熱瀝青同步碎石封層施工技術在瀝青路面大修工程中的應用

唐向華

（廣西壯族自治區全州公路管理局，廣西 桂林 541000）

0 引言

我國社會經濟的快速發展，對公路網絡提出了更高的要求，通過對現有路網的技術改造和強化管理，充分挖掘現有公路網的潛力，是非常重要的發展措施。基于此背景，如何高效、低成本的開展瀝青路面大中修成為行業內的一大研究熱點，本文主要圍繞熱瀝青同步碎石封層施工技術展開具體分析。

1 我國熱瀝青同步碎石封層施工技術應用情況分析

碎石封層是一種常用的柔性路面預防性養護技術，其將瀝青粘結材料、碎石灑布在舊路面或基層上，經碾壓后形成瀝青碎石磨耗層，主要用于修復微小路面病害、防止基層與地基水侵入。同步碎石封層是碎石封層的一大改進，最初起源于1980年的法國，通過同步碎石封層車的應用實現瀝青粘結材料、碎石的同步灑鋪、碾壓（見圖1），進一步提高了碎石封層的質量，此技術后在美國、澳大利亞等國均得到廣泛應用。

圖1 同步碎石封層施工示意圖

我國初次引進法國同步碎石封層設備是在2002年，應用于遼寧省國省干線工程中，之后浙江美通等企業成功開發了國產設備，同步碎石封層的應用范圍進一步拓展。目前，我國熱瀝青同步碎石封層應用范疇可歸納為：

（1）用于各高等級公路的預防性養護罩面層，實現對微小病害的有效處理，提高防水、防滑性能，延長使用壽命；

（2）用于新建道路下封層；

（3）用于新建低等級公路、農村公路面層；

（4）用于橋面、河邊公路防水面層；

（5）用于局部病害治理，如：10～20mm以下的車轍、沉陷。

2 熱瀝青同步碎石封層特點與材料要求

2．1 熱瀝青同步碎石封層特點

本文主要從優點缺點兩大方面對熱瀝青同步碎石封層特點進行闡述。

2．1．1 優點

（1）通過窗簾效應，有效減少了污染：熱瀝青與碎石同步灑鋪（間隔1s左右），碎石流如同“窗簾”及時抑制了瀝青灑布時黑煙的擴散，減少了污染。

（2）通過高溫粘結，有效提高了混合料性能：相對于傳統石屑封層，由于熱瀝青與碎石分步灑鋪，瀝青與骨料的結合溫度相對較低（70℃左右）；而同步灑鋪下瀝青與骨料的結合溫度可達120℃，相應的結合性能更佳。

（3）兼顧“低消耗、低成本”與“高效率、高質量”：同步碎石封層是世界上公認的成本最低的公路養護技術，同時其施工速度較快，可有效增強路面抗裂防水性能、減少路面反射裂縫等，綜合效益十分可觀。

