預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層施工技術(shù)

劉宏麗

酒泉公路事業(yè)發(fā)展中心試驗(yàn)檢測室 甘肅 酒泉 735000

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，交通量逐年增大，重車、超載車輛比例大幅度增加，公路路面在車輛的荷載下行駛質(zhì)量大幅度降低，路面技術(shù)狀況指數(shù)衰減嚴(yán)重，使得新建公路在建成通車3-5年之內(nèi)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)成為越來越緊迫的工作任務(wù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中“四新”技術(shù)的應(yīng)用也如雨后春筍般層出不窮，主要有微表處、稀漿封層、超薄層罩面、霧封層及預(yù)裹覆碎石封層等，通過加鋪一層對原有路面表面功能進(jìn)行修復(fù)，延續(xù)路面使用壽命的同時(shí)提升路面的服務(wù)品質(zhì)。瀝青碎石同步封層施工技術(shù)可使瀝青路面具有良好的防水性、防滑性、耐磨性和耐久性，以及工藝簡單，成本低廉，對防止和延緩半剛性基層反射裂縫有較好的效果的特點(diǎn)，在各等級公路的新建和養(yǎng)護(hù)工程中應(yīng)用較為廣泛。

1 瀝青碎石同步封層技術(shù)原理

瀝青碎石同步封層是利用瀝青碎石同步封層車，將高溫瀝青與潔凈干燥的石料同時(shí)均勻噴灑在路面上，并在外荷載的不斷作用下形成強(qiáng)度。施工時(shí)將瀝青（90#普通道路瀝青）加熱，同時(shí)用拌合樓對碎石進(jìn)行加熱和除塵。瀝青的最佳噴灑溫度為150℃～160℃，利用瀝青噴灑時(shí)的高溫，液態(tài)嵌入路面裂縫，對裂縫起到防水性能。高溫瀝青有利于包裹石料表面，提高其與石料的粘附性能。

對比上世紀(jì)八九十年代的瀝青表面處治先油后集料，瀝青溫度下降快，與石料的粘附性差。近年來在同步封層基礎(chǔ)上改進(jìn)施工工藝，采用預(yù)裹覆石料，主要原理是除掉石料表面粉塵，改善瀝青的粘附性，減少石料剝離數(shù)量，縮短養(yǎng)護(hù)成型時(shí)間，提高行車安全性能。

2 瀝青碎石同步封層特性

高溫瀝青易嵌縫而起到抗反射作用，存在比較顯著的粘彈性能，通過開展荷載變形分析，能夠了解到在破壞瀝青之前已經(jīng)儲(chǔ)存能量比較多，瀝青性能更加適合作用在呼吸層，且調(diào)整半剛性基層路面的裂縫，緩解裂縫問題。

存在一定滑性，實(shí)施效瀝青碎石同步封層的項(xiàng)目，生成油石比結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)是上小下大。借助單級配粒徑碎石的操作方案，骨料鑲嵌的粗糙度可提高路面的摩擦系數(shù)，是提高路面防滑性的要求。

有較強(qiáng)耐久特征。眾所周知，瀝青這種物質(zhì)對溫度生成的敏感度不高，由此工作者可以提高灑布量，形成更厚的油膜和結(jié)合料層，促進(jìn)結(jié)構(gòu)層耐久性滿足工程進(jìn)展需求。

施工便捷性。實(shí)施瀝青碎石同步封層項(xiàng)目，將其和基本的修罩面項(xiàng)目比較，成本大大減少，甚至是混合料罩面的35%，且施工操作相對簡便。此施工作業(yè)成本不高，操作流程少，屬于新型的養(yǎng)護(hù)方案。

3 預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層混合料設(shè)計(jì)

3.1 瀝青

選用90號普通道路石油瀝青，瀝青灑布量1.35-1.40kg／m2，灑布量的設(shè)定應(yīng)以瀝青爬升為基本參照點(diǎn)，即瀝青高度到碎石60～70%左右，若高度指數(shù)較大，會(huì)增加泛油可能性。若高度指數(shù)較小，會(huì)增加瀝青膜厚度的不合理性，不能保障結(jié)構(gòu)層應(yīng)用效果。

3.2 石料

集料的選取，通常情況下要定位為單粒徑級配碎石，也就是玄武巖，粒徑所處9.5～13.2mm之間。并且合理化對集料撒布量進(jìn)行設(shè)定，大約為17-22kg/m2之間。

