路网路面大修工程沥青碎石封层施工质量控制分析

易先鸿 彭涛 邱华

摘要：为提高路网路面大修工程加铺层结构的水稳定性，文章依托实体工程，介绍了路网大修工程热沥青同步碎石封层施工设备与材料要求，分析了施工准备工作，并提出了相应的施工质量控制措施，为路网干线公路路面大修工程设计与施工提供参考。

关键词：道路工程;碎石封层;胶轮压路机;温度;厚度

中图分类号：U418.6文献标识码：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.020

文章编号：1673-4874（2021）01-0072-03

0引言

沥青碎石封层源自20世纪80年代路网大中修养护工程常用的沥青表面处治，其采用人工或者专用车辆将沥青、粗集料洒布在基层或者旧路面上，通过压路机及时碾压并开放交通行车碾压形成的1～3cm薄的结构层。普通沥青碎石封层施工时，一般是采用胶结料洒布机对胶结料进行洒布，此后采用人工或碎石洒布机撒布碎石，胶结料的洒布与碎石的洒布之间存在一定的时间间隔。同步碎石封层则是采用专用车同步喷洒热沥青洒布碎石，将碎石均匀洒布在热沥青上，施工效率高、质量好，有利于沥青碎石封层的成型，广泛应用于路网干线公路路面大修工程中[1～3]。

广西路网路面大修工程的工作背景主要为：旧路病害特征不一、不能中断交通、重型货车刹车水引起的路面潮湿。为利用旧路的剩余寿命，利用过往重车的压实功，合理控制造价，考虑加铺层路面结构在施工过程及设计年限运营期间的抗重载能力及结构水稳定性等，自2015年3月百色省道S210线祥龙路段起，至2020年G210线大直至滩营段沥青路大修工程，先后在16个约185km的养护大中修工程中采用柔性材料的设计方案，即（病害处治）旧路面+15～30cm厚2.0%水泥改善大粒径级配碎石基层+1.5cm厚两油两料同步碎石封层+6～9cm厚沥青路面。其中，同步碎石封层主要为防止水分侵入而在柔性的2.0%水泥改善大粒径级配碎石基层上铺筑的有一定厚度的薄层，起着防水作用，而且，封层也能修补柔性基层的某些位置表面因养生不及时出现的松散脱落，起到加固补强作用，有利于提高柔性的2%水泥改善级配碎石基层及柔性加铺层结构层间的连续性。此外，柔性基层在沥青面层铺筑前，不中断开放交通，沥青碎石封层可在不超过15d内防止或减少柔性碎石基层因连续降雨或暴雨冲刷、重载交通车辆作用出现坑槽等水损坏现象。S101线横县至莲塘段、S311线上思段沥青路面大修工程等12个项目竣工质量鉴定等级为优良[3]。本文依托这些实体工程，不断改进与提升路网大修工程热沥青同步碎石封层的施工质量控制措施，主要包括封层用碎石经过烘干除尘、大吨位轮胎压路机紧跟同步碎石封层车及时碾压碎石、防封层脱皮技术措施等，供路网干线公路路面大修工程设计与施工参考。

1路网热沥青同步碎石封层对设备和材料的要求

1.1设备

路网热沥青同步碎石封层常用的机械设备如下：

（1）热沥青同步碎石封层应采用可有效控制沥青洒布剂量和碎石洒布量、具有加热保温和搅拌功能的专用同步碎石封層车。

（2）同步碎石封层车至少1台，设备的沥青容量为6～8t、碎石容量为8～13.5m³。

（3）26t胶轮压路机至少1台，洒水车两台、森林灭火器4～6台、铁铲若干等。

不提倡使用8～12t的双钢轮压路机碾压，因为钢轮压路机碾压过后的碎石碎裂较多，会影响碎石与沥青的粘结效果，影响沥青碎石封层结构的完整性。

1.2原材料

集料的力学强度、颗粒形状、含（泥）粉量、杂质对沥青碎石封层的品质有较大的影响。粗集料的物理、力学性能应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的技术要求，封层一般选用与沥青粘附性好的碱性石灰岩粗集料，严禁采用石英岩和花岗岩质的酸性粗集料。为保证沥青碎石封层集料之间的嵌挤效果和封层厚度，采用规格为10～20mm、5～10mm的粗集料，其中，下层采用10～20mm粗集料，表层采用5～10mm集料。若选用规格为S10 10～15mm、S12 5～10mm的集料，封层厚度难以满足15mm的设计要求。

集料采用沥青拌和站对碎石进行加热烘干除尘处理，碎石的烘干过程温度控制为110℃～140℃。烘干除尘过的碎石应在当天使用完，避免过夜吸水受潮。集料表面若裹附有较多灰尘或者潮湿的碎石，灰尘或水膜裹覆在碎石表面，阻止碎石和沥青粘结，易导致沥青碎石脱粒。

