同步碎石封層的施工工藝及質(zhì)量控制

劉麗萍

(山西路華通工程咨詢有限公司，山西太原 030006)

近年來，我國廣大農(nóng)村地區(qū)的公路交通事業(yè)取得了巨大成就。截至2009年年底，我國農(nóng)村公路通車總里程達到333.56萬km。在我國，“村村通”公路大多屬于縣、鄉(xiāng)道路，路面硬化主要依托國家資金補助來完成，但公路養(yǎng)護資金的短缺是影響道路安全運行的突出問題。如何在有限資金的前提下，確保農(nóng)村公路養(yǎng)護的正常進行是我國公路養(yǎng)護部門需要解決的問題。

在我省太原公路分局清徐段對省道榆古線的養(yǎng)護中，積極采用養(yǎng)護新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，首次推廣應(yīng)用了瀝青碎石同步封層技術(shù)，大幅縮短施工時間，與舊工藝相比節(jié)約成本9萬元，在建設(shè)資金不足的情況下，取得了良好的效果。在我省推廣和使用同步碎石封層技術(shù)，對節(jié)約養(yǎng)護資金，提高公路使用年限具有重要意義。

1 同步碎石封層概述

同步碎石封層，就是通過使用專用設(shè)備將骨料和粘結(jié)料同步撒布在需要處治的原路面上(見圖1，圖2)，通過碾壓形成新的路面。

圖1 同步碎石封層原理

圖2 同步碎石封層效果

與其他技術(shù)相比，被公認為是世界上成本耗能最低的路面養(yǎng)護技術(shù)，這也是該技術(shù)能夠迅速得到推廣的關(guān)鍵。20世紀80年代，同步碎石封層技術(shù)在法國誕生。自90年代起，逐步傳播并推廣到整個歐洲及美國。我國自2002年起，開始接觸同步碎石封層機并在部分路段進行了鋪筑，取得了良好的效果。

采用同步碎石封層技術(shù)施工時，使用同步碎石封層車將碎石和瀝青同步撒布在原路面上，通過碾壓確保碎石高度的2/3陷入瀝青中。這樣，就使得瀝青和碎石的接觸面積大大增加，同時，瀝青的毛吸引力凹面與碎石緊密結(jié)合。這對提高瀝青對碎石的裹附，防止碎石流失起到了關(guān)鍵作用。在瀝青和碎石的共同作用下，處治后的路面具有良好的耐磨性和耐久性，使得路面使用壽命有效延長。

同步碎石封層具有防水、修復(fù)裂縫、調(diào)平等功能，能有效的防止水的滲入，改善路面抗滑和耐磨性能，改善路面結(jié)構(gòu)的耐久性，改善路面使用性能，延長路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。在施工中，具有工藝簡單、作業(yè)效率高，耗能省，造價低，開放交通快等技術(shù)優(yōu)勢，能有效縮減工期，降低工程成本。

使用同步碎石封層處治技術(shù)，既適用于二級及二級以下公路瀝青面層的預(yù)防性養(yǎng)護，同時也適用于加鋪薄層罩面、磨耗層、水泥混凝土路面上的應(yīng)力緩沖層、各種防水層等。

2 同步碎石封層施工工藝

可以看出，同步碎石封層是一種通過一定厚度的瀝青粘結(jié)料形成的超薄瀝青碎石表面處治層。根據(jù)實踐經(jīng)驗，當路面平整度較好時，進行一次封層即可。為了提高處治后路面的使用性能，在進行預(yù)防性養(yǎng)護和修復(fù)性養(yǎng)護時，在路面平整度較差時，可采用二次或三次封層，石料選擇遵循下粗上細的原則，第一次使用粗碎石形成骨架，第二、三次使用細碎石嵌縫，以便各層石料形成良好的嵌擠效果。

在碎石封層作業(yè)中，主要工序是先在原道路表面同步撒布膠結(jié)料和碎石，再就是碾壓。

1)施工前，對原路面認真清掃。對原路面的表面破損進行修補，如坑洞填充，沉陷，裂縫補強，將壅包褶皺壓平等作業(yè)，鏟除補丁和連接處過多的瀝青等。

2)同步撒布粘結(jié)料和碎石(見圖3)。在該作業(yè)中，必須使用專用的同步碎石封層車，粘結(jié)料一般使用改性瀝青。在撒布前，通過調(diào)整噴嘴高度及采取措施確保瀝青溫度處于一定范圍內(nèi)，來確保瀝青膜厚度、粘結(jié)效果等符合施工設(shè)計要求。在進行撒布作業(yè)時，同步碎石封層車勻速前進，以確保石料和粘結(jié)料兩者撒布率的匹配，瀝青和碎石同步(間隔大約1 s)落下。兩次及以上封層時，重復(fù)該作業(yè)工序即可。

3)碾壓封層(見圖4)。為確保使碎石嵌入瀝青足夠深度，以提高兩者的裹附性，壓路機必須緊隨同步碎石封層車。在該作業(yè)中，必須確保足夠數(shù)量的輪胎壓路機，以便在熱瀝青溫度降低之前能及時完成碾壓，也可通過自然行車碾壓。

