瀝青道路預(yù)養(yǎng)護(hù)中同步碎石封層技術(shù)探討

羅厚全

(韶關(guān)市市政設(shè)施管理中心，廣東 韶關(guān) 512000)

1 工程概況

106國(guó)道K2192+400－K2203+200段，全長(zhǎng)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(zhǎng)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(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，通過對(duì)該段路面進(jìn)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(cè)分析等，決定對(duì)該路段采用碎石封層施工技術(shù)進(jìn)行路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

2 同步碎石封層技術(shù)的特點(diǎn)

同步碎石封層是用專用設(shè)備，即同步碎石封層車將碎石和黏結(jié)材料在同一時(shí)間同步鋪灑在路面上，并通過輪胎壓路機(jī)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(jié)料。

碎石封層具有如下特點(diǎn):

(1)良好的防水性。同步碎石封層整體的力學(xué)特征是柔性的，可以使瀝青結(jié)合料順利滲入表面裂縫，彌補(bǔ)因裂縫造成的路面防水性能差等缺陷。同時(shí)，噴灑在路面上的瀝青結(jié)合料薄層部分，又可形成1層嚴(yán)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(jié)合料黏結(jié)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(jié)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(jié)合料和骨料之間最大的表面接觸程度。同時(shí)，瀝青結(jié)合料的毛細(xì)吸引力可以產(chǎn)生凹面，該凹面與碎石緊密結(jié)合，可防止碎石流失。

(4)成本低。同步碎石封層技術(shù)是一種公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，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(shí)，瀝青與骨料無需高溫加熱拌和或攪拌即可很好地結(jié)合，節(jié)省了設(shè)備成本和運(yùn)輸費(fèi)用，因此施工成本很低。

(5)施工設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝簡(jiǎn)便。該技術(shù)無需復(fù)雜的混合料設(shè)計(jì)，材料生產(chǎn)方面也沒有任何困難，且施工速度快，可及時(shí)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(shù)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(diǎn)在于:①礦料間隙率大，能有更多的空間讓結(jié)合料填充且有利于集料與瀝青的牢固黏結(jié);②單一粒徑碎石封層與車輛輪胎的接觸面積比有級(jí)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(jié)，針片狀石料應(yīng)嚴(yán)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(shí)可采取水洗風(fēng)干或拌合樓加熱攪拌等除塵措施，其壓碎值應(yīng)小于14%。

(2)改性乳化瀝青。該技術(shù)對(duì)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(jié)合料。應(yīng)注意的是，施工中的瀝青用量決定了封層質(zhì)量的好壞。當(dāng)瀝青過少時(shí)，其封層路面有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的碎石脫落;但過多時(shí)，又會(huì)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(jìn)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(shù)指標(biāo)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(shù)指標(biāo)

3.2 施工工藝

3.2.1 原路面的準(zhǔn)備

(1)碎石封層為薄層結(jié)構(gòu)，因此要求原路面有足夠的強(qiáng)度。當(dāng)原路面強(qiáng)度不能滿足要求時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，但碎石封層不能用于道路的補(bǔ)強(qiáng)。

(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(dāng)車轍深度大于15mm時(shí)，則需用多層微表處施工工藝對(duì)車轍進(jìn)行填充，然后再進(jìn)行碎石封層。

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

(4)原路面上的沉陷、松散、嚴(yán)重龜裂等病害應(yīng)先進(jìn)行換填處理。

3.2.2 施工準(zhǔn)備工作

(1)施工路段清掃:對(duì)即將碎石封層的路面進(jìn)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(yīng)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(jìn)行。

(2)施工放樣:放樣時(shí)，施工路段應(yīng)設(shè)路攔并由專人負(fù)責(zé)控制交通，且施工走向控制基準(zhǔn)線應(yīng)沿原路面兩側(cè)準(zhǔn)確順直地放出。

(3)設(shè)施保護(hù):對(duì)道路上的各種設(shè)施，如上下井蓋、雨水井篦、路緣石等應(yīng)采取保護(hù)措施。

(4)交通導(dǎo)流:應(yīng)按照公路安全施工規(guī)范放置安全標(biāo)志，安排專門安全員指揮過往車輛，并在安全區(qū)內(nèi)進(jìn)行施工工作。

3.2.3 機(jī)械設(shè)備

表2 同步碎石封層施工機(jī)械設(shè)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(chǎng)，以輪式裝載機(jī)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(chǔ)罐內(nèi)。

(2)將裝好料的同步碎石封層車開至施工起點(diǎn)，操作手調(diào)整好各個(gè)系統(tǒng)的工作參數(shù)，指揮駕駛員沿預(yù)先設(shè)置的控制線起步，打開各料門控制開關(guān)，使乳化瀝青噴出，同時(shí)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(jié)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(shè)定，同步碎石封層車的控制系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)車速自動(dòng)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(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)，通過控制車速確定。

(3)乳化瀝青噴灑后應(yīng)形成均勻、等厚度的瀝青膜，并防止因乳化瀝青不均勻?qū)е率蟿冸x、斑紋。碎石封層機(jī)有1套獨(dú)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(dú)控制的。該機(jī)通過行駛速度來控制乳化瀝青的撒布量，并且由單片機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)，計(jì)算機(jī)界面顯示調(diào)節(jié)的過程和結(jié)果。(4)乳化瀝青灑布時(shí)，應(yīng)對(duì)沿線構(gòu)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(duì)這些部位造成污染。

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

(6)當(dāng)同步碎石封層車上任何1種料用完時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉所有材料輸送的控制開關(guān)，將該車按前進(jìn)方向開出施工作業(yè)段，查對(duì)材料剩余量，并校核拌和準(zhǔn)確性。

(7)改性瀝青與碎石灑布后，應(yīng)立即進(jìn)行人工修補(bǔ)或補(bǔ)撒，修補(bǔ)的重點(diǎn)是起點(diǎn)、終點(diǎn)、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(shí)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?zhàn)鳂I(yè)完成后，待乳液破乳后再用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行全寬范圍內(nèi)的碾壓。碾壓時(shí)，應(yīng)以70m/min的速度勻速行駛，且每次折回的位置應(yīng)避免在同一橫斷面上。碾壓時(shí)，應(yīng)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(yīng)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(hù)期內(nèi)，嚴(yán)禁任何車輛和行人進(jìn)入，如必須通車，則應(yīng)控制車速不得超過40km/h。

3.5 施工質(zhì)量控制

(1)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有油條時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)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(dāng)發(fā)現(xiàn)有泛油時(shí)，應(yīng)在泛油處補(bǔ)撒與撒布的石料規(guī)格相同的嵌縫料，并人工掃勻。當(dāng)有過多的浮動(dòng)石料時(shí)，應(yīng)掃出路面，并不得搓動(dòng)已黏著在位的石料。

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

3.6 檢測(cè)

碎石封層施工3個(gè)月后，隨機(jī)選點(diǎn)對(duì)其摩擦系數(shù)和滲水系數(shù)進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，其結(jié)果表明達(dá)到規(guī)范要求。

4 結(jié)束語

通過106國(guó)道韶關(guān)過境段碎石封層的施工證明，因?yàn)r青乳液和石料的黏結(jié)，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(duì)原路的裂縫也有一定的修復(fù)作用。同步碎石封層技術(shù)防水、防滑及耐磨耗及耐久性等特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)、有效的優(yōu)勢(shì)使得該技術(shù)在瀝青道路養(yǎng)護(hù)中作為一種全新的手段，值得在今后的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作中進(jìn)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(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2010.

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