改性乳化沥青同步碎石封层技术在公路养护中的应用研究

万金鹏

摘 要：公路病害处治是养护作业的重点内容，对于路基较为稳定、尚未出现严重病害的沥青混凝土路面，采用同步碎石封层技术，能够实现对裂缝、龟裂等病害的有效治理，提升路面防水和抗滑性能。文章以某养护作业工程为例，说明改性乳化沥青同步封层技术施工工艺和技术应用要点，以此为同类工程项目施工作业提供参考，为提升公路养护作业质量起到应有促进作用。

关键词：改性乳化沥青 同步碎石封层 公路养护

近些年来，我国公路交通事业快速发展，车流量显著增加，沥青公路路面老化、破损现象明显加剧，裂缝、龟裂及坑槽等病害，对道路行驶安全产生显著影响。在公路养护作业中，必须要选择合适的养护技术，构建预防性养护体系，确保路面具备良好稳定性，具备反复载荷作用下足够的抗变形和抗弯拉性能，道路表面要保持平整洁净，为道路交通安全运行提供有效保障，尽量延长道路运行寿命。

1 工程概况及技术特点

1.1 工程概况

某县级公路全长14.7km，是本区域内路网主要通道之一，近些年来，随乡村旅产业快速发展，车流量明显增加，道路病害现象显著，无法满足当前公路交通运行要求。为保障当地居民安全出行，确保道路运行寿命达到要求，在病害较为显著路段采用改性乳化沥青同步碎石封层技术进行养护。养护路段长为8800m，路面宽度为12m，路基宽度为15m。前期调查结果显示，病害类型主要以裂缝为主，局部位置有龟裂现象发生，整体破损率为3.5%。分析病害发生原因，原路面沥青混凝土面层有骨料外露痕迹，在车辆碾压作用下，表面抗滑能力明显下降，车流量显著增加导致病害进一步发展。裂缝形成主要以温度收缩裂缝为主，同时受雨水渗入和积水等作用，加剧病害发生。

1.2 技术特点

改性乳化沥青同步碎石封层技术在我国公路养护中的应用，已有十多年历史，使用同步碎石封层车将改性乳化沥青和碎石同步铺洒至基层表面，并通过合理碾压形成单层沥青碎石层，能够实现对沥青路面病害的有效处治[1]。改性乳化沥青同步碎石封层技术应用，具有如下特点：（1）具有良好的防水效果，通过合理设计撒布量并形成合适厚度的油膜，能够在面层形成“富油层”，提升路面防水性能。（2）有效预防裂缝病害发生，改性乳化沥青具有较好延展性，在基层开裂时也能够保护油膜，通过应力吸收层作用，延缓反射裂缝的发生。（3）提升路面承载力，将面层与基层黏结形成整体，避免出现软弱层而导致重载作用下的推移滑动现象，避免车辙及波浪拥包等类型病害发生。（4）养护效益高，工序简单、施工成本低，能够满足不同地区低等级公路及高速公路等养护作用要求。

2 原材料准备

2.1 改性乳化沥青

本养护作业中，碎石封层采用高粘性乳化沥青，技术指标如表1所示。

除上述技术指标外，蒸发残留物的针入度、溶解度、软化点、延度等指标，也应当达到对应的技术要求。在同步碎石封层施工技术应用中，要合理确定乳化沥青用量，如用量不足，会导致骨料固定效果不佳，无法与原有路面形成黏结。如用量过多，则会导致碾压作业时，沥青黏结料从石料空隙中溢出，导致泛油病害，同样对行车安全产生影响。

2.2 集料

本养护作业中，所使用的集料主要包括粗集料、细集料和矿料等三种，粗集料性能要求为：（1）石料压碎值≥26，实测值为15.8；（2）洛杉矶磨耗损失≤28%，实测值为20.8；（3）石料磨光值≥42%，实测值为48；（4）坚固性≤12%；（5）针片状颗粒含量≤15%，实测值为13.2。细集料坚固性≤12%。矿料砂当量≥65%。

3 施工工艺

3.1 工艺流程

同步碎石封层技术应用，工艺流程分为如下几个步骤：（1）前期准备，主要是做好施工机械、材料和人员方面准备，并对原路面病害情况进行针对性处理。（2）现场施工，主要是撒布沥青集料，做好碾压并做好接缝部位处理。（3）养护及交通开放。

3.2 施工准备

为确保养护质量得以有效保障，在施工作业前应当明确文明工地施工标准，要求施工人员能够严格规范施工行为。将原路面路缘石等附属物处理到位，有坑槽、裂缝、沉陷等病害，需要依照相应规范要求进行处治。先使用大型铣刨机对病害进行铣刨处理，再进行底层修补，最后完成改性乳化沥青同步碎石封层。

