淺談同步碎石封層技術(shù)在國省干線公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

王環(huán)

摘 要：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是在路面未發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞以前，為了更好地保持道路路面的良好使用性能，延緩路面的破壞周期，在道路壽命周期內(nèi)獲取的最大效益，以不增加結(jié)構(gòu)承載力為前提，在適當(dāng)?shù)臅r間，采取合理的技術(shù)措施改善路面的技術(shù)狀況，全面提升路面服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞：同步碎石封層技術(shù);預(yù)防性養(yǎng)護(hù);應(yīng)用

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0128-02

根據(jù)交通運輸部《“十三五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》分析，“十三五”期間我國公路行業(yè)建設(shè)需求開始逐步降低但養(yǎng)護(hù)需求快速上升，隨著公路交通發(fā)展從建路時代到養(yǎng)護(hù)時代的過渡，公路養(yǎng)護(hù)已成為公路交通發(fā)展的緊迫任務(wù)。由于二級公路收費的取締，國省干線車流量驟增，公路養(yǎng)護(hù)需求逐步加大，科學(xué)、合理的養(yǎng)護(hù)既能延長公路使用壽命，保證良好的服務(wù)能力，又能確保安全暢通，減少交通安全事故的發(fā)生，同時還能有效節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金。其中，同步碎石封層技術(shù)可以快速恢復(fù)公路路面使用功能，提高道路使用性，緩解瀝青路面病害的發(fā)展，延長瀝青路面使用壽命，被廣泛應(yīng)用在公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中。以G312線預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實施及后期效果評價為例，對同步碎石封層技術(shù)在國省干線預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用作一些淺顯分析。

1 同步碎石封層技術(shù)的主要特點

同步碎石封層技術(shù)是路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的一項新技術(shù)，是在同一時間內(nèi)同步灑（撒）布乳化瀝青結(jié)合料和骨料，使它們之間具有最大的表面裹覆強(qiáng)度。通過同步鋪灑粘結(jié)材料和石料，實現(xiàn)噴灑到路面上的高溫粘結(jié)料在不降溫的條件下即時與碎石結(jié)合的效果，從而確保粘結(jié)料和石料之間的牢固結(jié)合。它具有表面高度耐磨、高度防滑和較強(qiáng)的防水性能，以及節(jié)約成本、延長道路使用壽命、快速恢復(fù)交通等特點。

（1）良好的耐磨性。瀝青與同步灑鋪的碎石形成瀝青結(jié)合料，碎石顆粒以2/3的高度嵌入瀝青，增大了兩者的接觸面積，由于瀝青結(jié)合料的毛吸引力可以形成一個凹面，該凹面與碎石緊密咬合，可防止碎石掉落、流失，因此，使同步碎石封層路面具備了良好的耐磨性和耐久性，這也是瀝青路面采用同步碎石封層技術(shù)作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)或修復(fù)性養(yǎng)護(hù)措施的重要因素之一，它可使道路使用壽命得以延長。

（2）良好的防滑性。同步碎石封層中的骨料被瀝青粘結(jié)到路面上后，會直接與輪胎接觸，骨料的粗糙度會增大與橡膠輪胎之間的摩擦，因此，可明顯提高路面的附著性和防滑性。

（3）良好的防水性。同步碎石封層具有柔性的力學(xué)特征，能有效治愈路面貧油、掉粒、輕微網(wǎng)裂、車轍等病害，減少路面反射裂縫，增加路面抗裂性能，因此，能有效提高路面防滲水性能，若使用聚合物改性瀝青則效果更佳。

（4）良好的經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)以往施工經(jīng)驗及試驗驗證，通常情況下熱改性乳化瀝青灑布量一般為1.7-1.8kg/m2，碎石撒布覆蓋率100%。其成本只是3cm熱瀝青混合料罩面的50%左右，而質(zhì)量要好于罩面。相比之下，同步碎石封層的性價比明顯優(yōu)于其他路面病害處治方法，從而大大降低公路的養(yǎng)護(hù)維修成本。

