量、雨水损害路面和荷载因素的检测分析等，决定对该路段采用碎石封层施工技术进行路面预防性养护。

2 同步碎石封层技术的特点

同步碎石封层是用专用设备，即同步碎石封层车将碎石和黏结材料在同一时间同步铺洒在路面上，并通过轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石层。同步碎石封层可以使用软化纯沥青、聚合物改性沥青、乳化沥青、聚合物改性乳化沥青和稀释沥青等不同类型的沥青黏结料。

碎石封层具有如下特点:

(1)良好的防水性。同步碎石封层整体的力学特征是柔性的，可以使沥青结合料顺利渗入表面裂缝，弥补因裂缝造成的路面防水性能差等缺陷。同时，喷洒在路面上的沥青结合料薄层部分，又可形成1层严密的防水层，从而起到防水作用。

(2)良好的防滑性。同步碎石封层中被沥青结合料黏结到公路上的碎石可直接接触轮胎，其粗糙度增大了与橡胶轮胎之间的摩擦系数，可确保以最低的能耗满足路面防滑性的要求。

(3)良好的耐磨耗及耐久性。同步喷洒的碎石和乳化沥青形成沥青结合料，其2/3的碎石颗粒高度陷入乳化沥青中，保证了沥青结合料和骨料之间最大的表面接触程度。同时，沥青结合料的毛细吸引力可以产生凹面，该凹面与碎石紧密结合，可防止碎石流失。

(4)成本低。同步碎石封层技术是一种公路预防性养护技术，其单层施工的厚度大致与所用骨料的粒径相同，比热摊铺和稀浆封层/微表处更薄。同时，沥青与骨料无需高温加热拌和或搅拌即可很好地结合，节省了设备成本和运输费用，因此施工成本很低。

(5)施工设备简单，工艺简便。该技术无需复杂的混合料设计，材料生产方面也没有任何困难，且施工速度快，可及时限速开放交通，1h后即可完全开放交通。

3 同步碎石封层施工技术流程及控制

3.1 材料

(1)矿料。碎石为反击破碎(或锤式破碎)得到的碎石，单一粒径，用量控制在13～16m3/1000m2。单一粒径的优点在于:①矿料间隙率大，能有更多的空间让结合料填充且有利于集料与沥青的牢固黏结;②单一粒径碎石封层与车辆轮胎的接触面积比有级配的大，抗滑性能更好;③单一粒径的碎石封层中，碎石之间可以形成连通排水渠道，有利于排水;④为了保证碎石与乳化沥青牢固黏结，针片状石料应严格控制在15%以内，其几何尺寸最好是立方体，且不含杂质和石粉，必要时可采取水洗风干或拌合楼加热搅拌等除尘措施，其压碎值应小于14%。

(2)改性乳化沥青。该技术对沥青的性能，尤其是其黏度要求比较高，因此多采用聚合物改性乳化沥青、稀释沥青作为结合料。应注意的是，施工中的沥青用量决定了封层质量的好坏。当沥青过少时，其封层路面有可能出现严重的碎石脱落;但过多时，又会出现泛油现象。因此，沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节、碎石规格等进行调整，如大交通量的道路用量宜减少5%～10%，秋季施工用量要比夏季增加5%。碎石封层用改性乳化沥青技术指标见表1。该工程的用量为1.5kg/m2

表1 碎石封层用改性乳化沥青技术指标

3.2 施工工艺

3.2.1 原路面的准备

(1)碎石封层为薄层结构，因此要求原路面有足够的强度。当原路面强度不能满足要求时，应首先进行补强处理，但碎石封层不能用于道路的补强。

(2)原路面15mm以下的车辙无需处理，可直接摊铺碎石封层。但当车辙深度大于15mm时，则需用多层微表处施工工艺对车辙进行填充，然后再进行碎石封层。

(3)原路面上宽度大于5mm的裂缝，应提前开槽并用特殊的密封胶进行灌缝处理。

(4)原路面上的沉陷、松散、严重龟裂等病害应先进行换填处理。

3.2.2 施工准备工作

(1)施工路段清扫:对即将碎石封层的路面进行彻底清扫，清除一切松散材料、杂物及尘土，以防止喷洒的沥青被粉尘包裹而形成隔离层，并应保持原路面层干燥。清扫工作可采用人工配合道路清扫车进行。

