瀝青碎石同步封層車在道路施工中的應(yīng)用

殷國寶

摘要：針對目前道路施工中的下封層施工問題，對瀝青碎石同步封層技術(shù)進(jìn)行論述，通過具體的工程實(shí)例，總結(jié)歸納了瀝青碎石同步封層技術(shù)在實(shí)際施工中應(yīng)注意的幾個問題，闡明了使用過程中的注意條件，有助于瀝青碎石同步封層車在道路施工中的應(yīng)用推廣。

關(guān)鍵詞：瀝青碎石同步封層車；下封層施工；路面裂縫；質(zhì)量檢測

中圖分類號：U416.217文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0引言

瀝青路面的基層分為半剛性與剛性，由于基層與面層屬于不同性質(zhì)的材料，因此兩者粘結(jié)良好、保證連續(xù)是該類路面要求的重點(diǎn)。另外，當(dāng)瀝青面層滲水后，水分多會集中于面層和基層的結(jié)合部位，造成瀝青路面的唧漿、松散、坑槽等破壞[12]。所以，在半剛性或者剛性基層上面加做下封層，對增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、穩(wěn)定性與防水能力將起到至關(guān)重要的作用。較為常用的就是采用瀝青碎石同步封層技術(shù)[3]。

1下封層作用

1.1層間聯(lián)結(jié)

瀝青面層與半剛性或剛性基層在結(jié)構(gòu)、組成材料、施工工藝與時間等方面有著明顯的差異。面層與基層之間客觀上形成了一個滑動面，增設(shè)下封層后，能使面層與基層有效地連成一體。

1.2傳遞荷載

瀝青面層與半剛性或剛性基層在路面結(jié)構(gòu)體系中分別起著不同的作用。瀝青面層主要起著防滑、防水、防噪聲、抗剪切滑移與裂縫和向基層傳遞荷載的作用。而要達(dá)到傳遞荷載的目的，必須使面層與基層之間有著較強(qiáng)的連續(xù)性，這種連續(xù)性可通過下封層（粘層、透層）的作用來實(shí)現(xiàn)。

1.3提高路面強(qiáng)度

瀝青面層與半剛性或剛性基層的回彈模量不同，其組合在一起受荷載作用時，各層應(yīng)力擴(kuò)散方式不同，形變也不同，在車輛的豎向荷載和橫向沖擊力的作用下，面層將產(chǎn)生相對于基層的位移趨勢。如果面層本身的內(nèi)部摩阻力和粘結(jié)力以及面層底部彎拉應(yīng)力抵抗不了這種移應(yīng)力時，面層將出現(xiàn)推擁、轍槽甚至松散、剝落等病害，因此必須有一個額外力來阻止這種層間的移動。增加下封層后，層間就增加了阻止移動的摩阻力與粘結(jié)力，能承擔(dān)剛?cè)嶂g的粘結(jié)、過渡任務(wù)，使面層與基層、墊層和土基一起抵抗荷載作用，從而達(dá)到提高路面整體強(qiáng)度的目的。

1.4防水抗?jié)B

在高速公路瀝青路面的多層次結(jié)構(gòu)中，至少有一層必須是Ⅰ型密級配瀝青混凝土混合料，其目的是增強(qiáng)面層密實(shí)度，防止地表水對路面及路面基層的侵蝕、破壞。但僅僅如此還不夠，因?yàn)槌O(shè)計(jì)因素外，瀝青混凝土的施工還受瀝青質(zhì)量、石料性質(zhì)、石料規(guī)格與配比、油石比、拌和與攤鋪設(shè)備以及碾壓溫度、碾壓時間等多種因素的影響。本來密實(shí)性應(yīng)該很好、透水率幾乎為零的面層，往往會由于某一環(huán)節(jié)的不到位而使透水率偏大，從而影響瀝青路面的防滲能力。甚至影響瀝青路面本身、基層及至土基的穩(wěn)定性。因此，《公路瀝青路面施工技術(shù)

規(guī)范》（JTG F40）明確規(guī)定，位于多雨地區(qū)且瀝青面層空隙較大、滲水嚴(yán)重時，應(yīng)在瀝青面層下鋪筑下封層。

2下封層施工方案

同步碎石封層的工作原理是利用專門的施工設(shè)備——同步碎石封層機(jī)，將高溫瀝青 （噴灑時熱改性瀝青的溫度應(yīng)達(dá) 170 ℃以上）與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時 （1 s內(nèi)）噴灑在路面上，保證瀝青與石料在最短的時間內(nèi)完成結(jié)合，并在外荷載作用下不斷加強(qiáng)強(qiáng)度。

