淺談同步碎石在路面養護中的應用

施全敏

（河南中州路橋建設有限公司，河南 周口 466000）

同步碎石封層技術作為一種路面養護新技術，已在歐美各國被廣泛采用。該技術80年代起源于法國，90年代傳播到整個歐洲各國及美國。所謂同步碎石封層，就是用專用設備即同步碎石封層車將碎石及粘結材料(改性瀝青或改性乳化瀝青)同步鋪灑在路面上，通過自然行車碾壓形成單層瀝青碎石磨耗層，主要作為路面表處層使用。同步碎石封層技術的最大優點是同步鋪灑粘結材料和石料，實現噴灑到路面上的高溫粘結料在不降溫的條件下即時與碎石結合的效果，它將粘結劑的噴灑和集料撒布兩道工序集中在一臺車輛上同步進行。這樣做的好處是促使碎石顆粒立即與剛噴灑的粘結劑相接觸，由于熱瀝青或乳化瀝青的流動性較好而使石屑能更深地埋入粘結劑內，并更好地滲入到路面的裂縫中。對于熱瀝青來說，在溫度尚未下降之前瀝青的粘度較低，而對于乳化瀝青來說則在尚未破乳前，噴灑的粘層油具有更厚的鋪層，這些都有利于增加石屑埋入的深度和由于毛細管作用而增高石屑顆粒間粘結劑吸附的高度。同時，較好的流動性也有助于粘結劑更好地滲入到原路面的裂縫中而改善它的封水性能。

從對瀝青路面的預防性養護的角度來看，與其他的技術相比，同步碎石封層技術并沒有對施工條件提出更高的要求，但是為了提高養護性能，充分發揮這種新技術的優勢，還是需要有一定的條件。首先，要對公路表面損傷進行診斷，明確將要進行修補的要害問題，保證基層強度較好；充分考慮瀝青結合料和骨料的質量標準，比如其潤濕性、粘合性、耐磨性、抗壓性等；在技術規范所允許的范圍內進行攤鋪操作；正確合理地選擇材料，確定級配，正確操作攤鋪設備。

1 同步碎石封層施工工藝

1.1 常用的結構

普遍采用間斷級配結構，碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴格要求，即等粒徑石料最理想。考慮到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同，可 2~4mm，4~6mm，6~10mm，8~12mm，10~14mm等5檔，比較常用的粒徑范圍為4~6mm，6~10mm這兩種，而8~12mm和10~14mm兩檔主要用于低等級公路過渡型路面的下面層或中面層。

1.2 根據路面平整度情況和抗滑性能要求確定石料的粒徑范圍

一般路面養護進行一次碎石封層即可，在路面平整度較差說可選用適宜粒徑的石料作為下封層找平，然后再做上封層。碎石封層作為低等級公路路面時須2層或3層，各層石料粒徑應互相搭配以能產生嵌擠作用，一般遵循下粗上細的原則。

1.3 路面清掃

封層前要對原路面進行認真清掃，對路面上的污物及浮塵要徹底清理干凈，以保證黏合料與原路面的結合。作業過程中應保證2臺以上的膠輪壓路機以便在瀝青溫度降低之前或乳化瀝青破乳后能及時完成碾壓定位工序。另外，封層后即可通車，但在初期應限制車速，車速限制20km/h，待2h后可完全開放交通，從而防止快速行車造成石子飛濺；通車2天后要迅速把封層完的路段上未粘結的石料清掃干凈，以防止其與粘結好的石料經常摩擦，破壞路面的摩擦力。

1.4 瀝青溫度

使用改性瀝青作為粘結料時，為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保證瀝青的溫度在150℃~160℃范圍內。

1.5 噴灑高度

同步碎石封層車的噴油嘴高度不同，所形成的瀝青膜厚度及瀝青重疊情況會不同，通過調整噴嘴高度以及碎石封層車液壓頂桿的高度來使得瀝青膜的厚度符合要求。

1.6 行走速度

同步碎石封層車行走速度決定瀝青膜的厚度及均勻度，所以應以適宜的速度均勻行駛，在此前提下石料和粘結料兩者的撒布率必須匹配。

1.7 原路面補強

作為表處層或磨耗層的碎石封層，其使用條件是原路面平整度和強度滿足要求。所以在施工前要把原路面病害處理徹底，不能有網裂、沉陷、坑槽等病害。

2 同步碎石封層的材料及設備

同步碎石封層所用原材料主要包括粘結料和碎石兩類，其選擇需要考慮公路等級、路面類型、交通流量、氣候和材料供應能力等各種因素。原材料的選擇是實現同步碎石封層優良性能的關鍵和重要保證，它在很大程度上決定了同步碎石封層設計質量的好壞。因而原材料的選擇和檢測工作十分重要。

2.1 瀝青

同步碎石封層技術的領先性能很高，但對適用瀝青沒有特別嚴格的要求。可以使用不同的瀝青結合料，如軟化純瀝青、聚合物改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青等，熱瀝青主要由于大規模封層。

使用同步碎石封層技術，原則上對瀝青的選擇和使用無特殊要求。在保證瀝青合適的灑布溫度、灑布量的前提下，使用普通瀝青、重交瀝青、乳化瀝青、改性瀝青都可以獲得很好的效果。應注意的是施工中瀝青用量是決定封層質量好壞的一個十分重要的因素。瀝青過少時所封層的路面有可能出現嚴重的碎石脫粒；若過多時，則會出現泛油現象。因此瀝青用量要根據交通量、路面狀況、施工季節等進行調整，如大交通量的道路用量宜減少5%～10%，秋季施工用量比夏季應增加5%左右。