3.3 預(yù)裹覆

因碎石表面存在塵土、石粉等雜質(zhì)，不利于瀝青與碎石的粘合。為了使碎石和瀝青能夠良好的結(jié)合，可將碎石預(yù)裹覆0.2-0.3%的熱瀝青（乳化瀝青），讓熱瀝青（乳化瀝青）提前浸潤到碎石表面的條紋、溝槽、凹坑與微孔內(nèi)，使碎石顆粒表面裹覆粘結(jié)一層極薄瀝青膜，在進(jìn)行封層時(shí)，瀝青與碎石的結(jié)合變?yōu)闉r青與瀝青的結(jié)合，極大提高了瀝青對碎石的裹覆強(qiáng)度，有效的提高了瀝青碎石同步封層的質(zhì)量和效果。

瀝青預(yù)裹覆碎石所用設(shè)備可以是拌合樓，也可用預(yù)裹覆專用設(shè)備。為了節(jié)省預(yù)裹覆費(fèi)用，當(dāng)預(yù)裹覆乳化瀝青時(shí)，可利用瀝青拌合樓的除塵功能將碎石除塵后進(jìn)入拌缸，然后在拌合樓外單獨(dú)安裝1條長6m、高5m并且?guī)в辛髁勘淼碾娮涌刂葡到y(tǒng)的輸送油管，連接乳化瀝青儲(chǔ)油罐和拌合樓攪拌缸，按照基質(zhì)瀝青含量換算出的乳化瀝青摻配量（油石比為0.2%-0.3%）將乳化瀝青輸入至攪拌缸中與已除塵后干凈的石料攪拌均勻，對集料進(jìn)行預(yù)裹覆。

3.4 預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層施工工藝

（1）施工準(zhǔn)備

施工前，組織技術(shù)人員對原路面進(jìn)行路況檢測，對路面局部不平整、擁包進(jìn)行精銑刨處理；對路面裂縫縫寬在5mm以上的裂縫采取開槽灌縫進(jìn)行封堵，對于縫寬大于3mm而小于5mm的縱橫向裂縫，工作者要借助密封膠充分灌封，在路面上有其他類型物質(zhì)時(shí)，實(shí)施對應(yīng)沖洗操作。圍繞設(shè)計(jì)基本理念，事先準(zhǔn)備好瀝青設(shè)備、石料等。機(jī)械的使用包含瀝青碎石同步封層機(jī)1臺(tái)，50型裝載機(jī)2臺(tái)，26t膠輪壓路機(jī)1臺(tái)，10t鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)，路面清掃車1臺(tái)及其他小型機(jī)具。工作者在具體施工之前應(yīng)結(jié)合交通安設(shè)標(biāo)志牌，促進(jìn)車輛以及行人有序通過。

（2）鋪筑試驗(yàn)段

從設(shè)定的計(jì)劃入手，標(biāo)注好同步封層車的使用方法，尤其是石料撒鋪量指數(shù)、行車速度指數(shù)。在具體鋪筑檢驗(yàn)中，綜合矯正相關(guān)參數(shù)，完成矯正后加以施工作業(yè)。

（3）結(jié)合料、集料撒布

瀝青灑布，封層車沿原路面的標(biāo)線作為參照物，確保封層車可以順著標(biāo)線正常行駛。封層操作，工作者以一定的速度調(diào)整均速移動(dòng)，在封層車到達(dá)工程現(xiàn)場之前，對瀝青設(shè)定罐內(nèi)循環(huán)模式，事先在鐵皮板上進(jìn)行接縫的預(yù)灑操作。這樣均勻化噴灑瀝青石料，一旦有異常問題，開展人工模式處理工作。壓路機(jī)的使用，跟隨在封層車之后，動(dòng)態(tài)碾壓路面，這樣撒布石料以及對應(yīng)瀝青之間可以互相粘結(jié)，構(gòu)建有機(jī)組合體，用人工回補(bǔ)時(shí)應(yīng)做到不漏點(diǎn)、無浮料（因集料粒徑較大，一般都會(huì)有浮料）。

（4）標(biāo)線遮擋

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，瀝青碎石同步封層時(shí)不得污染路面行車道邊緣線。為此我們采用了簡易可行的遮擋方法：即在碎石封層車的左側(cè)噴油嘴外端懸掛一塊長70cm（瀝青在噴灑時(shí)有一定的壓力，此長度可確保油料不會(huì)噴濺到標(biāo)線上），寬90cm（便于人抓扶）的輕質(zhì)木板，此木板不是固定的，可適當(dāng)活動(dòng)，行進(jìn)過程中手扶木板的人員需將前端稍微提起，并稍微調(diào)整木板與標(biāo)線之間的適當(dāng)距離即可。