(2)施工放样:放样时，施工路段应设路拦并由专人负责控制交通，且施工走向控制基准线应沿原路面两侧准确顺直地放出。

(3)设施保护:对道路上的各种设施，如上下井盖、雨水井篦、路缘石等应采取保护措施。

(4)交通导流:应按照公路安全施工规范放置安全标志，安排专门安全员指挥过往车辆，并在安全区内进行施工工作。

3.2.3 机械设备

表2 同步碎石封层施工机械设备表

3.3 摊铺

以改性乳化沥青为例说明摊铺过程。

(1)在施工现场，以轮式装载机向同步碎石封层车的骨料斗内倒入单粒径玄武岩碎石，并从沥青罐车内泵吸改性乳化沥青到该车的沥青储罐内。

(2)将装好料的同步碎石封层车开至施工起点，操作手调整好各个系统的工作参数，指挥驾驶员沿预先设置的控制线起步，打开各料门控制开关，使乳化沥青喷出，同时均匀撒布碎石。该车需以5km/h的速度匀速行驶，以保证石料和黏结料两者的撒布率。其中，改性乳化沥青洒布量为1.5kg/m2。该参数一旦设定，同步碎石封层车的控制系统就会根据车速自动调节沥青流量，并使洒布量误差控制在±5%以内。碎石撒布量应根据现场试验检测，通过控制车速确定。

(3)乳化沥青喷洒后应形成均匀、等厚度的沥青膜，并防止因乳化沥青不均匀导致石料剥离、斑纹。碎石封层机有1套独立的控制乳化沥青喷洒量的系统，其喷头的压力和流量都是单独控制的。该机通过行驶速度来控制乳化沥青的撒布量，并且由单片机自动调节，计算机界面显示调节的过程和结果。(4)乳化沥青洒布时，应对沿线构造物、路缘石等外露部位采取防污遮盖措施，以防止乳化沥青对这些部位造成污染。

(5)从左向右进行碎石封层施工时，施工第1幅时，应在左侧石料洒布器上加上夹板，以防止石料飞溅。施工最后1幅时，在左侧采用同样方法。洒布中间路幅时，要保持右侧乳化沥青喷洒宽度比石料的喷洒宽度宽8～10mm。

(6)当同步碎石封层车上任何1种料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关，将该车按前进方向开出施工作业段，查对材料剩余量，并校核拌和准确性。

(7)改性沥青与碎石洒布后，应立即进行人工修补或补撒，修补的重点是起点、终点、纵向接缝、过厚、过薄或不平处等。

(8)派专人手拿扫帚紧跟同步碎石封层车，及时把弹出摊铺宽度(即沥青洒布宽度)外的碎石扫到摊铺宽度内。

3.4 碾压

摊铺作业完成后，待乳液破乳后再用胶轮压路机进行全宽范围内的碾压。碾压时，应以70m/min的速度匀速行驶，且每次折回的位置应避免在同一横断面上。碾压时，应遵循先两边后中间、先慢后快的原则，且每次轮迹重叠30cm，碾压次数不少于3遍。碾压后，应使集料之间嵌挤紧密，石料不得出现较多压碎现象。碎石封层在养护期内，严禁任何车辆和行人进入，如必须通车，则应控制车速不得超过40km/h。

3.5 施工质量控制

(1)当发现有油条时，应及时关闭喷油嘴和料门，检查喷油嘴的压力是否符合要求，料门是否被大粒石料堵塞;当发现有泛油时，应在泛油处补撒与撒布的石料规格相同的嵌缝料，并人工扫匀。当有过多的浮动石料时，应扫出路面，并不得搓动已黏着在位的石料。

(2)应仔细操作施工缝及构造物两端的连接处，使接缝紧密、平顺。处理横缝时，可采用对接法，用1～1.5m的铁板或油毡纸横铺在该接缝的起洒点前。处理纵缝时，封层左侧石料的洒布应与上一幅右侧的石料对齐，以保证接缝对接良好。

3.6 检测

碎石封层施工3个月后，随机选点对其摩擦系数和渗水系数进行了跟踪检测，其结果表明达到规范要求。

4 结束语

通过106国道韶关过境段碎石封层的施工证明，因沥青乳液和石料的黏结，使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能，减少了路面的裂缝，对原路的裂缝也有一定的修复作用。同步碎石封层技术防水、防滑及耐磨耗及耐久性等特点及经济、有效的优势使得该技术在沥青道路养护中作为一种全新的手段，值得在今后的沥青路面预防性养护工作中进一步推广。

［1］黄颂昌，徐剑，秦永春.改性乳化沥青与微表处技术［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［2］董瑞琨孙立军.路面维护及预防性养护效益分析［J］.公路，2004.