瀝青碎石同步封層可以使用不同類型的瀝青結(jié)合料：軟化純?yōu)r青、聚合物SBS改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青等。目前國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的工藝是普通熱瀝青加熱至140 ℃或者將SBS改性瀝青加熱至170 ℃，用瀝青灑布車將瀝青均勻噴灑至剛性或者半剛性基層表面，然后均勻撒布集料。集料采用粒徑為13.2～19 mm的石灰?guī)r碎石，應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，具有良好的顆粒形狀，碎石的用量為滿鋪面積的 60%～70%之間。

瀝青與集料的用量分別按最大量1 200 kg·km-2和9 m3·km-2控制。按此方案施工，瀝青噴灑與集料撒布用量精度要求高，所以必須用專業(yè)的瀝青碎石同步封層車進(jìn)行施工。在已噴灑透層的水泥穩(wěn)定碎石基層頂面，灑布用量約為 1.2～2.0 kg·km-2左右的熱瀝青或者SBS改性瀝青，然后再在上面均勻撒布一層單一粒徑的碎石，碎石粒徑的大小應(yīng)與防水層上鋪筑的瀝青混凝土粒徑相匹配，其撒布面積為滿鋪的60%～70%，然后用膠胎壓路機(jī)穩(wěn)壓1～2遍成型。撒布單一粒徑碎石的目的是保護(hù)防水層在施工過程中不被運(yùn)料車等施工車輛輪胎和瀝青混合料攤鋪機(jī)履帶所破壞，防止改性瀝青被高溫氣候和熱瀝青混合料熔化后粘輪而影響施工。

理論上，碎石之間是互不接觸的，當(dāng)攤鋪瀝青混合料時，高溫混合料將進(jìn)入碎石間隙中，使改性瀝青膜受熱熔化，碾壓密實(shí)后，白碎石變成了瀝青碎石，并嵌入了該瀝青結(jié)構(gòu)層底部與其形成一個整體，并在結(jié)構(gòu)層底部形成15 cm左右的“富油層 ”，可有效起到防水層的作用。

3施工中應(yīng)用案例

下面以西安達(dá)剛生產(chǎn)的瀝青碎石同步封層車在肯尼亞內(nèi)羅畢—錫卡公路項(xiàng)目施工為例做介紹。

該項(xiàng)目施工中面臨的問題有：交通分流難度大，只能采取“半幅分流、半幅施工”的方式來實(shí)施；施工強(qiáng)度高，合同工期30個月，項(xiàng)目所在地降雨量大，降雨時間長，每年有6個月是雨季，受雨季的影響，有效施工期短；新建建筑物分布密集，該項(xiàng)目有跨線橋、地下通道、涵洞等各類建筑物37座，平均不到400 m就有一座，建筑物密集；施工征地成本高，根據(jù)合同規(guī)定，承包商自行承擔(dān)營地及生產(chǎn)、生活設(shè)施、取土料場、棄土場、石料廠以及施工便道、交通分流等征地的相關(guān)費(fèi)用。

采用西安達(dá)剛的瀝青碎石同步封層車在施工工藝要求上能夠完全滿足，該車采用雙燃燒器加熱套管技術(shù)，能在不老化的基礎(chǔ)上使瀝青快速升溫，每小時升溫40 ℃，確保工程不受瀝青溫度的影響。最主要的是集料撒布采用電腦控制，撒布精確、均勻。在施工過程中，瀝青與碎石在同一時間前后灑（撒）布在基層表面，在瀝青溫度沒有降溫之前使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，可確保集料被完全裹敷，施工效果非常好。具有特殊料倉，有效解決高架橋下及隧道、涵洞內(nèi)施工問題并保證車輛重心平穩(wěn)。同步碎石封層工序簡單、施工速度快，可即時限速開放交通，封層后的路面可進(jìn)行限速開放交通，緩解交通緊張狀況，保證道路的正常使用。施工工藝簡單，實(shí)用性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，降低了道路養(yǎng)護(hù)成本。同傳統(tǒng)的黑色路面養(yǎng)護(hù)工藝相比，同步碎石封層車使用效率高，單位施工成本低，可節(jié)約40%～60%的資金。

3.1施工時注意事項(xiàng)

（1） 為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保證普通熱瀝青加熱至140 ℃，SBS改性瀝青溫度在170 ℃以上。

（2） 灑布瀝青封層的施工氣溫不應(yīng)低于15 ℃，大風(fēng)、濃霧或下雨天不得施工。

（3） 噴油嘴高度不同則瀝青膜厚度不同 （各個噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青重疊情況不同），通過調(diào)整噴嘴高度使得瀝青膜厚度適宜和均勻。

