热熔橡胶沥青碎石封层技术在高速公路建设中的应用

尉延涛

（中铁十六局集团第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

随着时间的推移，沥青路面通常会出现不同程度的破损。其部分病害本质上是层间结合质量差造成的，一旦发生水患则容易引起路面损坏病害。沥青路面下封层具有良好的保水防水粘结、应力消减功能，是承上启下的关键层，能够有效消化层间质量隐患，提高高速公路服务质量，对高速公路整体面层防渗水起着非常重要的作用，其质量好坏直接影响道路的使用寿命。本文结合具体的工程项目，对橡胶沥青碎石封层技术的应用进行介绍。

1 工程概况

甜水堡-永和高速公路TYLM5 标段起讫点里程为K160+050 至K190+450，全长30.635km。主线路面结构型式：4cm厚superpave-13高性能改性沥青混凝土上面层+改性乳化沥青粘层油+6cm厚superpave-20高性能改性沥青混凝土中面层+改性乳化沥青粘层油+8cm厚密级配改性沥青碎石（ATB-25）下面层+热熔橡胶沥青碎石封层+乳化沥青透层油+水泥稳定碎石基层+水泥稳定碎石底基层+级配碎石垫层。路基及路面横断面如图1。主线路面结构中涉及热熔橡胶沥青碎石封层的应用，其施工质量关系到高速公路整体面层防渗水效果。

2 热熔橡胶沥青碎石封层施工方法及工艺要求

2.1 施工工艺流程及相关要求

橡胶沥青碎石封层施工工艺流程如图2所示。各步骤施工要求分述如下。

图2 橡胶沥青碎石封层施工工艺流程图

（1）施工准备阶段需要做好各项筹划、准备工作，主要包括物资材料、施工机具、施工作业人员以及考虑施工周边环境因素影响等。针对基层面存在缺陷、病害或者污染等问题，要制定相应的专项措施，要在施工前将所有问题逐一处理，处理完成后要进行彻底清扫，确保路面无杂物、污泥等，方可进行封层施工，碎石封层施工参数要严格按照试验段总结的各项技术参数实施。

（2）测量放样。根据设计图纸，计算出道路线路、标高、偏移量等各项施工参数，在施工前根据道路宽度和洒布车的布料宽度都设计好，放线后将中线和边线用石灰粉标出，使得操作人员更能明显根据白线进行施工。

（3）开始洒布施工后，可能会出现不均匀洒布、石料粒径超过设计要求等问题，施工人员要及时处理，洒布车油嘴也容易堵塞，要安排专人进行盯控。压路机要紧跟慢压，控制好速度。

（2）整平：本工程采用推土机对填料后的面板堆石坝进行整平施工。采用人工整平的方式对局部不平或者集料集中的区域进行整平处理。整平施工完毕后，应再次对铺设的厚度进行测量。

（4）完成碾压施工后，及时将封层表面清理干净，并封闭交通，一般24h内不允许车辆通行，24h后使用扫刷车再次清扫施工后的路段，确保路面无污物及浮料等[1]。

2.2 热熔橡胶沥青碎石封层施工技术要点

2.2.1 石料与沥青的选择

（1）石料的用量及选择。

热熔橡胶沥青碎石封层在洒布橡胶沥青时应保证均匀性，普通路段碎石粒径为9.5~13.2mm，大桥、特大桥段碎石粒径为4.75~9.5mm，集料超粒径含量应小于10%，碎石用量为每层总量的70%左右。石料挑选标准为有棱有角、粒径统一、均匀且无水、干燥、耐磨性好、干净等要求［2］。根据实地调查的情况，该项目位于陇东黄土高原，黄土覆盖层较厚，沿线筑路材料较为缺乏，砂料和石料均需远运，产地较集中，主要原料选用如下：

①基层、底基层、沥青路面用碎石。武山鸳鸯石料场作为该工程表面层碎石主要进料渠道部位；三道沟料场作为该工程的基层、底基层及垫层碎石进料的地方。宁夏太阳山料场作为该工程的沥青中面层、下面层的原材料场。宁夏萌城乡料场作为该工程的基层、底基层及垫层碎石的进料。

②沥青路面用细集料不得采用天然砂和石屑，应采用石灰岩碎石轧制的机制砂作为细集料，生产机制砂的原料粘附性必须大于4级。

③矿粉应采用纯净的石灰岩采用球磨机进行生产。

④沥碎石要求经过拌和楼进行除尘、预裹覆，加热温度应不低于140℃，油石比按照0.3%确定。

施工过程中部分石料技术指标检测结果见表1。

表1 碎石技术指标（单位：%）

（2）沥青的选择。

沥青采用慢裂的渗透性好的洒布型符合技术指标要求（见表2所示）的橡胶沥青。

表2 橡胶沥青技术指标（单位：%）

橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下（180℃以上），与基质沥青充分熔胀反应后形成的。橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，是较为理想的环保型路面材料。

2.2.2 沥青及石料洒布施工技术

该工程橡胶沥青碎石封层主要施工设备配置见表3。

（1）施工前，需对基层进行专项验收，基层表面应无灰尘、污物等，要安排专人进行清扫。

（2）沥青洒布前要安排专人对设备进行专项检查，并报监理工程师审批后方可进场施工，施工前要对设备喷嘴进行预加热，保障里外温度达到一致，这样才能保证均匀洒布，驾驶封层机的车速要控制5～8km/h 范围内。