沥青材料应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中“道路石油沥青技术要求”的技术要求，多选用70^#A级道路石油沥青，也可采用90^#A级道路石油沥青。夏季施工时，90^#热沥青的同步碎石封层成型速度快于70^#热沥青。

2路网热沥青同步碎石封层施工前的准备

2%水泥改善大粒径级配碎石基层在铺筑封层前，必须及时洒水进行保水养生，同时防止扬尘，对铺筑好的基层设置限速等安全标志标牌，杜绝交通事故的发生，维护沿线居民的生命健康或者交通安全。

不同于半刚性基层、柔性碎石基层上的同步碎石封层路面准备，其主要包括修复柔性基层所有的坑洞、沉陷，清扫基层。

2.1柔性2%水泥改善大粒径级配碎石基层

柔性2%水泥改善大粒径级配碎石基层的洒水养生很重要，基层表面露石率为90%时应封层施工。其中，2%水泥改善（花岗岩）石灰岩质大粒径级配碎石层1-3d成型，石灰岩质大粒径级配碎石基层3- 5d成型，花岗岩质大粒径级配碎石基层5-7d成型稳定，一般都不宜超过15d，防止雨天、重载交通下，碎石基层顶面出现剥落、坑槽等损害。下雨多的时候2%水泥改善大粒径级配碎石基层也会出现小坑槽。为避免出现坑槽、松散现象，2%水泥改善大粒径级配碎石基层长约1～2km，就可进行封油施工。

在连续降雨，特别是暴雨或者低温条件下，先做路肩墙，即使铺筑了两油两料热沥青同步碎石封层，在重载交通工况条件下，2%水泥改善大粒径级配碎石基层也会出现大面积坑槽。为此，柔性基层铺筑了封层沥青路面后才能施工路肩、培土路肩。但在未培土路肩，距路肩边部50cm位置，2%水泥改善大粒径级配碎石层多松散，在保证行车、行人安全的前提下，需要设置锥桶控制过往车辆压边，采用≥26t的轮胎压路机专门压边，提高2%水泥改善大粒径级配碎石基层边部的密实性及承载力。

对局部出现的大坑槽，要先将挖补范围按正方形或规则形状挖至稳定的下一层上，将挖出的余料铲出路肩，用新拌3%水泥稳定级配碎石予以填补，压实后方能通行。待开放交通一段时间后没有变形，经过检查合格后才允许封油。

对于霎散的、小的基层坑洞应采用热拌沥青混合料填补，以保证路面结构承载力，否则这些部位的加铺层沥青路面易早损，出现裂缝。

2.2基层界面清扫

柔性基层的界面多粉尘，尤其是靠近路肩的75cm范围内。清扫的目的是要清除柔性碎石基层边部聚集的含走散的嵌缝料、灰尘的料薄层。若基层界面多粉尘，沥青碎石封层易出现脱皮、剥落。

不同于高速公路常采用山猫等专用扫地车清扫半刚性基层界面，扫地车扬尘大，影响路网沿线居民的出行，扫地车钢刷也会损伤柔性的2%水泥改善大粒径级配碎石层，特别是边部密实性较差、松散的碎石基层。在不中断交通，做好安全防护措施的条件下，清扫的步骤是：先提前12h用洒水车冲洗柔性碎石基层边部（当碎石基层顶面有泥土污染时，也提前12h进行清洗），封层施工前，至少需要两个工人用铁铲清除基层两个边部的细集料聚集薄层，随后采用至少四台森林灭火器清除碎石基层顶面的砂粒粉尘等杂质，再采用洒水车适量洒水润湿碎石基层，注意不能积水淌水。

如果行车使得碎石基层出现砂粒、粉尘等，在沥青洒布前，还需再次清扫。若清扫不干净，沥青碎石封层易出现脱皮剥落的情况。

2.3封层的施工时机

同步碎石封层施工过程中的环境温度、湿度影响同步碎石封层的质量。沥青和碎石的粘附过程与沥青的黏度密切相关，干燥、相对高的气温不仅使沥青和碎石接触紧密，也让沥青碎石封层与柔性碎石基层顶面粘结紧密。

雨季施工应注意天气预报，要绝对避免在下雨或即将下雨的天气进行封层施工。

在低温、潮湿、中轻交通工况下，封层宜采用三油三料，考虑到沥青遇到水膜和粉膜时，沥青碎石封层会脱皮卷起，与基层分离，底层沥青改用（改性）乳化沥青，其余两层必须采用热沥青，沥青的洒布量为1.2～1.4kg/m²，第一层、第二层采用10～20mm粗集料，第三层采用5～10mm嵌缝料。低温潮湿无风时，可采用森林灭火器辅助乳化沥青蒸发破乳，这样可以避免或减少沥青碎石封层脱皮被卷起。