对于裂缝病害，宽度在5mm以下的，可以在清理到位后，使用沥青胶进行灌缝；对于宽度5mm以上的裂缝，则需要进行开槽灌缝处理，将槽内清理到位后，再使用热熔式灌封胶进行处理。对于沉陷病害，需根据实际情况采用不同方式进行处理，沉陷深度在3cm以内的，可以进行拉毛处理后，先喷洒或涂刷黏层沥青，填补沥青混合料后进行压实处理。沉陷深度在3cm以上的，应当依照坑槽处治方式进行处理，将沉降部分的上下面层切割后，使用水泥对基层进行修补，使用沥青混合料进行面层修补，避免矿料松动、脱落对养护质量产生影响[2]。如出现较为严重的块状裂缝现象，则需要将面层挖成规则形状，在喷洒黏层油后，再填充沥青混合料并进行压实处理。坑槽病害依照“圆洞方补、斜洞正补”原则，依照先基层后面层的顺序进行处理。

3.3 沥青集料撒布

在前期处理完成后进行乳化沥青撒布，做好现场测量放样后，将同步碎石封层车调整至指定位置进行喷洒作业。施工现场路表温度应当在10℃以上，环境温度为25～35℃之间为宜。沥青温度控制在50～60℃之间，高寒地区或冬季施工时，温度可以控制在65～75℃之间。通常情形下，撒布量控制在1.6～2.0kg/m2之间，下封层撒布量可以适当降低，如现场气温较低，或是高寒地区公路，撒布量可适当增加。原路面老化较为严重，裂缝等类型病害较为严重的，也可以根据实际情况适当增加撒布量。

在撒布作业前，需做好施工机械调试，确保输送器能够保持良好运行状态。在集料进入拌和筒时，立即开启水路球阀，旋转乳液三通阀，确保乳液能够均匀喷入拌和筒。拌和作业至稀浆量达到筒总容量30%时，将出料门开启至合适高度，保持乳液筒内存量保持稳定状态。摊铺作业从两侧向中间进行，在石料撒布器对应侧面加上夹板，避免出现石料飞溅[3]。左右两侧施工完成后，中间路幅撒布需保持右侧乳化沥青喷洒宽度比石料喷洒宽度多出8～10mm。

在施工中应当根据实际情况及时调整撒布量和碎石覆盖率，通常情形下，粒径为8～12mm的碎石覆盖率，应当控制在85%～100%之间。及时调整水和乳液用量，确保稀浆混合料粘稠度合理，确保材料性能稳定性。在弯道施工部位，应当适当调整左右摊铺槽内的稀浆存留量，合理调整分料槽倾斜方向，以达到更好的撒布效果。同步碎石撒布车行驶速度，通常控制在5km/h左右为宜，并利用两轮之间的标定向计算出碎石撒布数量。

3.4 接缝处理

在施工开始阶段，就应当在起点位置铺垫铁皮或油毛毡，在摊铺机离开起点部位后，及时将铺垫物及混合料清理到位，确保接缝部位平整。对于纵向接缝，应当先在封层一侧预留10～15cm宽度不撒布，在另一侧封层时再进行同步撒布。横向接缝部位应当放置合适规格的钢板，以避免重复撒布导致接缝部位平等度不足。对于撒布不均匀部位，应当采用人工方式进行清理或补撒，以确保整体施工质量得以有效保障。

3.5 碾压

碎石撒布作业完成后，必须做好乳化沥青破乳情况观察，合理组织碾压作业。先是要对相邻两幅道路进行初压，初压起步速度控制在2km/h，再根据实际情况逐步增大。碾压顺序同样从两侧向中间进行，相邻碾压带保持30cm左右宽度的重叠，并根据实际情况确定。碾压所需要的工程机械规格及碾压遍数，需根据实际情况确定。通常是先使用胶轮压路机碾压1～2遍，确保改性乳化沥青能够与碎石充分接触，在破乳后再进行3遍复压，能够达到充分黏结效果。碾压过程中不能出现长时间停留、转弯等操作，并及时采取有效养护措施。

3.6 养护

在碾压结束后，可以短时开放交通并由专人做好指挥，车辆行驶速度控制在30km/h以内，避免车速过快导致碎石飞溅现象。如出现碎石与沥青黏结不到位情况，应当及时做好修补。在每日作业完成后，都需要使用合适机具清理多余集料，避免对已完成施工部位产生影响。在所有养护作业完成后，应当进行1个月的跟踪观测，并根据车辆碾压影响情况，做好碎石脱落部位的补撒修复。

4 施工效果及技术应用要点

4.1 施工效果分析

改性乳化沥青相对SBS改性沥青而言，具有多方面技术应用优势，对提升公路养护作业效果具有显著促进作用[4]。结合相关养护案例研究，在如下方面都有较好的施工效果：一是具有较高的黏附性和结合强度。乳化沥青具有较好的表面张力，能够在石料表面爬升将石料包裹面积增加至70%左右，进而达到较高的结合强度。二是改性乳化沥青具有较强的嵌入性和流动性，在施工中能够渗透至原路面的裂缝中，达到良好的修复效果，消除传统施工模式所形成的鼓凸和油斑现象，有效改善路面平整度。三是乳化沥青在施工作业中加热温度较低、加热次数少，施工效率较之热沥青提升30%以上，同时能够避免热老化作用对材料性能的影响，有效提升路面运行寿命。四是改性乳化沥青同步碎石封层技术符合绿色环保理念，能够减少施工作业对周边环境的影响，推动公路养护朝向高质量方向转型发展。

