瀝青碎石同步封層技術在道路施工中的應用

摘要：文章對瀝青碎石同步封層技術的原理與特點、作用進行了分析，介紹了碎石同步封層施工工藝，并通過工程實踐總結出瀝青碎石同步封層技術在公路施工運用中的要點，該技術的應用不但能使公路的質量和使用壽命得到很大程度的提高，為公路養護節約大量的費用，而且在很大程度上能夠使駕駛員的行車安全得到保證。

關鍵詞：瀝青碎石；同步封層技術；道路施工；荷載傳遞；路面強度；防水滲透 文獻標識碼：A

中圖分類號：U415 文章編號：1009-2374（2016）19-0110-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.053

1 概述

瀝青路面基層部分由剛性與半剛性組成，鑒于基層部分面層應用不同材料鋪設而成，使黏結效果增強，并極大地提升公路質量，此外，瀝青面層會滲水，在滲水以后，很多水分都將集中在基層與面層結合部位，造成瀝青路面松動、坑洼、斷裂等。由此，在半剛性或者是剛性基層面上進行封層則能最大程度地提升路面結構的穩定性與強度，提升防水性能。

2 碎石同步封層技術的原理與特點

普通的碎石封層與碎石同步封層之間的主要區別在于，碎石同步封層可以大幅縮短黏結劑噴撒與石料之間間隔的距離，從而使黏結劑能夠更好地讓石料浸入。碎石同步封層技術的原理是使用專業的設備，在路面上鋪設碎石或者瀝青等具備粘性的材料，然后采用行車碾壓的方式，將路面碾壓成瀝青碎石磨層，從而使路面的牢固性以及結構的穩定性得到保證。碎石同步封層技術能夠使路面的抗龜裂、抗水破壞、抗網裂等能力得到提高，路面的壽命在該技術的使用下可以大大延長。同步碎石封層結構剖面見圖1（a）。

3 同步封層技術的作用

3.1 荷載傳遞

瀝青面層與剛性、半剛性基層結構間存在密切聯系，在這些結構中起到支撐與轉換作用。瀝青面層可起到防滑、防水和防噪聲的作用，又起到抵抗剪切滑動、開裂等的作用，可使負載轉移到基層。如果達到了傳遞荷載的目的，則依然要保持面層與基層間的連續黏合，在這種連續性上進行封層處理。

3.2 路面強度的提高

回彈模量在瀝青面層與半剛性或者剛性基層應用中存在差異，當半剛性與剛性結合到一起承受荷載時，則體現出不同的擴散形式與形變，在共同承受了來自車輛豎向或者橫向荷載、沖擊力以后，面層將趨于基層方向位移。此時面層內部的摩擦阻力與黏結力都不能抵抗位移應力，底部彎拉應力也會消失，面層就會變得松動、脫落等，由此需要一個外應力對移動進行阻止。完成下基層封層處理以后，基層間就會增加一個摩阻力與黏結力，對剛柔間的黏結、過渡提供支持，確保面層、基層、墊層、土基都能集中到一起抵抗荷載，進而使路面整體強度增大。

3.3 防水滲透

公路瀝青路面不同層次結構，Ⅰ型密集配瀝青混凝土是常使用的一種路面材料，使用的目的是將面層密實度增強，防止出現對路面以及路基侵蝕或者車輛碾壓等問題。除了增加強度以外，混凝土施工中瀝青質量、石料強度、規格也是重要的影響因素，拌合、配比、攤鋪、碾壓溫度、時間都會影響到瀝青質量。特別是降水多的地區路面常會出現嚴重滲水，為此增設碎石下封層非常必要。

3.4 低成本，長壽命

從骨料的種類來說，碎石同步封層沒有過多的特殊要求，因此能夠降低施工成本。同步密封技術在集合選擇的結構時可以是玄武巖、花崗巖、石灰石作為骨料，基于就近選址的便利性，從而可省去長途運輸成本費用。在稀漿封層技術應用中，會運用到多級配骨料，對骨料也會有相對嚴格的要求，一般來說，骨料都是在外地運往施工現場中致使工程成本增加。

4 碎石同步封層施工工藝介紹

碎石同步封層施工工藝體系見圖2所示。

碎石同步封層技術在施工時主要有如下三個步驟：第一步運輸時進行加熱；第二步采用噴灑的方式進行鋪設；第三步要充分進行碾壓。一般來說，交替施工流水作業是同步碎石封層技術采用的主要施工方法。

4.1 加熱運輸

在這一工程中，要首先對施工路段的交通進行控制，對施工現場的公路表面進行深層清潔，并且要嚴格控制瀝青膠結劑的加熱溫度和使用量，從而保證其能夠在指定時間將材料運到施工現場。

4.2 噴灑鋪設

碎石封層相關機械在對現場進行施工時，封層車需要裝卸車和運轉車為其撒布碎石，并同時將瀝青膠結劑撒在路面上，要使瀝青碎石能夠均勻地撒布。

4.3 充分碾壓

當碎石同步封層鋪設全部完成，下一道工序是要對路面壓實，從而可有效地使路面凝固時間縮短，并在壓實時需要注意，看看是否有突出的地方，直到將突出軋平為止。對坑洞、沉陷進行修復，將鼓包壓平，減少出現波浪或者是褶皺，對碎石同步封層路面進行清掃。準備完以上工序以后，就可以修補坑槽或者裂縫，在同步碎石封層前7天進行坑槽修補，灌縫在碎石封層前2天進行；微小擁包或者波浪可使用工具鏟平，對路面進行平整。推移擁包時需要將高差限制在2cm以內，對排水設施進行改善。封層前要清掃泥土、灰層、碎片。使用旋轉式清掃車會產生過多灰塵，需將灰塵濃度控制在標