2．1．2 缺點

（1）熱瀝青同步碎石封層施工技術用于道路養護、維修時，對路況條件要求較高，若是道路存在車轍、開裂、坑洞等病害，必須完成相關修復工作后方可進行封層施工。

（2）熱瀝青同步碎石封層施工受到天氣因素影響較大，以溫暖干燥的天氣為宜，需盡量避開雨天或寒冷天氣。

2．2 熱瀝青同步碎石封層材料要求

2．2．1 碎石技術要求

路用碎石一般分為4個等級，見表1。

表1 路用碎石等級表

碎石材料的選擇要綜合考慮道路型式、車流量等，并對材料獲取的方便性、價格等進行對比分析，主要原則有：

（1）抵抗車輛磨損、剪力破壞的能力：A級最硬，抵擋車輛磨損能力最佳；基于形狀因素，A級、B級碎石鑲嵌效果更好，可有效抵擋剪力破壞；

（2）瀝青用量：B、C級碎石吸收能力好，與A級相比，瀝青用量相對更大；

（3）價格：C級碎石無需破碎，價格便宜；

（4）抵抗轉向和緩沖性能：A、B級碎石棱角較多，可提供更大的摩擦阻力。

2．2．2 瀝青的技術要求

目前我國瀝青種類眾多，同步碎石封層較為常用的有路用石油瀝青、改性瀝青或改性乳化瀝青。

（1）路用石油瀝青，價格低廉，符合《公路瀝青路面施工技術規范（JTGF－40－2004）》的A級石油瀝青要求，一般都可以滿足同步碎石封層施工的需要；

（2）改性瀝青或改性乳化瀝青，可順利進入并填充滿微小裂縫，能與碎石緊密粘結，但是價格偏高。

在工程實踐中，需根據碎石封層的類型、使用場合、施工季節、環保要求、施工習慣等不同進行合理選擇，兼顧工程質量與成本。

3 熱瀝青同步碎石封層施工工藝流程與要點

3．1 熱瀝青同步碎石封層施工工藝流程

熱瀝青同步碎石封層施工工藝流程如圖2所示：

熱瀝青同步碎石封層施工工藝流程示意圖

3．2 熱瀝青同步碎石封層施工要點

根據熱瀝青同步碎石封層施工工藝流程，本文主要從施工準備、瀝青和碎石同步噴灑、局部處理、壓實及成型、接縫處理以及初期養護與開放交通六個方面具體分析相應的施工要點：

3．2．1 施工準備

熱瀝青同步碎石封層施工準備階段的主要工作包括：（1）做好路況調查與病害處理，形成詳細的調查報告；（2）封層前，將路面清理干凈，確保無雜物、塵土等；（3）提前準備好施工設備、材料，可根據工程量、工程進展情況分批備料；（4）根據路面寬度、設備性能，確定施工幅數，最大限度地減少縱接縫；（5）提前封閉交通。

3．2．2 瀝青和碎石同步噴灑

檢查、預熱設備，鏟裝石料、抽取瀝青，設定瀝青、石料噴灑高度及用量，行車速度控制在60～70m／min，瀝青灑布溫度控制在165℃～170℃。

3．2．3 局部處理

瀝青灑布存在空白需人工補灑，瀝青聚集則需人工刮除；發現過多浮動石料，應掃出路面，并不得搓動已粘著在位的石料，切實保證瀝青結合料均勻。

3．2．4 壓實及成型

同步封層車前進約10m左右，可用9～13t壓路機碾壓，碾壓速度以70m／min為宜，遵循“先兩邊后中間、先慢后快”原則，要求輪跡重疊30cm，每次折回不得在同一橫斷面。鋪在瀝青、石料起灑點前和終點后，長度為1～1．5m。

3．2．5 接縫處理

接縫需緊密、平順：（1）橫縫處理采用對接法，每段接縫處，用鐵板或油氈紙橫鋪在瀝青、石料起灑點前及終點后；（2）縱縫處理，施工下一幅時，石料灑布應與上一幅石料對齊，確保縱縫對接良好。

3．2．6 初期養護與開放交通

瀝青封層施工結束后，限速開放交通，要求車速≤30km／h。

4 項目應用分析

4．1 項目背景

S201線全州至沙子公路K26＋000～K32＋000、K42＋000～K46＋000段為二級公路，2004年建成通車，路基寬12m，瀝青路面寬9m，兩側土路肩寬為2×1．5m。原路面結構為：20cm級配碎石底基層＋26cm水泥穩定碎石基層＋1cm瀝青封層＋5cm中粒式瀝青混凝土。隨著近幾年交通量的快速增長，超載車輛的增多，在行車荷載和強降雨作用下，導致路面破損嚴重，路面出現大量的龜裂、沉陷等病害。為保證公路的正常使用及交通安全，擬將該路段瀝青路面進行大修。

4．2 路面大修方案

4．2．1 路基

本工程原有路基寬12m，全線統一在原水溝墻、擋土墻、路緣石上現澆20cm寬×27．5cm高C20混凝土路緣石。本次恢復重建方案為保持原有路基寬度不變。

4．2．2 路面

該路段原技術等級為二級公路，大修后的技術等級仍為二級公路。大修后的路基寬12m，路面為瀝青混凝土滿鋪路面，路面寬度為11．6m，兩側設置20cm寬C20混凝土路緣石。

路面結構采用6cmAC－16中粒式瀝青混凝土面層＋1．5cm熱瀝青同步碎石封層（兩油兩料）＋20cm（21cm）級配碎石基層＋舊路面。K28＋560～K29＋000段為過朝南鄉路段，道路兩側均砌有居民住房，路面不宜加鋪太高，因此，本路段路面結構采用5cm AC－16中粒式瀝青混凝土面層＋8cm瀝青穩定碎石基層（ATB－25）＋黏層。病害處理方案：對嚴重龜裂病害進行銑刨處理；對沉陷路面病害采取挖除40cm舊路結構層，回填40cm級配碎石層進行處理。