（5）接縫處理

橫縫的處理:橫縫采用對接法處理方式。在每段接頭處，先將未壓實(shí)的集料清除掉10cm，并用鐵鍬將瀝青膜也鏟除10cm的預(yù)留空間，以便與下一車的起點(diǎn)橫縫銜接，后續(xù)在工程起點(diǎn)的部位以及工程終點(diǎn)的位置進(jìn)行鋅鐵皮鋪設(shè)，確切開展橫向銜接，通過封層車完全處理好鋅鐵皮。對于縱縫的施工，明確第一幅右側(cè)的瀝青鋪設(shè)位置，開展常規(guī)化噴灑作業(yè)，碎石的處理應(yīng)盡量減少寬度，以卸料槽寬度為宜，促進(jìn)接縫操作有序進(jìn)展。之后明確第二幅左側(cè)的瀝青灑布，將其和第二幅共同交叉的部位，大約10cm，互相重疊后設(shè)定瀝青使用量，需要注意的是，碎石撒布屬于一般幅寬的范圍。

（6）碾壓

在灑布時(shí)，膠輪壓路機(jī)（26t）與碎石封層車相距不超過20m，在封層車之后開展碾壓施工，速度記作5km/h，這樣瀝青中能夠牢固化混合單粒徑級配碎石，甚至實(shí)現(xiàn)碾壓重疊1/3的要求。并且碾壓應(yīng)大于等于四次，結(jié)束碾壓后實(shí)施開放交通，再次以過往行車的方法碾壓封層。（個(gè)人施工經(jīng)驗(yàn)分享：碾壓時(shí)膠輪壓路機(jī)（26t）不用噴灑任何防粘輪的食用油或水，直接進(jìn)行碾壓，干輪碾壓不會(huì)將已經(jīng)黏附在瀝青膜上的石料粘起，而是將重疊的石料抓起，再掉落時(shí)，石料會(huì)落在撒布較稀疏的孔隙里；膠輪壓路機(jī)碾壓四遍后，開始人工補(bǔ)撒石料，最后用鋼輪壓路機(jī)（8-10t）對石料進(jìn)行定位碾壓一遍即可）

（7）清掃浮料

用膠輪壓路機(jī)碾壓4-6遍，鋼輪壓路機(jī)再碾壓一遍后，最好由交通引導(dǎo)員封閉一個(gè)車道，僅留另一個(gè)車道，引導(dǎo)過往車輛在限速30km／h的條件下交替勻速通行，時(shí)間不少于2小時(shí)為限，以確保整個(gè)車道在重型車輛的碾壓下初步成型，此時(shí)應(yīng)及時(shí)啟動(dòng)路面清掃車將浮料清掃出路面，以防浮石搓動(dòng)，造成集料脫落。

（8）養(yǎng)護(hù)

實(shí)施瀝青碎石同步封層的鋪筑操作，后階段養(yǎng)護(hù)相對重要，為此要在兩個(gè)月內(nèi)進(jìn)行行車碾壓，促進(jìn)高溫泛油處理。此階段要分析是否有局部泛油的情況，增加撒石料量，對剩余的石料完全清除和處理。

（9）施工注意事項(xiàng)

1）在原有路面比較干燥的情況下進(jìn)行施工，若涉及到大風(fēng)天氣、雨水天氣，不應(yīng)該施工。因?yàn)闇囟缺容^低的情況下，直接降低瀝青以及相應(yīng)石料兩者的結(jié)合程度，產(chǎn)生脫粒問題。

2）噴灑瀝青時(shí)，溫度應(yīng)適宜，比較低的情況下增加噴灑粘度，增加瀝青霧化失效可能性?；蛘呤沟脼r青分布不夠均勻化，溫度比較高時(shí)減少瀝青粘度，阻礙了工程有效開展。為此關(guān)聯(lián)具體經(jīng)驗(yàn)，噴灑瀝青的溫度應(yīng)調(diào)整為160℃，且記作最佳溫度。

3）行駛瀝青碎石同步封層車，要按照已經(jīng)設(shè)定完成的速度加以運(yùn)行，保持均勻化速度。以此為基礎(chǔ)使得石料以及瀝青之間有較大撒布匹配程度，在噴嘴高度的調(diào)節(jié)過程中保障瀝青膜厚度處于均勻化水平。

4）安排專業(yè)工作者處理碎石，利用竹掃帚在封層車之后調(diào)控?cái)備亴挾?，保障碎石均存在于攤鋪范圍?nèi)。還要進(jìn)行擋板加工，避免碎石存在于攤鋪范圍之外，對出現(xiàn)重疊現(xiàn)象的碎石進(jìn)行及時(shí)處理。