（4） 同步碎石封層車應(yīng)以適宜的速度勻速行駛，在此前提下石料和粘結(jié)料兩者的撒布率必須匹配。

（5） 改性瀝青與碎石灑（撒）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。

（6） 派專人手拿竹掃帚緊跟同步碎石封層車后邊，及時把彈出攤鋪寬度 （即瀝青灑布寬度）外的碎石掃到攤鋪寬度內(nèi)，或加擋板防止碎石彈出攤鋪寬度。

（7） 當(dāng)同步碎石封層車上任何一種料用完時，應(yīng)立即關(guān)閉所有材料輸送的控制開關(guān)，檢查材料剩余量，校核拌和準(zhǔn)確性。

3.2施工工藝流程

（1） 碾壓。剛灑（撒）布的防水層不能立即碾壓，否則高溫改性瀝青會粘附膠輪壓路機(jī)的輪胎并粘走碎石。當(dāng) SBS改性瀝青溫度降至100 ℃左右時，采用膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓 1個來回，控制行駛速度在 5～8 km·h-1，使碎石壓入改性瀝青之中且粘結(jié)牢固。

（2） 養(yǎng)護(hù)。

封層鋪筑后，嚴(yán)禁施工車輛急剎車和掉頭。應(yīng)封閉交通，待SBS改性瀝青封層的施工與下面層的施工緊密銜接后，緊接著施工瀝青下面層，攤鋪完下面層后方可開放交通。經(jīng)膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓形成的防水層表面，碎石和瀝青的粘結(jié)非常牢固，改性瀝青的延性 （彈性恢復(fù) ）大，發(fā)揮應(yīng)力吸收層作用，能有效延緩和減少基層裂縫在面層上的反射裂縫。

（3） 現(xiàn)場質(zhì)量檢測。

外觀檢測，瀝青封層的瀝青灑布應(yīng)均勻無漏灑和油層過厚現(xiàn)象；瀝青層，集料層的單粒徑碎石撒布應(yīng)均勻，不重不漏。灑布量檢測分總量檢測和單點(diǎn)檢測；前者控制施工路段的總體灑布量，對碎石和瀝青過磅稱重，根據(jù)灑布路段的長度和寬度計(jì)算灑布面積，然后計(jì)算施工路段的總體灑布量；后者控制單點(diǎn)灑布量和均勻性。

另外，單點(diǎn)檢測采用擺盤子法：即用鋼卷尺測量方盤 （搪瓷盤）的上口面積，準(zhǔn)確至0.1 cm2，稱取方盤的質(zhì)量準(zhǔn)確至1 g；在灑布正常路段隨機(jī)選擇測點(diǎn)，在灑布寬度內(nèi)擺放3個方盤，但應(yīng)躲開封層車車輪軌跡，3個方盤間距3～5 m，該處的測點(diǎn)樁號以中間方盤的位置表示；同步碎石封層車按正常施工速度和灑布方法施工；將已經(jīng)接受樣品的方盤取走，及時對空白處補(bǔ)灑瀝青和碎石，稱取方盤和瀝青、碎石的重質(zhì)量，準(zhǔn)確至1 g；計(jì)算方盤內(nèi)瀝青和碎石的質(zhì)量；用鑷子等工具取出碎石，用三氯乙烯浸泡溶解瀝青，干燥碎石并稱重，計(jì)算方盤內(nèi)碎石和瀝青的質(zhì)量；計(jì)算單位面積灑布量，計(jì)算3次平行試驗(yàn)的平均值。

檢測結(jié)果表明，同步碎石封層車的瀝青灑布量比較穩(wěn)定，不受車速影響。碎石撒布量對車速的要求較為嚴(yán)格，需要駕駛員在一定車速下勻速行駛。

4結(jié)語

瀝青碎石同步封層車做下封層，提高了路面的高溫抗剪強(qiáng)度，改善了防水層的低溫抗裂性與延緩反射裂縫上升的能力，對保護(hù)基層免受沖刷破壞和瀝青面層早期損壞具有非?，F(xiàn)實(shí)的重要意義。

同步碎石封層技術(shù)將高溫瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時（1 s內(nèi)）噴灑在路面上，使瀝青與石料在最短的時間內(nèi)完成結(jié)合，保證了瀝青與石料有足夠的結(jié)合強(qiáng)度。同時，同步碎石封層技術(shù)施工簡單、迅速，提高工作效率；可以節(jié)省材料、設(shè)備成本，降低工程造價，性價比高；由于同步碎石封層設(shè)備的高精確度，也使得勞動強(qiáng)度大大降低。因此，采用同步碎石封層設(shè)備和瀝青防水層，能大大提高對瀝青路面下封層的施工質(zhì)量和防水密水、抗裂性能，在中國推廣應(yīng)用十分必要。

參考文獻(xiàn)：

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[責(zé)任編輯：杜敏浩]