路面結構層：

（1）K26＋000～K28＋560、K29＋000～K32＋000、K42＋000～K46＋000段（見圖3）：

圖3 路面結構層示意圖

（2）K28＋560～K29＋000段（見圖4）：

圖4 路面結構層示意圖

4．3 熱瀝青同步碎石封層施工技術

本次大修施工流程如下：舊路病害銑刨施工（冷再生）→級配碎石基層施工→熱瀝青同步碎石封層施工→瀝青混凝土面層施工→路肩施工。現主要就熱瀝青同步碎石封層施工技術展開具體分析。

4．3．1 施工材料

（1）碎石：兩油兩料層鋪法瀝青表面處治第一層碎石采用S10，第二層采用S12，具體級配要求如表2、表3所示：

表2 S10級配要求表

表3 S12級配要求表

碎石必須清潔、干凈、無風化，不得含有泥土、雜物，S10級配碎石的最小粒徑≥2．36mm，S12級配碎石的最小粒徑≥0．6mm；采購的碎石不得堆放在泥土及長有雜草的地面上，鏟車裝料不得帶入泥土及雜物。

（2）瀝青：采用70＃道路石油瀝青，瀝青的三大技術指標滿足規范要求。

4．3．2 施工技術要點

（1）鋪筑前應找平路面，對路面出現坑槽的路段必須采用級配碎石修補坑槽，面積較大的坑槽修補后要求用6～8t壓路機碾壓2～3遍。

（2）清掃路面，瀝青灑布前必須清除路面泥土、碎石及雜物，保持路面干燥。

（3）根據同步車的油罐裝油量、料斗的裝料量及同步車瀝青的灑布寬度初步確定每一車料的鋪筑長度。為確保鋪筑厚度和質量，要求滿足第一層用油量1．4～1．6kg／m2，第一層S10碎石12～14m3／1 000m2。

（4）瀝青灑布前檢查瀝青溫度，道路石油瀝青宜為130℃～170℃，灑布時確保能成霧狀，行駛速度穩定、噴灑均勻。若發現有灑布不均勻現象應及時調整油管的高度及噴油嘴的間距。

（5）同步車第一層油料灑布后立即用6～8t雙鋼輪壓路機從路邊向路中心碾壓3～4遍，同時根據第一車料復核鋪筑長度，若不能滿足第一層用油量1．4～1．6kg／m2、第一層S10碎石12～14m3／1 000m2的要求，應及時調整灑布車的速度。

（6）第二層施工方法與第一層相同，注意第二層瀝青灑布后，第一層碎石表面不得出現露白現象。

4．3．3 施工注意事項

（1）熱瀝青灑布時應注意安全，施工人員及行人要與噴灑管保持一定的安全距離，確保人員安全；

（2）施工路段做好施工安全標志，安排專職人員負責指揮交通，避免瀝青噴灑污染過往車輛及行人，造成不必要的麻煩；

（3）調整灑布車的行走路線及噴灑管高度，避免污染路緣石、構筑物、路樹等；

（4）灑布瀝青完成后及時關閉閥門，避免出現油包現象；

（5）注意處理好接頭，避免出現跳車現象；

（6）注意初期養護，泛油處可補灑S12嵌縫料并掃勻。

4．3．4 施工質量要求

（1）厚度確保1．5cm，3m尺檢測平整度要求控制在10mm以內；

（2）外觀要求：表面平整密實，無明顯碾壓輪跡，不得出現松散、油包、油波、油帶、光滑面等現象；

（3）滿鋪路面：面層與路緣石及構筑物應密貼接順，不得有積水現象。

5 結語

綜上所述，同步碎石封層在我國道路維修、養護等方面得到了十分廣泛的應用，其防水性能良好、層間粘結力強、施工進度快、成本低，可有效防止路面反射裂縫，延長路面使用壽命。在工程實踐中，必須根據道路實際情況與施工要求，合理選擇碎石、瀝青材料，規范開展材料灑布、碾壓以及交通管制等工作，切實保證工程質量滿足要求，實現我國公路事業的穩定發展。