（5）同步碎石封層可在低等級公路的應(yīng)用中作為一種過渡型路面，以緩和公路建設(shè)資金暫時緊張的問題。

（6）同步碎石封層工藝簡單、施工速度快，可視氣溫和車流量情況及時限速開放交通，通常一小時后可完全開放交通。

2 材料和設(shè)備的選用

在施工之前，應(yīng)通過相關(guān)試驗來確定骨料和乳化瀝青之間的化學(xué)性能的相容性，以保證同步碎石封層施工的高性能。在設(shè)備的配置上，應(yīng)選用與同步碎石封層車相匹配的機(jī)具，配備經(jīng)驗豐富、操作熟練的技術(shù)工人配合作業(yè)，以達(dá)到高質(zhì)量、高效率的施工效果。

（1）瀝青的選用。同步碎石封層所用乳化瀝青各項技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范要求，在控制好乳化瀝青正確的灑布溫度、灑布量的前提下，可以取得良好效果。應(yīng)注意的是，施工中乳化瀝青用量多少是決定同步碎石封層質(zhì)量好壞的一個重要因素。乳化瀝青過多會出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，過少則有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的碎石脫粒。因此，乳化瀝青用量要根據(jù)路面狀況、交通量、施工季節(jié)等進(jìn)行調(diào)整，高溫季節(jié)可適量減少用量，高寒地區(qū)適量增加。

（2）骨料的選用。同步碎石封層骨料可采用花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r等，可結(jié)合路基結(jié)構(gòu)和交通量等因素針對性地進(jìn)行選擇。因同步碎石封層技術(shù)屬薄層技術(shù)，所用骨料為單一級配碎石顆粒（非一般意義的石屑），碎石粒徑為8～12mm為宜。

（3）設(shè)備的選用。同步碎石封層設(shè)備選用的是新鄉(xiāng)市創(chuàng)達(dá)公路設(shè)備有限公司生產(chǎn)的CD0814型橡膠瀝青同步碎石封層車。配合與同步碎石封層車作業(yè)的機(jī)械有50型裝載機(jī)一臺、22t輪胎壓路機(jī)一臺、路面除塵設(shè)備和小型銑刨機(jī)各一臺。

3 同步碎石封層的作用機(jī)理

（1）同步碎石封層的瀝青結(jié)合層可以有效防止地表水下滲，減少水損害引起的路面坑槽、唧泥、松散等病害，提高路面使用性能。

（2）同步碎石封層結(jié)構(gòu)中骨料粒徑均勻，棱角分明，相互嵌擠形成咬合面，粗糙的表面會增大與橡膠輪胎之間的摩擦，從而使路面抗滑能力提高。

（3）同步碎石封層通常選用高強(qiáng)耐磨石料作為路面抗滑磨耗層使用，石料強(qiáng)度高，耐磨性能增強(qiáng)，道路壽命也就相應(yīng)增加。

（4）同步碎石封層能有效增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力，增加路面強(qiáng)度，保證行車舒適，提高行車安全性。

4 同步碎石封層的優(yōu)越性

同步碎石封層技術(shù)目前在公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中已得到普遍推廣和應(yīng)用，經(jīng)過實踐驗證，它與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)相比較，主要有以下優(yōu)點：

（1）同步碎石封層成與傳統(tǒng)的瀝青貫入式或瀝青表處相比，其成本相對較低，而其中的大骨料強(qiáng)度高耐磨，承載性能較好，具有良好的耐磨性和耐久性，因此，其使用壽命相對較高。

（2）同步碎石封層防水效果較好，它是靠噴灑的瀝青結(jié)合料滲進(jìn)裂縫中，在公路表面形成瀝青結(jié)合料薄膜，這種瀝青結(jié)合料薄膜在路面上形成防水層，可以防止地表水下滲。同時，對原路面的小裂縫、網(wǎng)裂、貧油、泛油、光滑等有很好的修復(fù)作用。