封層完畢后就可以開放交通，但在通車初期應(yīng)限制車速，待2 h后可完全開放。

圖3 同步撒布粘結(jié)料和碎石

圖4 碾壓封層

3 施工質(zhì)量控制

同步碎石封層是一種經(jīng)濟、有效的路面施工技術(shù)，在歐美國家已經(jīng)有了成熟廣泛的應(yīng)用。歐美國家的施工經(jīng)驗表明，碎石封層質(zhì)量與碎石封層設(shè)備性能、設(shè)備操作手的熟練程度以及所用材料質(zhì)量緊密相關(guān)。要確保同步碎石封層的施工質(zhì)量，就要從施工設(shè)備、材料質(zhì)量及施工人員水平三個方面入手。

3.1 原材料質(zhì)量

原材料質(zhì)量是確保同步碎石封層質(zhì)量的關(guān)鍵，應(yīng)綜合考慮公路等級、交通流量及現(xiàn)場氣候等多種因素確定。同步碎石封層施工所使用的材料主要是瀝青和碎石。

1)碎石的選擇。碎石是同步碎石封層的重要組成部分，它主要承受車輛的荷載作用，并為行車提供抗滑作用。在施工中，通常使用磨光值較高的碎石，一般要求的針片狀含量不超過15%，壓碎值不大于14%，無雜質(zhì)，幾何尺寸好等。在施工設(shè)計中，可通過碎石篩分試驗、針片狀試驗、集料壓碎值試驗等取得擬選用碎石的數(shù)據(jù)，再根據(jù)路面狀況及對路面防滑性能的不同要求，進行綜合考慮后確定。2)瀝青的要求。在路面設(shè)計中，在滿足JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中相關(guān)要求的前提下，純?yōu)r青、改性瀝青、乳化瀝青等均可選擇使用，應(yīng)根據(jù)公路等級、交通流量、所處環(huán)境等因素綜合確定。

在施工中，瀝青用量對封層的施工質(zhì)量影響巨大。當瀝青用量少時，路面容易出現(xiàn)碎石脫?，F(xiàn)象。當瀝青用量過大時，則會導(dǎo)致出現(xiàn)泛油病害。在設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)交通流量、路面狀況及施工季節(jié)等進行調(diào)整。如在大交通量的道路上，瀝青用量宜減少5%～10%，在秋季施工時，瀝青用量應(yīng)比夏季增加5%。

3.2 施工設(shè)備

在施工中，技術(shù)性能先進的同步碎石封層車對提高施工質(zhì)量和確保施工效率是十分有利的。使用智能型同步碎石封層車進行作業(yè)，可在同一時間撒布瀝青和骨料，確保精確調(diào)節(jié)和控制瀝青與碎石的撒布量。如河南億龍機械設(shè)備有限公司開發(fā)研制的TSF0610同步碎石封層車，能夠很好地完成瀝青、碎石同步施工，能夠保證碎石和瀝青的有效粘附，不但可以保證工程質(zhì)量和效果，同時工作效率比以前采用瀝青撒布車和石屑撒布機的組合施工提高了2倍多。為防止壓碎碎石，碾壓作業(yè)時，宜采用膠輪壓路機。

3.3 施工人員

施工隊伍及人員的素質(zhì)水平及責(zé)任感直接影響著施工質(zhì)量。同時，規(guī)范化、制度化的管理有利于創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，也有利于增強施工人員的責(zé)任感和使命感。因此，盡量選擇具有施工經(jīng)驗豐富、管理規(guī)范的施工隊伍，聘用訓(xùn)練有素的操作人員。

4 施工中注意的問題

為確保同步碎石封層施工質(zhì)量，提高處治后路面的使用性能，須注意以下幾個問題:1)在路面結(jié)構(gòu)體系中，碎石封層只能作為表面保護層和磨耗層，不能用來解決原路面的結(jié)構(gòu)和強度問題。采用碎石封層處治技術(shù)的原瀝青路面具有足夠的強度和剛度，整體穩(wěn)定性良好。2)用于封層的碎石必須經(jīng)過預(yù)處理，將其清洗干凈，含有灰塵的碎石禁止使用。3)施工時的天氣是影響施工質(zhì)量的重要因素之一。進行同步碎石封層作業(yè)的理想天氣是:濕度小，沒有風(fēng)，持續(xù)高溫，施工時空氣濕度不宜大于50%。4)當選擇采用乳化瀝青作為粘結(jié)料時，應(yīng)確保施工時的氣溫不低于10℃為宜;當選擇使用熱瀝青作為粘結(jié)料時，應(yīng)確保施工時的氣溫不低于21℃為宜。5)施工時的路面溫度不宜低于21℃，不宜高于54℃。禁止在下雨或即將下雨的天氣進行施工。6)在施工前，必須進行試封層，并依此對選擇的技術(shù)參數(shù)作必要的修正。

5 結(jié)語

同步碎石封層技術(shù)是一種適應(yīng)性極強的路面養(yǎng)護技術(shù)，既能夠適用高等級路面，如高速公路，一、二級公路的路面病害處治等，也可用于城市公路、鄉(xiāng)村公路等的病害處治。采用同步碎石封層處治后的路面，具有良好的防水性能，極高的防滑性能，并能有效處理層間裂縫，對提高路面的使用性能，延長路面使用壽命是非常有利的。在各種路面表面養(yǎng)護技術(shù)中，同步碎石封層技術(shù)的成本是最低的，在歐美發(fā)達國家得到廣泛應(yīng)用。工程實踐表明，采用碎石封層技術(shù)后可節(jié)省養(yǎng)護資金50%左右。因此，同步碎石封層技術(shù)在我國具有廣闊的應(yīng)用前景。

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