4.2 常见施工问题

改性沥青同步碎石封层技术在公路养护作业中具有良好应用优势，但是在施工过程中，由于材料参数设计不当、施工流程不规范及环境温度等因素影响，也会出现某些方面施工质量问题。例如在某公路养护施工后，出现掉料现象，也就是局部位置石料脱落，没有达到良好的养护作业效果。分析问题产生原因，主要是改性乳化沥青的撒布量较小，导致部分部位黏结力不足，在进行压实后，乳化沥青渗入原路面，表面沥青膜变薄，无法起到有效的黏结作用。相关研究发现，在撒布作业后遇到连续阴雨天气，或是现场温度过低，也会导致改性乳化沥青与碎石之间形成隔离膜，无法达到良好的黏结状态[5]。在部分养护作业中，还会出现同步碎石封层成型后路面泛油情况，导致新的病害现象发生，这方面问题产生，主要是由于改性乳化沥青撒布量过多导致，需要技术人员做好合理控制。在部分养护作业中，发现施工后道路表面有纵向条纹现象，这类问题主要是由于撒布作业时喷嘴高度出现偏差，或是有堵塞现象发生，导致撒布不够均匀。

4.3 技术应用要点

4.3.1 完善施工材料质量控制

我国公路养护技术快速发展背景下，多数地区养护部门都开始采用改性乳化沥青同步碎石封层技术开展养护工作。但是由于改性乳化沥青需要由就近企业生产，尽量减少与施工现场的距离，尽量减少储罐时间，因此在技术应用中，必须要完善对应的质量控制措施，确保残留物含量和运输过程中温度达到规范要求，为整体施工质量控制奠定良好基础。同时还应当加强石料质量控制，采用合适的破碎工艺进行处理，除要达到两个规范参数外，还应当确保表面洁净、干燥、无风化现象存在，以避免对施工质量产生影响。

4.3.2 做好现场清理和保护

公路养护作业属于半开放式现场，同时受风力和施工方式影响，较为容易出现泥土、尘土污染及其他杂质影响。因此在施工作业中，必须要做好彻底清扫处理，在污染较为严重的路段，需先采用水车清洗，待原路面干燥后在进行施工作业[6]。在撒布作业中，需由专人做好现场清理工作，避免撒布不均匀或碎石飞溅，对施工质量产生影响。在碾压作业完成后，需做好现场检查，确保无疏漏部位后，再开放交通。

4.3.3 动态调整施工技术参数

在改性乳化沥青同步碎石封层技术应用过程中，施工现场环境温度、路面温度，原有路面病害发生和处治情况等，都会对作业质量产生直接影响。因此在技术应用过程中，还需要根据实际情况动态调整施工技术参数，避免单纯套用同类工程项目技术资料，导致施工质量出现偏差。对于大范围内路段的养护工程，还应当选取合适路段做好试验，在验证相关技术参数后，再完善整体施工方案，以确保施工质量得以有效保障。

4.3.4 加强机械设备维护保养

在改性乳化沥青同步碎石封层技术应用中，还需要加强机械设备维护保养工作，每日作业完成后，都需要及时清洗喷嘴，避免出现堵塞现象而导致乳化沥青撒布量不均匀。定期清洗滤网，确保撒布作业中流量稳定。定期分析计算乳化沥青实际用量，如实际用量与设计用量存在较大偏差，应当及时查找原因并采取必要的校正措施。

5 结束语

改性乳化沥青同步碎石封层技术在公路养护作业中具有良好的经济效益和社会效益，对养护部门而言，应当根据实际情况出发做好施工组织，严格依照规范要求进行操作，以此才能够确保整体施工质量得以有效控制，有效提升道路运行性能，延长运行寿命，为当地经济社会发展提供交通保障。

参考文献：

[1]吴童年.橡塑复合改性沥青的研发及在碎石封层中的应用[J].四川水泥，2024（03）：200-202.

[2]张仲宝.改性沥青碎石封层在公路路面预防性养护中的应用研究[J].产品可靠性报告，2024（02）：131-132.

[3]黄康.路面养护中改性乳化沥青同步碎石封层技术的应用[J].交通世界，2023（36）：49-51.

[4]路永春.高固含量改性乳化沥青在同步碎石封层技术中的应用[J].河南科技，2020（20）：119-121.

[5]张静.沥青路面改性乳化沥青纤维同步碎石封层养护技术研究[J].交通世界，2019（31）：80-81.

[6]李彦霏.SBS改性沥青纤维碎石同步封层在路面预防性养护中的应用[J].山东交通科技，2017（04）：33-34+56.