準內。

使用水洗法構造恢復能夠將路面雜物與灰塵清除，水洗法能夠將碎石同步封層性能提高至65%，為下一階段的碎石封層提供支持；使用預噴灑法，能夠將車輪碾壓多的區域與車輪碾壓少的區域瀝青過多的問題解決，進而得到碾壓區域相同紋理樣。通過大寬度瀝青灑布車一次就能噴灑出兩個車道分割線與車輪中間貧油區。這一技術和水處理能夠在整個工作寬度范圍內均勻噴灑瀝青，不需要按照不同區域對碎石用量進行調整。

噴灑桿噴嘴調整法：兩端噴嘴角度進行調整，確保噴灑桿兩端瀝青噴灑量一致，對噴嘴有無阻塞進行檢查。噴灑桿高度調整法：對扇面重疊度進行檢驗，在具體操作過程中，要想減輕碎石封層重量，灑布時就應對高度進行調整，高度較低時則可以忽略。瀝青噴灑桿高度校正方法見圖1（b）所示。

5 施工應用案例介紹

某高等級公路下封層使用了瀝青碎石同步封層施工工藝，同步封層車還配備了加熱套管技術，目的是防止瀝青升溫過快，保持溫度每小時升高至30℃。使用電腦控制集料撒布量與均勻度。施工時，瀝青與碎石一前一后撒布在基層面上，然后使用膠輪壓路機進行碾壓，使集料更好貼合，提升基層的穩定性。本案例施工要點如下：

5.1 配置瀝青與碎石的配比

該工程施工中瀝青和碎石的配比方法有兩種：一種是利用經驗進行配比；另一種是利用理論計算方法進行配比。其中經驗配比法就是公路路面養護人員根據自己的養護經驗，確定瀝青和碎石的搭配比例。理論計算法是在假定瀝青和碎石的鋪設高度占公路鋪設材料總高度的75%的基礎上對瀝青和碎石進行配比計算。瀝青和碎石的配比計算公式見式（1）和式（2）：

B=（0.5H×T×V+S+A+P）/R （1）

H=M/1.148295+0.021516 ×FT （2）

式中：B為材料的總鋪設率；H為材料鋪設的總高度；T為公路路面需要修正的系數；V為鋪設材料之間的縫隙率；S為公路表面的鋪設系數；A為公路路面對材料的吸附系數；P為公路路面硬度系數；R為鋪設材料中瀝青的含量；M為碎石的粒徑；FT為碎石的含量。通過這樣的計算就可以合理準確地計算出該公路路面鋪設材料中瀝青和碎石的最佳配比，提高公路路面的施工工

質量。

5.2 路面結構厚度計算

公路結構的厚度可以通過計算得出。下面以該工程為例，計算公路結構的厚度，計算公式見式（3）：

Ld=700×Ne-0.3×Be×Bs×Bb （3）

式中：Ld為公路結構厚度；Be為平山縣公路等級系數；Bs為平山縣公路面層系數；Bb為公路基層系數。

5.3 合理選用路面壓路機

本路段選用壓實，使用三臺膠輪壓路機緊跟碎石封層車后面即時完成碾壓，碾壓遍數不少于3遍。碾壓機的碾壓速度不能超過3.5km/h，碾壓機必須勻速碾壓，必須保證碾壓機車輪的重疊不小于35cm，碾壓必須重復6次。如果石料裹覆或者嵌入深度不足，將造成同步碎石封層使用壽命縮減。壓路機的生產率可以通過計算得出，計算公式見式（4）：

Q=50（B-b）LKb/（L+T）N （4）

式中：Q為壓路機的生產率；B為壓路機壓實帶的寬度；b為壓路機輪跡重疊的寬度；L為壓路機壓實帶的寬度；K為壓路機輪子滾動的速度；N為壓路機對路面的碾壓次數；T為時間。

5.4 養護

完成基層的灑布以及封層鋪筑以后，必須對交通量進行限制或者封閉，并嚴禁車輛急速剎車或者轉彎。待與下基層緊密貼合、穩固以后方能施工瀝青下層，整體完成攤鋪以后，才能徹底將交通開放。壓路機碾壓完形成防水層面將使瀝青延性增強，將應力吸收層作用充分發揮出來，防止基層裂縫以及反射斷裂。

5.5 成效分析

完成瀝青碎石同步封層施工以后，必須進行現場質量檢測，本路段均通過質檢達標，并如期實現通車。本工程采用同步瀝青碎石封層技術不但提高了公路路面養護和維修水平，而且滿足了路面養護和維修需求。同步碎石封層作業有著工藝操作簡單便利、密封防水、保證快速通車等優點，比起傳統路面養護工藝，同步碎石封層節約資料、成本，使施工單位獲得經濟效益與社會

效益。

6 結語

一般來說，公路壽命的延長與其養護和管理之間有很大的聯系，就目前來看，我國公路在建設方面仍然存在許多問題，使用瀝青碎石同步封層技術能使瀝青與碎石在短時間內完成組合與銜接，與此同時，還要確保瀝青與碎石料達到標準密實度與穩定度，使同步封層施工技術應用更加有效率、節省材料成本與施工成本，其推廣應用可實現公路建設質量的提高。

參考文獻

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SSD40A瀝青碎石同步封層車項目科技成果鑒定會同期

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作者簡介：卞月廣（1968-），男，江蘇建湖人，江蘇省建湖縣公路管理站工程師，研究方向：道路橋梁建設。

（責任編輯：小 燕）