同步碎石封層技術(shù)研究及在公路施工中的應(yīng)用

李銳

摘 要：隨著公路建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大，越來(lái)越多公路修建在復(fù)雜地形地區(qū)，增加了施工難度。同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用與全面推廣，積極預(yù)防了路面早期病害，有效提升了路況質(zhì)量，對(duì)緩解養(yǎng)護(hù)費(fèi)用壓力具有重要意義。本文在充分了解同步碎石封層技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體工程案例，提出選擇橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)用于公路維修養(yǎng)護(hù)施工，主要對(duì)材料選擇、混合料路用性能及施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探討，以期全面提升工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：同步碎石封層;橡膠瀝青;材料選擇

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）21-0105-02

0 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保問(wèn)題。橡膠瀝青材料的應(yīng)用可有效緩解廢棄輪胎污染環(huán)境、占用土地等問(wèn)題。相比普通熱瀝青碎石封層，橡膠瀝青碎石封層粘性更高，基于橡膠的特性，將大大提高封層的抵抗能力，很大程度上增強(qiáng)路面的抗變形能力，并能充分吸收裂縫處集中應(yīng)力，避免反射裂縫傳遞，此外，因橡膠具有良好防水性能，橡膠瀝青碎石封層的應(yīng)用，可增強(qiáng)路面防水能力，不容易被浸蝕，通過(guò)橡膠瀝青等材料的摻加，能夠有效提升路面的路用性能。橡膠瀝青同步碎石封層的在同步碎石封層基礎(chǔ)上發(fā)展而言，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)有效解決當(dāng)前我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)問(wèn)題，更好地推進(jìn)我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)發(fā)展。

1 同步碎石封層技術(shù)原理

同步碎石封層是指通過(guò)專(zhuān)用同步碎石封層車(chē)在路面上同時(shí)撒鋪碎石、膠結(jié)材料，在車(chē)輛碾壓作用下，可構(gòu)成一種瀝青碎石磨耗層，從而保護(hù)路面結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，必須合理控制膠結(jié)材料，如改性瀝青、改性乳化瀝青等才能的撒布量，確保其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足規(guī)定要求。而橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)是在同步碎石封層基礎(chǔ)上發(fā)展而言，其技術(shù)原理基本相似，主要通過(guò)專(zhuān)用橡膠瀝青同步碎石封層設(shè)備，在路面同時(shí)撒鋪高溫橡膠瀝青和符合規(guī)定的石料，在最短時(shí)間內(nèi)保證瀝青材料與石料充分粘結(jié)，并在外荷載壓力作用下，持續(xù)發(fā)生反應(yīng)，從而保證其強(qiáng)度滿(mǎn)足施工要求。一般情況下，在整個(gè)施工過(guò)程中，需合理控制撒鋪溫度，橡膠改性瀝青的撒鋪溫度需控制在180℃左右，當(dāng)瀝青材料與石料結(jié)合時(shí)，則需控制在165℃以上，保證具有良好流動(dòng)性。其具有抗裂性能強(qiáng)及防水、防滑性能良好等特點(diǎn)。相比常規(guī)罩面施工技術(shù)，橡膠瀝青同步碎石封層的成本較低，僅為熱瀝青混合料罩面（3cm厚）成本的一半，甚至更低，但在質(zhì)量方面，卻高于熱瀝青混合料罩面施工工藝，具有質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的優(yōu)勢(shì)。

2 工程概況

某公路工程建成通車(chē)之后，于2016年全線(xiàn)加鋪改性瀝青混凝土（3cm厚）進(jìn)行中修罩面。近年來(lái)，因本路段為交通主干道，交通量較大，尤其是重載車(chē)輛增多，導(dǎo)致路面出現(xiàn)了不同程度的病害問(wèn)題，如網(wǎng)裂、沉陷、龜裂等。當(dāng)前主要對(duì)K1340+800～K1383+718段進(jìn)行中修施工，全長(zhǎng)為11.8km。其中有4.7km路段存在較為嚴(yán)重的龜裂病害，為此，決定選擇橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)進(jìn)行處治，并將細(xì)粒式橡膠改性瀝青混凝土加鋪其上，厚度為4cm。