2.2 石料

石料是同步碎石封層的重要組成部分之一，它主要承受車輛的荷載作用，并為行車提供抗滑作用，因而應選用材質優良的石料。同步碎石封層一般要求使用經過反擊破碎 (或錘擊破碎)所得到的碎石，針片狀含量應嚴格限制在15%以下，而且幾何尺寸要好，不含雜質和石粉，壓碎值不大于14%，并嚴格經過水洗風干，而對石料酸堿性無特殊的要求。

碎石要求經過反擊破碎（或錘式破碎）得到的碎石，針片狀石料嚴格控制在15%以內，幾何尺寸要好，不含雜質和石粉，壓碎值小于14%，對石料酸堿性無特殊要求，并嚴格經過水洗風干，保證其干燥度，并要準備好防雨措施，防止石料雨淋。

2.3 同步碎石封層設備

同步碎石封層技術的主要是同步碎石封層車，與1輛同步碎石封層車配套的主要機械設備有40加長臂型以上裝載機1臺、石料加工清洗設備1臺、石料篩選設備1臺、12~16t膠輪壓路機2臺、8t以上水車1臺、路面除塵設備（空壓機）1臺、小型銑刨設備1臺。25t熱瀝青加（保）溫車1~2臺、（乳化）瀝青運輸車若干臺。在同步碎石封層車的使用上，該項技術對操作手的要求較高，操作人員必須懂得機械的工作原理，同時操作要相當熟練，否則將鋪不出高質量的路面。

3 同步碎石封層施工技術要求

瀝青路面的預防性養護和修復性養護一般采用二次封層：第一次用6～l0mm、10～14mm粗碎石形成骨架；第二次用2～4mm細碎石嵌縫。兩次封層后用輪胎壓路機碾壓，也可通過自然行車碾壓。瀝青路面若有10cm以上的車轍、沉陷等病害時，可采用多次封層不同粒徑碎石的施工方法。施工前首先對待施工路段的路面狀況、交通量等進行實地勘察。根據檢測數據，認真分析并做試驗，確定施工方案，其內容包括：施工結構選擇，瀝青和碎石的選用，對車轍、坑槽等病害的預處理等，做好配套機具的調配、組織等工作。

3.1 同步碎石封層施工技術要點如下

3.1.1 選用技術性能先進的同步碎石封層機并保持其良好的技術狀態是保證瀝青路面同步碎石封層質量和效率的前提和基礎，其中包括：結構合理的瀝青噴灑裝置，保證對瀝青噴灑量及均勻性進行精確調節與控制；先進合理的瀝青控制系統；精確調節和控制碎石的撒布量及均勻性；瀝青噴灑與碎石撒布要保持高度一致。

3.1.2 噴嘴高度不同時噴灑后形成的瀝青膜厚度不同(各個噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青的重疊情況不同)，因此要通過調整噴嘴高度使瀝青膜厚度適宜。

3.1.3 使用改性瀝青作為粘結劑時，為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保持瀝青在160℃～170℃的溫度范圍內。

3.1.4 同步碎石封層機應以適宜的作業速度勻速行駛，在此條件下碎石和瀝青的撒布率必須匹配。

3.1.5 根據路面平整度和抗滑性能要求，應嚴格控制所用石料的粒徑范圍，但考慮到石料的破碎及篩分有一定困難，針片狀石料要限制在15%以內，不含雜質和石粉，壓碎值小于14%，要經過水洗、風干。

3.1.6 作為瀝青路面表面處理層或磨耗層的同步碎石封層，其平整度和強度必須滿足要求。

3.1.7 一般瀝青路面預防性養護進行一次同步碎石封層即可。若舊瀝青路面平整度較差時可選用適宜粒徑的粗碎石作為下封層找平，然后用細碎石再做上封層。低等級公路采用同步碎石封層時須兩層或三層，各層碎石粒徑應為互相搭配，以能產生嵌擠作用，一般遵循下粗上細的原則。

3.1.8 封層作業前要對原路面進行認真清掃，以免塵土影響瀝青的粘結劑作用發揮。

3.1.9 封層作業過程中要保證足夠數量的輪胎壓路機，以便在熱瀝青溫度降低之前或乳化瀝青破乳后能及時完成碾壓定位工序。

4 同步碎石封層施工應注意的問題

為了獲得滿意的同步碎石封層施工效果，需要注意以下幾個問題。(1)瀝青路面損傷的類型與程度的準確判斷及正確選擇同步碎石封層施工工藝。(2)根據交通量、氣候和供應條件，合理選擇瀝青和碎石，并使瀝青品質(潤濕性、粘結性和內聚性等)與碎石品質(粒度、耐磨性、抗壓性和持久性等)之間有良好的相容性。(3)保持同步碎石封層機和配套機具良好的技術狀態，以保證封層施工質量和生產率。(4)在施工工藝及技術規范所允許的范圍內正確調整和操作同步碎石封層機及其它機具。(5)必須進行試封層，并依此對選擇的技術參數作必要的修正。(6)聘用訓練有素的人員。

結語

通過室內試驗及鋪筑試驗路表明該項技術已達到國內領先水平，其中各種路用性能指標均符合現行規范要求。該項技術對石料具有較寬的適用范圍，有利于就地取材，降低工程造價。延長了公路的維修周期，提高了經濟效益。施工方便、快捷，開放交通迅速，節約能源，保護環境。

[1]王國斌,同步碎石封層技術的研究及其應用[J].科學之友，2010(12).

[2]藍青.同步碎石封層施工技術分析[J].交通世界(建養.機械)，2011(01).