（3）橡胶沥青洒布量要进行专项验证，设定一个封层机固定速度，用7个重量相同的标准盘（面积为0.1m2）放在施工线路上面，收集洒布的沥青数量，计算沥青洒布量。速度不同时均采用此方法，计算出沥青洒布量，通过数据收集、计算并拟合成抛物曲线，以便指导施工。

（4）碎石洒布量也需要进行专项验证，方法与沥青洒布量计算方法相同。

（5）接缝区域是施工的关键控制点，接缝可以划分为横向接缝和纵向接缝。横向接缝采取铺设铁皮薄板或者特制的透明垫子，以此来消除横向水平接缝的缺陷。纵向接缝施工时采取重叠10cm的方法进行补强接缝区域。洒布碎石的面积为总量的60%~70%，有的区域碎石洒布不均匀、不到位的部位，采用人工补充碎石方式进行洒布，若出现重复洒布的情况，在碾压前要清理多余的碎石。

（6）距离路缘石20cm宽的区域内，摊铺机正常施工时可以不洒石料，这样可以使上下层更好地粘结。洒布碎石有些地方可以根据洒布的目的和现场实际情况进行灵活施工的。

（7）施工温度要求。沥青温度是洒布质量好坏的重要技术指标，热熔橡胶沥青因自身温度较高，而基层表面温度相对较低，因两者温度差异较大，会出现返潮现象，导致层间出现起皮等情况，因而要求基面表面温度要达到25℃时方可进行沥青洒布施工。沥青洒布温度控制190~200℃范围内[3]。

2.2.3 碾压施工技术要点

试验段碾压施工过程中，压路机选用25t胶轮压路机，碎石撒布完成一段时，马上进行碾压工序，压路机碾压速度应控制在23km/h，碾压顺序是先碾压两侧然后碾压中间，碾压速度是先慢后快，压路机轮迹30cm作为碾压搭接量，碾压遍数为3~5遍，碾压过程中压路机不得随意刹车、突然改变方向或调头。试验证明，碎石温度保持在50~55℃时碾压效果最佳，碾压工序完成后，要安排专人将表面的浮料进行清除［4］。

2.2.4 接缝处理施工技术措施

横向节点接缝，采取铺设铁皮薄板或者特制透明垫子的方法进行施工，铁皮薄板的宽度略大于封层宽度，这样可以避免出现横向接茬凹凸现象。铁皮或者垫子上面涂抹润滑剂，防止沥青黏在表面造成质量隐患。

纵向节点接缝，在洒布前要清理干净接缝区域的污物等，清扫长度要大于旧缝30cm，确保接缝的搭接牢固；纵向接缝区域沥青洒布的重叠区域长度应小于10cm，确保不出现泛油和接缝处偏高情况。

2.2.5 收尾及养护

碎石封层施工完成的区段进行清理打扫，封闭交通，并且要尽早进行下一道工序施工，沥青混合料的摊铺间隔时间不宜超过24h，后续施工设备在封层上行驶速度应≤20km/h。

3 施工过程中存在的问题及采取的措施

3.1 封层起皮

施工过程中，有一段长约23m 的封层施工完成后，因天气原因未及时铺设沥青混合料，导致封层出现起皮情况。分析起皮主要原因为：一是连续阴雨天气，基面不平整，上面存在小部分存水，并且未彻底清扫干净，拆除封层时可以看见薄薄一层水；二是沥青温度不达标，施工时存在赶工情况，因为天气突变，要下雨，沥青罐车出现故障，导致温度仅有150℃，现场人员为了不浪费材料将其进行了铺筑。处理措施为：采取切割、拆除该段封层的方案进行返工处理，最终达到设计要求。

3.2 沥青及石料洒布不均匀

施工中发现沥青洒布出现明显不均匀情况。经过检查设备，发现原因为：喷嘴出现堵塞，沥青油存在温度不达标且存在硬物在罐体内；石料的粒径大小不一，粒径已超过设计要求粒径，且存在杂物。处理措施为：项目负责人现场直接做出处罚施工作业人员的决定，要求把此段不合格封层进行返工处理，并要求及时、按时对设备进行检查维修，对所有不合格材料禁止进入施工场地，所有材料、工序按照标准进行施工。

3.3 接缝处理不到位

接缝施工过程中出现断缝、洒布沥青不均匀、石料不足或成堆等现象，其主要原因为：接缝施工未按照施工技术交底进行作业，横向接缝未铺设防护措施，有的甚至铁皮未取出；前后洒布施工接缝处未进行彻底清理。处理措施：按安装标准整改到位，加强质量管控，保障施工整体质量。

3.4 碾压工序不到位

碾压过程中，压路机司机不了解碾压技术规程，有的甚至为了省事，私自减少、改变施工碾压遍数，碾压轮迹搭接不合理，造成封层质量不达标。处理措施：重新进行技术交底，不称职的驾驶员进行更换，现场技术人员盯控到位。

4 结束语

在新建甜永高速公路施工中应用热熔橡胶沥青碎石封层技术后，道路自开通至今，未发现反射裂缝，效果显著。热熔橡胶沥青碎石封层不仅防水效果好，而且提高了防水层的高温抗剪强度及低温抗裂能力和反射裂缝的延迟能力，对于保护基层免受冲刷破坏，避免沥青面层损伤具有十分现实的意义，橡胶沥青碎石封层的应用前景将十分广阔。