3 橡膠瀝青混合料的路用性能

為充分了解橡膠瀝青混合料的性能，本文針對(duì)兩種不同混合料，即70#熱瀝青、橡膠瀝青進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、彈性恢復(fù)性能進(jìn)行了對(duì)比分析，具體如表1所示。

3.1 高溫穩(wěn)定性

通過(guò)軟化點(diǎn)可以分別評(píng)價(jià)兩種不同混合料的高溫性能。試驗(yàn)結(jié)果為70#熱瀝青的43℃，橡膠瀝青的動(dòng)穩(wěn)定度68.4℃。按照由高到低排列，軟化點(diǎn)分別為70#熱瀝青混合料>橡膠瀝青，由此說(shuō)明，橡膠瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性，及較高粘性，可達(dá)到降低車(chē)轍產(chǎn)生幾率的作用。

3.2 低溫抗裂性

于瀝青低溫抗變形能力來(lái)講，延度是其主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。針對(duì)上述兩種不同混合料，通過(guò)5℃延度可以看出，橡膠瀝青的延度為17.1mm，相比70#熱瀝青，則高于該值。由此說(shuō)明，相比普通瀝青低溫脆性，橡膠瀝青更具優(yōu)勢(shì)。究其原因在于橡膠粉自身具備可塑性、延展性，待瀝青與橡膠粉充分結(jié)合之后，很大程度上可提高橡膠瀝青的低溫延展性能。

3.3 彈性恢復(fù)性能

瀝青路面的變形恢復(fù)能力往往選擇彈性恢復(fù)率來(lái)充分反映，當(dāng)彈性恢復(fù)率降低時(shí)，則說(shuō)明瀝青材料具有較差的變形恢復(fù)能力。經(jīng)表1試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果可見(jiàn)，25℃彈性恢復(fù)率為70#熱瀝青為7.21%，橡膠瀝青為76.2%。作為瀝青抗疲勞能力的關(guān)鍵性指標(biāo)，相比普通瀝青，橡膠瀝青的抗疲勞性能更強(qiáng)。其原因在于橡膠粉自身彈性較大，當(dāng)橡膠粉結(jié)合瀝青材料之后，很大程度上可提高橡膠瀝青的彈性恢復(fù)性能，相比之下，還能增強(qiáng)瀝青路面的抗疲勞能力，有利于延長(zhǎng)路面使用壽命。

4 材料選擇

4.1 橡膠瀝青

據(jù)研究表明，橡膠粉摻量增加，橡膠瀝青粘度也會(huì)隨之增加，這種情況下，將有效改善路面路用性能，但這種情況下，可大大增加施工難度。為此，必須合理控制橡膠粉的摻加量。根據(jù)工程實(shí)際情況，本文選擇18%～20%作為橡膠粉摻量范圍。結(jié)合工程具體情況，本文可采用90號(hào)基質(zhì)瀝青，30目膠粉，按照表2相關(guān)要求確定橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)。此外，還要確定橡膠瀝青灑布量，要求控制在1.5～2.0kg/m2范圍內(nèi)，保證灑布量適宜，才能避免出現(xiàn)泛油、瀝青膜厚度不足等問(wèn)題。

4.2 石料

一般情況下，多選擇3擋粒徑石料，多為4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm，根據(jù)工程建設(shè)需求，本工程選擇單粒徑石灰?guī)r碎石，為9.5～13.2mm。保證顆粒形狀良好，且不存在雜質(zhì)、風(fēng)化等現(xiàn)象。根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，石料各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)應(yīng)與其要求相符。

4.3 水

選擇無(wú)污染、無(wú)雜質(zhì)的自來(lái)水即可，保證用水量滿(mǎn)足施工規(guī)定。

5 橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)要點(diǎn)分析

5.1 施工準(zhǔn)備

施工前，需做好原路面處理工作，及時(shí)修補(bǔ)路面病害。首先要檢測(cè)原路面，因本路段存在嚴(yán)重龜裂病害，需針對(duì)路面強(qiáng)度不足之處及時(shí)補(bǔ)強(qiáng)。并清理干凈其他污染物，待路面表層干燥度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求后，即可開(kāi)始同步碎石封層施工。根據(jù)施工量，需合理配置施工設(shè)備，本工程所需設(shè)備包括：橡膠瀝青同步碎石封層機(jī)、裝載機(jī)、膠輪壓路機(jī)、瀝青運(yùn)輸車(chē)等。根據(jù)交通管制方案，在指定位置設(shè)置交通標(biāo)示，保證施工安全。

