瀝青道路預養(yǎng)護中同步碎石封層技術探討

羅厚全

(韶關市市政設施管理中心，廣東 韶關 512000)

1 工程概況

106國道K2192+400－K2203+200段，全長10.8km，是我市主干道，市北出口，經(jīng)過多年使用，該路k2192+600—k2203+200段路面出現(xiàn)了大的橫縫、縱縫和局部坑槽、擁包等病害，極大地影響了路面的使用，為延長該路的使用壽命，給市民出行提供良好的交通環(huán)境，提高運輸效率，降低運輸成本，通過對該段路面進行破損狀況調(diào)查、路基承載力、交通量、雨水損害路面和荷載因素的檢測分析等，決定對該路段采用碎石封層施工技術進行路面預防性養(yǎng)護。

2 同步碎石封層技術的特點

同步碎石封層是用專用設備，即同步碎石封層車將碎石和黏結材料在同一時間同步鋪灑在路面上，并通過輪胎壓路機碾壓形成單層瀝青碎石層。同步碎石封層可以使用軟化純?yōu)r青、聚合物改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青和稀釋瀝青等不同類型的瀝青黏結料。

碎石封層具有如下特點:

(1)良好的防水性。同步碎石封層整體的力學特征是柔性的，可以使瀝青結合料順利滲入表面裂縫，彌補因裂縫造成的路面防水性能差等缺陷。同時，噴灑在路面上的瀝青結合料薄層部分，又可形成1層嚴密的防水層，從而起到防水作用。

(2)良好的防滑性。同步碎石封層中被瀝青結合料黏結到公路上的碎石可直接接觸輪胎，其粗糙度增大了與橡膠輪胎之間的摩擦系數(shù)，可確保以最低的能耗滿足路面防滑性的要求。

(3)良好的耐磨耗及耐久性。同步噴灑的碎石和乳化瀝青形成瀝青結合料，其2/3的碎石顆粒高度陷入乳化瀝青中，保證了瀝青結合料和骨料之間最大的表面接觸程度。同時，瀝青結合料的毛細吸引力可以產(chǎn)生凹面，該凹面與碎石緊密結合，可防止碎石流失。

(4)成本低。同步碎石封層技術是一種公路預防性養(yǎng)護技術，其單層施工的厚度大致與所用骨料的粒徑相同，比熱攤鋪和稀漿封層/微表處更薄。同時，瀝青與骨料無需高溫加熱拌和或攪拌即可很好地結合，節(jié)省了設備成本和運輸費用，因此施工成本很低。

(5)施工設備簡單，工藝簡便。該技術無需復雜的混合料設計，材料生產(chǎn)方面也沒有任何困難，且施工速度快，可及時限速開放交通，1h后即可完全開放交通。

3 同步碎石封層施工技術流程及控制

3.1 材料

(1)礦料。碎石為反擊破碎(或錘式破碎)得到的碎石，單一粒徑，用量控制在13～16m3/1000m2。單一粒徑的優(yōu)點在于:①礦料間隙率大，能有更多的空間讓結合料填充且有利于集料與瀝青的牢固黏結;②單一粒徑碎石封層與車輛輪胎的接觸面積比有級配的大，抗滑性能更好;③單一粒徑的碎石封層中，碎石之間可以形成連通排水渠道，有利于排水;④為了保證碎石與乳化瀝青牢固黏結，針片狀石料應嚴格控制在15%以內(nèi)，其幾何尺寸最好是立方體，且不含雜質(zhì)和石粉，必要時可采取水洗風干或拌合樓加熱攪拌等除塵措施，其壓碎值應小于14%。

(2)改性乳化瀝青。該技術對瀝青的性能，尤其是其黏度要求比較高，因此多采用聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青作為結合料。應注意的是，施工中的瀝青用量決定了封層質(zhì)量的好壞。當瀝青過少時，其封層路面有可能出現(xiàn)嚴重的碎石脫落;但過多時，又會出現(xiàn)泛油現(xiàn)象。因此，瀝青用量要根據(jù)交通量、路面狀況、施工季節(jié)、碎石規(guī)格等進行調(diào)整，如大交通量的道路用量宜減少5%～10%，秋季施工用量要比夏季增加5%。碎石封層用改性乳化瀝青技術指標見表1。該工程的用量為1.5kg/m2

表1 碎石封層用改性乳化瀝青技術指標

3.2 施工工藝

3.2.1 原路面的準備

(1)碎石封層為薄層結構，因此要求原路面有足夠的強度。當原路面強度不能滿足要求時，應首先進行補強處理，但碎石封層不能用于道路的補強。

(2)原路面15mm以下的車轍無需處理，可直接攤鋪碎石封層。但當車轍深度大于15mm時，則需用多層微表處施工工藝對車轍進行填充，然后再進行碎石封層。

(3)原路面上寬度大于5mm的裂縫，應提前開槽并用特殊的密封膠進行灌縫處理。

(4)原路面上的沉陷、松散、嚴重龜裂等病害應先進行換填處理。

3.2.2 施工準備工作

(1)施工路段清掃:對即將碎石封層的路面進行徹底清掃，清除一切松散材料、雜物及塵土，以防止噴灑的瀝青被粉塵包裹而形成隔離層，并應保持原路面層干燥。清掃工作可采用人工配合道路清掃車進行。