（3）同步碎石封層與在半剛性基層上直接鋪裝4cm瀝青混凝土的路面相比，使用壽命相當(dāng)，而造價卻只有后者的1/3-2/3，綜合考慮后期養(yǎng)護(hù)費用，同步碎石封層的性價比更為突出。

（4）同步碎石封層道路在后期改造升級時，原路面可直接作為防水粘結(jié)層和應(yīng)力吸收層使用，在道路有后期改造升級需要時，此方案更顯優(yōu)越。

（5）同步碎石封層施工速度快，養(yǎng)生時間短。一臺同步碎石封層封層車一天單幅可鋪2-3公里，一般1-2小時左右開放交通，施工可采用半幅通車半幅施工的交通管制辦法，對通行影響較小。

5 同步碎石封層的局限性

同步碎石封層技術(shù)在應(yīng)用過程中也有一定的局限性，主要是對原有路面要求較高：

（1）原有路面必須具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和良好的路面平整度。如果原有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，必須根據(jù)實際情況采取合理的方法。

（2）如原路面裂縫寬度大于5mm，應(yīng)采用瀝青密封膠密封裂縫。

（3）原路面如有覆蓋層等隆起病害，應(yīng)進(jìn)行碾壓、刨平，保證路面平整。

（4）原路面如有坑槽、松動、壓泥、塊狀裂縫等病害，應(yīng)挖出基層進(jìn)行治理，防止病害反射。

（5）同步碎石封層宜在尚未發(fā)生病害或者病害較輕的路段實施，對原路面存在嚴(yán)重病害的路段，如果病害處治不徹底，隨著溫度變化、瀝青老化和行車荷載作用等因素的影響，裂縫會逐漸反射到表面。

6 同步碎石封層實施效果評價

結(jié)合施工經(jīng)驗和后期跟蹤觀測情況分析，天氣狀況、施工溫度及瀝青灑布量、碎石撒鋪量等因素對同步碎石封層質(zhì)量的影響較大，因此在施工過程中要綜合考慮。

（1）天氣狀況及施工溫度對同步碎石封層的影響。天氣狀況及氣溫對碎石封層施工的質(zhì)量影響較大，大風(fēng)、雨天、低溫（氣溫不低于20度）不宜施工。一般應(yīng)選擇在干燥和炎熱的夏季進(jìn)行施工，施工氣溫25到35度，路面溫度25到55度為最佳。由于同步碎石封層施工工藝對溫度要求高，對環(huán)境溫度影響敏感，在溫度相對高的時候施工，瀝青的滲透性及石料與瀝青的粘附性會更好，封縫效果會更佳，石料嵌擠密實，飛石較少，后期行車過程中石料剝落情況也會相應(yīng)減少。

（2）瀝青灑布量和碎石撒鋪量對同步碎石封層的影響。施工中瀝青用量是決定封層質(zhì)量好壞的一個十分重要的因素。瀝青用量過多，路面有可能出現(xiàn)泛油現(xiàn)象;反之，則會出現(xiàn)嚴(yán)重的碎石脫落。因此，瀝青用量要根據(jù)路面狀況、施工季節(jié)及交通量等情況綜合確定，采用試驗段參數(shù)對瀝青灑布量進(jìn)行修正或調(diào)整。正確的石料撒鋪量應(yīng)該是可以完全覆蓋舊路面，石料之間應(yīng)該是肩并肩緊密的構(gòu)成一個平面，達(dá)到100%石料覆蓋率。如果石料覆蓋率過低，瀝青沒有被完全覆蓋，紫外線過多照射會加速瀝青老化，從而影響路面質(zhì)量;如果石料覆蓋率過高，過多的石料被擠壓到瀝青層中，石料擁擠會導(dǎo)致一些已經(jīng)粘到瀝青的石料脫落，一方面造成材料浪費，另一方面脫落的石料有可能會被車輪帶起砸碎汽車擋風(fēng)玻璃，造成行車安全隱患。

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