持续或间断的下雨会使封层失效。在低温、潮湿、重载交通工况下，必须施工时，封层宜采用—油—料，沥青的洒布量为1.0～1.2kg/m²，10～20mm碎石撒布面积宜为50%～60%，沥青路面下面层应同步紧后施工覆盖封层。

3路网热沥青同步碎石封层施工质量管理

在柔性基层清扫干净、半幅交通管制的前提下，同步碎石封层车、胶轮压路机、洒水车、农用车、不少于4个工人到位后，即可开始施工。

不同于高速公路，路网封层施工先洒水润湿柔性的2%水泥改善大粒径级配碎石基层表面，但不淌水，再施工热沥青同步碎石封层，层间粘结效果会比在干燥的碎石基层工况下好。

同步碎石封层车施工先两边再中间，先边后中。两边各幅宽度宜为4m，中间宽度为1m。施工過程中工人应及时观察沥青喷洒及碎石撒布情况。沥青洒布不均匀、碎石有漏洒的，应及时停车调整校正喷油嘴及相关参数。

70^#或90^#A级基质沥青的洒布温度宜控制在145℃～165℃，常控制在150℃～165℃，否则沥青难以呈雾化喷射状态，但也不宜过高，洒布的基质沥青温度超过184℃时，喷洒过程会伴有很大的白烟，而基质沥青老化会影响沥青碎石封层的柔韧性及耐久性。同步碎石封层车应控制好车速，特别是长大纵坡路段的行驶速度，保证沥青的喷洒用量：两油两料碎石封层第一层沥青洒布量为1.0～1.4kg/m²，第二层沥青洒布量为1.0～1.2kg/m²。建议第一层沥青撒布量按中值偏上控制，第二层撒布量宜根据现场实际效果控制，两层合计的沥青撒布量不低于2.0kg/m²，不超过2.6kg/m²。第一层10～20mm碎石的撒布量约为10kg/m²，第二层5～10mm嵌缝料约为7kg/m²。沥青用量是否合适的标准是碎石基层表面全黑不露白、沥青不集聚不流淌，特别是在起步、分幅施工的搭接处，在起步、收尾阶段设置油毛毡等隔离物，分幅施工，洒布沥青尽量不重叠。碎石洒布量是否适量的标准是沥青表面不露白、碎石饱满、不漏空、少重叠。在局部缺料位置，人工配合装载有嵌缝料的拖拉机或小型农用车找补碎石，重叠、过多的碎石，以人工用铁铲铲出。若碎石规格≤15mm，洒布量不够，封层厚度一般不超过10mm。

路网路面宽多为9m，每工作日封层分幅施工，逐段推进，胶轮压路机紧跟同步车趁热及时碾压碎石，胶轮碾压遍数不少于两遍，每幅封层碾压成型后即可开放交通。正常施工条件下，每工作日可完成1.0～1.2km封层。

封层施工后开放交通，利用过往车辆压实成型。但在开放初期应做好交通组织，行车速度宜≤20km/h。

开放交通运营后封层若有缺损，应要求劳务队及时修补，封层若有严重泛油的，可局部挖补重铺，也可洒布嵌缝料进行罩面。

在施工同步碎石封层作业中，为保障作业的安全，并保证非施工车道的畅通和施工车辆的顺利通行，必须进行交通安全控制和交通流量控制，按照交通疏解方案，交通标志和标牌等安全警示设施应醒目地设置安放在施工作业区域内。

开放交通条件下两油两料同步热沥青封层1～3d稳定成型，厚度约为12mm，沥青碎石的露石率≥95%，碎石封层养护5～15d后宜摊铺成型下面层沥青路面。

4结语

（1）路网干线沥青路面大修工程宜采用两油两料热沥青同步碎石封层。交通荷载等级为极重、特重时建议采用三油三料热沥青同步碎石封层。

（2）在低温、潮湿、中轻交通工况下，封层宜采用三油三料，但底层采用（改性）乳化沥青。

（3）在低温、潮湿、重载交通工况下，封层宜采用一油一料，沥青路面下面层同步紧后施工覆盖沥青碎石封层。

参考文献

[1]方福森，路面工程[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]李福普，严二虎，等.沥青稳定碎石与级配碎石结构设计与施工技术应用指南[M].北京：人民交通出版社，2009.

[3]覃开蛮，梁进钦，赵承伟.一种改进的填隙碎石设计及应用[J].西部交通科技，2018（6）：58-62.