5.2 試驗(yàn)段鋪筑

按照設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)確確定同步封層車(chē)的各項(xiàng)參數(shù)，如石料撒鋪量、瀝青灑布量、行駛速度等，通過(guò)試驗(yàn)段鋪筑，詳細(xì)校正上述參數(shù)，用于指導(dǎo)大面積施工。

5.3 灑布橡膠瀝青及碎石

（1）橡膠瀝青灑布量。在具體施工中，施工機(jī)械、操作技能等均會(huì)對(duì)橡膠瀝青灑布量造成嚴(yán)重影響，若瀝青灑布量與設(shè)計(jì)值存在極大差異，那么極易影響灑布均勻性，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)對(duì)瀝青灑布質(zhì)量進(jìn)行定量檢測(cè)。要求將受樣盤(pán)放置于需測(cè)定的瀝青灑布量段，待灑布車(chē)通行后，將受樣盤(pán)、橡膠瀝青質(zhì)量準(zhǔn)確計(jì)量出來(lái)，并進(jìn)行瀝青灑布量計(jì)算，對(duì)比設(shè)計(jì)值，進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。經(jīng)測(cè)試可見(jiàn)，本路段橡膠瀝青灑布量與設(shè)計(jì)值要求相符。在整個(gè)噴灑過(guò)程中，保證勻速、緩行，且在180～190℃之間確定橡膠瀝青灑布溫度。若出現(xiàn)灑布不均勻情況，需及時(shí)通過(guò)人工方式進(jìn)行修復(fù)，保證不會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn)等情況。

（2）碎石撒布量。按照上述檢測(cè)方法，定量檢測(cè)碎石撒布量，碎石撒布過(guò)程中，為便于固結(jié)石料與瀝青材料，通常按照“1+2”的配置方法進(jìn)行瀝青灑布設(shè)備與碎石撒布設(shè)備的配置。此外，還要緊跟碎石撒布車(chē)，指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)清理撒布范圍外的碎石。在整個(gè)過(guò)程中，嚴(yán)禁碎石撒布車(chē)粘黏瀝青材料，為避免該問(wèn)題產(chǎn)生，可對(duì)撒布車(chē)輪做灑水處理，但需嚴(yán)格控制灑水用量。

5.4 接縫處理

第一類(lèi)橫縫處理，可選擇對(duì)接法進(jìn)行路面橫縫處理。在路段起、終點(diǎn)前后部位橫鋪油氈紙，保證橫向銜接準(zhǔn)確。待封層車(chē)通行之后，即可將油氈紙去除。第二類(lèi)縱縫處理。在縱縫施工中，要分幅進(jìn)行封層施工，保證施工質(zhì)量。

5.5 碾壓

完成灑布施工作業(yè)后，需及時(shí)做好碾壓施工，要求在5～8km/h之間控制碾壓速度，保證在瀝青內(nèi)充分嵌擠單粒徑碎石材料，保證其固定良好，根據(jù)施工要求，需合理控制碾壓遍數(shù)，一般為3～4遍，確保壓實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

5.6 養(yǎng)護(hù)

相比其他施工技術(shù)，同步碎石封層鋪筑后養(yǎng)護(hù)施工極為重要，一般歷經(jīng)2月車(chē)輛通行碾壓，才能逐步成型，在整個(gè)階段內(nèi)，若局部嚴(yán)重泛油，需及時(shí)進(jìn)行石料補(bǔ)填，保證路面平整度。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，伴隨我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模的逐步擴(kuò)大，瀝青路面應(yīng)用愈加廣泛，其質(zhì)量問(wèn)題也備受關(guān)注。橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用，可有效修補(bǔ)路面病害，增強(qiáng)路面強(qiáng)度，提高施工質(zhì)量，推動(dòng)整個(gè)公路行業(yè)發(fā)展。

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