(2)施工放樣:放樣時，施工路段應設路攔并由專人負責控制交通，且施工走向控制基準線應沿原路面兩側準確順直地放出。

(3)設施保護:對道路上的各種設施，如上下井蓋、雨水井篦、路緣石等應采取保護措施。

(4)交通導流:應按照公路安全施工規(guī)范放置安全標志，安排專門安全員指揮過往車輛，并在安全區(qū)內(nèi)進行施工工作。

3.2.3 機械設備

表2 同步碎石封層施工機械設備表

3.3 攤鋪

以改性乳化瀝青為例說明攤鋪過程。

(1)在施工現(xiàn)場，以輪式裝載機向同步碎石封層車的骨料斗內(nèi)倒入單粒徑玄武巖碎石，并從瀝青罐車內(nèi)泵吸改性乳化瀝青到該車的瀝青儲罐內(nèi)。

(2)將裝好料的同步碎石封層車開至施工起點，操作手調(diào)整好各個系統(tǒng)的工作參數(shù)，指揮駕駛員沿預先設置的控制線起步，打開各料門控制開關，使乳化瀝青噴出，同時均勻撒布碎石。該車需以5km/h的速度勻速行駛，以保證石料和黏結料兩者的撒布率。其中，改性乳化瀝青灑布量為1.5kg/m2。該參數(shù)一旦設定，同步碎石封層車的控制系統(tǒng)就會根據(jù)車速自動調(diào)節(jié)瀝青流量，并使灑布量誤差控制在±5%以內(nèi)。碎石撒布量應根據(jù)現(xiàn)場試驗檢測，通過控制車速確定。

(3)乳化瀝青噴灑后應形成均勻、等厚度的瀝青膜，并防止因乳化瀝青不均勻導致石料剝離、斑紋。碎石封層機有1套獨立的控制乳化瀝青噴灑量的系統(tǒng)，其噴頭的壓力和流量都是單獨控制的。該機通過行駛速度來控制乳化瀝青的撒布量，并且由單片機自動調(diào)節(jié)，計算機界面顯示調(diào)節(jié)的過程和結果。(4)乳化瀝青灑布時，應對沿線構造物、路緣石等外露部位采取防污遮蓋措施，以防止乳化瀝青對這些部位造成污染。

(5)從左向右進行碎石封層施工時，施工第1幅時，應在左側石料灑布器上加上夾板，以防止石料飛濺。施工最后1幅時，在左側采用同樣方法。灑布中間路幅時，要保持右側乳化瀝青噴灑寬度比石料的噴灑寬度寬8～10mm。

(6)當同步碎石封層車上任何1種料用完時，應立即關閉所有材料輸送的控制開關，將該車按前進方向開出施工作業(yè)段，查對材料剩余量，并校核拌和準確性。

(7)改性瀝青與碎石灑布后，應立即進行人工修補或補撒，修補的重點是起點、終點、縱向接縫、過厚、過薄或不平處等。

(8)派專人手拿掃帚緊跟同步碎石封層車，及時把彈出攤鋪寬度(即瀝青灑布寬度)外的碎石掃到攤鋪寬度內(nèi)。

3.4 碾壓

攤鋪作業(yè)完成后，待乳液破乳后再用膠輪壓路機進行全寬范圍內(nèi)的碾壓。碾壓時，應以70m/min的速度勻速行駛，且每次折回的位置應避免在同一橫斷面上。碾壓時，應遵循先兩邊后中間、先慢后快的原則，且每次輪跡重疊30cm，碾壓次數(shù)不少于3遍。碾壓后，應使集料之間嵌擠緊密，石料不得出現(xiàn)較多壓碎現(xiàn)象。碎石封層在養(yǎng)護期內(nèi)，嚴禁任何車輛和行人進入，如必須通車，則應控制車速不得超過40km/h。

3.5 施工質(zhì)量控制

(1)當發(fā)現(xiàn)有油條時，應及時關閉噴油嘴和料門，檢查噴油嘴的壓力是否符合要求，料門是否被大粒石料堵塞;當發(fā)現(xiàn)有泛油時，應在泛油處補撒與撒布的石料規(guī)格相同的嵌縫料，并人工掃勻。當有過多的浮動石料時，應掃出路面，并不得搓動已黏著在位的石料。

(2)應仔細操作施工縫及構造物兩端的連接處，使接縫緊密、平順。處理橫縫時，可采用對接法，用1～1.5m的鐵板或油氈紙橫鋪在該接縫的起灑點前。處理縱縫時，封層左側石料的灑布應與上一幅右側的石料對齊，以保證接縫對接良好。

3.6 檢測

碎石封層施工3個月后，隨機選點對其摩擦系數(shù)和滲水系數(shù)進行了跟蹤檢測，其結果表明達到規(guī)范要求。

4 結束語

通過106國道韶關過境段碎石封層的施工證明，因瀝青乳液和石料的黏結，使得鋪筑后的封層有良好的抗裂性能，減少了路面的裂縫，對原路的裂縫也有一定的修復作用。同步碎石封層技術防水、防滑及耐磨耗及耐久性等特點及經(jīng)濟、有效的優(yōu)勢使得該技術在瀝青道路養(yǎng)護中作為一種全新的手段，值得在今后的瀝青路面預防性養(yǎng)護工作中進一步推廣。

［1］黃頌昌，徐劍，秦永春.改性乳化瀝青與微表處技術［M］.北京:人民交通出版社，2010.

［2］董瑞琨孫立軍.路面維護及預防性養(yǎng)護效益分析［J］.公路，2004.