碎石封層設計、施工及檢測方法

（北京歐亞機械設備股份有限公司，北京 101105）

在法國農村、城市與郊區道路的路面磨耗層養護施工中，采用撒布一層瀝青和碎石的施工工藝，石料的撒布一般用“覆蓋能力”來描述，以不存在任何重疊為前提，在指定表面上能完整覆蓋的最多骨料數量，計量單位采用L/m2表示。施工工藝相當于國內的瀝青表面處治及封層。

施工一般采用瀝青灑布車和碎石撒布機組合，或將撒布機替換為同步碎石封層設備。該磨耗層施工工藝，主要步驟有7個，分別為前期準備工作、清理路面、灑布黏結料（瀝青）、撒布碎石、軋路機壓實、重新開放交通及清掃剩余碎石。

一、石料的特性

一般從石料的來源、粒度、棱角度、表面清潔度和扁度五方面描述。

（一）來源

骨料存在天然或人造兩種來源。天然骨料是指來自于沖積礦層或整塊巖石礦層的骨料；人造骨料是指通過破碎加工轉化而成的骨料。天然骨料一般只用來處理特殊點位，諸如危險的彎道、減速區域等。

（二）粒度

為了能夠獲取緊密級配,最常使用的粒度等級表達方式為d/D：2/4～4/6.3和6.3/10～10/14。在特殊情況下，可以使用規格為14/20的粒度。在所有情況下，當材料通過網眼尺寸為1.25D的篩子時，篩余物必須為零。

（三）棱角度

在采用沖積礦層的天然骨料方面，當道路的交通等級為T1至T3時，破碎比Rc必須大于或者等于2。在交通等級大于T1的情況下，強烈建議使用整塊巖石。如果需要采用沖積材料，適用的破碎比必須大于或者等于4。

（四）表面清潔度

骨料的清潔度是決定一層表層能否實現成功鋪設的關鍵因素之一，要求黏結料必須完美地黏附在骨料上，而不是黏在覆蓋在骨料表面的一層細料薄膜上。

（五）扁度

當一種骨料的比值（G/E）大于1.58時，可將該骨料視作為“扁平”的骨料（G與E分別代表骨料的長度和厚度）。

二、道路交通量的等級分類

道路施工工藝是由道路交通量決定的，道路交通量的大小決定石料的粒徑、破碎比和撒布量。交通量與破碎比的關系，如表1所示。

三、工藝配方

在確定表層工藝的配方時，首先需到現場考察，并充分理解一定數量的參數，以便確定各項事宜。

（一）涂層結構的選擇

1.一種碎石構成的單層；（結合國內的施工工藝，在此僅介紹此種結構。）

表1 交通量與破碎比的關系

2.兩種碎石構成的單層；

3.雙層碎石；

4.預鋪碎石的單層；

5.預鋪碎石的雙層。

主要應根據交通類型、路面、環境、冬季期間形成的干擾和建造時間來選擇涂層的結構，同時考慮路面的粗糙度與密封性。

一種碎石構成的單層屬于最常見結構，且這種結構幾乎能夠適用于所有的交通類型，最高可達T2等級。通常使用骨料（6/10）建造該層面，需要具有良好狀態且均勻的路面，但不能承受過大的切向應力。

（二）黏結料的選擇

一般而言，使用乳液比基質瀝青，可以在年初或者年末溫度較低（10℃以下）時完成涂層的建造工作。在單層結構中，通常都選擇基質瀝青；雙層涂層則優先選擇瀝青乳液。由于國內雙層應用較少，在此不做闡述。

在交通量非常大的情況下，即T1/T0，一般都需要選定改性瀝青或者改性乳化瀝青，且更應該優選基質瀝青，因為該黏結料能夠使涂層穩定得更快。除此之外，在道路建設方面出現困難的情況下，也必須考慮采用該類型的黏結料，這些困難涉及切向應力（小半徑彎道，15m～20m）；氣候約束（炎熱的夏天，寒冷的冬天）；運營約束（例如需快速清掃）等。

（三）骨料粒徑的選擇

在碎石粒徑的選擇方面，涂層結構、交通類型及路面特點都是需要考慮的主要參數。同時還需考慮到粗糙度（需獲取良好的粗糙度并保持）、環境（在行駛中發出的噪聲），以及表面排水性能。

可以根據載體的狀態及交通類型，對粒度做出相應的調整。重型交通與異質路面采用粗碎石，輕型交通與勻質路面則采用細碎石。

行駛中發出的噪音能夠對城市化區域造成妨礙，需要選擇適用的粒度（6/10）或（4/6），便于使涂層的材質更細膩且產生的噪音更少。

總體來講，為了獲得產生較少噪音的罩面層，應使用最細粒度，且要求該粒度能夠與道路的載體及運營條件兼容。

（四）基本配量

根據涂層的結構、黏結料的性質及骨料的粒徑，對應選定的基本黏結料配量，如表2所示（僅針對一種碎石的單層）。

表2 黏結料與碎石的基本配量

碎石粒徑4/6,撒布量2L/m2

碎石粒徑10/14,撒布量10L/m2

四、碎石撒布量的檢測方法

目前國內的碎石撒布多以覆蓋率描述，是一種粗略的計量方式。北京歐亞機械與法國高速公路公司聯合出具了一套碎石撒布量樣板圖冊，可根據不同的粒徑和撒布量，以1:1比例、定量、直觀的比對方式快速確定碎石撒布量。