5）按照預(yù)裹覆的方法處理隨時(shí)，提高攤鋪質(zhì)量，通車大約30天之后，關(guān)注路面是否平整。若有高溫影響因素，路面攤鋪的結(jié)構(gòu)層會(huì)有顏色加深變化，且關(guān)注骨料的剝落脫皮問題，增強(qiáng)施工作業(yè)的綜合成效。

圖1 混合料攤鋪

4 質(zhì)量控制與檢驗(yàn)

1.分析施工基本條件，科學(xué)化進(jìn)行施工技術(shù)的應(yīng)用，組織專業(yè)工作者負(fù)責(zé)此工作任務(wù)，全面體現(xiàn)工程作業(yè)的持續(xù)性和有效性。

2.分析原材料的質(zhì)量，開展一系列檢驗(yàn)操作。首次檢驗(yàn)中要評估瀝青技術(shù)施工標(biāo)準(zhǔn)、石料施工標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過程以批次化形式了解施工多個(gè)指標(biāo)，包含乳化瀝青黏度和蒸發(fā)殘留物含量。

3.管理好施工原材料的灑布溫度指數(shù)，如今進(jìn)行瀝青碎石同步封層工程項(xiàng)目，往往配置對應(yīng)自動(dòng)化管理系統(tǒng)。工作者便需要結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開展計(jì)量管理，在封層車施工結(jié)束后評估灑布量情況，動(dòng)態(tài)分析瀝青灑布結(jié)果、碎石灑布結(jié)果，使得兩者處于均勻化，由此不出現(xiàn)漏空的問題。瀝青灑布溫度，直接關(guān)聯(lián)著施工效果，工作者要對其管理為±5℃的范圍。因?yàn)闇囟炔磺‘?dāng)，會(huì)降低灑布均勻性，不利于科學(xué)調(diào)整灑布量[1]。

4.碎石封層施工工程中易產(chǎn)生“鬼剃頭”、“布條狀”等質(zhì)量缺陷問題的原因及預(yù)防措施：

（1）原路面

路面表面施工前未清掃干凈，存在異物或路面有不慎灑落的柴油等溶劑，導(dǎo)致撒布時(shí)，瀝青、碎石僅是撒布在異物表面，當(dāng)異物掉落或撒布后的瀝青被溶劑類油料溶解，會(huì)形成“鬼剃頭” 或“布條狀”。

預(yù)防措施：每天施工前對原路面均進(jìn)行徹底清掃，并人工徒步查看路面有無異物附著，并將溶劑類油料清理干凈方可實(shí)施灑布作業(yè)。

（2）原材料

原材料不干凈，局部有沙土、織物、塑料片等異物或結(jié)團(tuán)石塊，當(dāng)碎石封層車撒布后，沙土、織物、塑料片等的存在會(huì)導(dǎo)致該處單位面積集料撒布量低于設(shè)計(jì)值或規(guī)范允許值，致使集料與結(jié)合料隔層、未粘結(jié)；亦或結(jié)團(tuán)石塊在掉落卸料口前，集料撒布量亦會(huì)低于設(shè)計(jì)值或規(guī)范允許值，如果補(bǔ)料不到位，也會(huì)出現(xiàn)“鬼剃頭”或“布條狀”。

預(yù)防措施：碎石封層集料儲(chǔ)備時(shí)應(yīng)進(jìn)行防沙土、異物落入的遮擋覆蓋，當(dāng)遮擋不力時(shí)，應(yīng)及時(shí)用吹風(fēng)機(jī)將沙土清理干凈或人工將異物撿拾干凈；結(jié)團(tuán)石塊造成的集料撒布量不足，要及時(shí)緊跟人工清除異物并補(bǔ)撒石料，以便影響集料黏結(jié)[2]。

（3）撒布設(shè)備

1）每天灑布工作結(jié)束后，碎石封層車的噴油嘴清洗不干凈，導(dǎo)致瀝青凝固堵塞噴油嘴，出現(xiàn)“布條狀”情況。

預(yù)防措施：每天灑布結(jié)束后徹底清洗噴油嘴，并在第二天第一罐瀝青灑布時(shí)，觀察噴灑情況，如有噴油嘴不出油，即可停止灑布，進(jìn)行噴油嘴沖洗。

2）碎石封層車噴灑瀝青后，有的噴油嘴會(huì)出現(xiàn)噴灑出油延時(shí)，尤其是前車與后車灑布時(shí)間超過1-2小時(shí)，亦出現(xiàn)此類情況。

預(yù)防措施：此類情況出現(xiàn)在第一罐瀝青灑完，裝運(yùn)第二罐瀝青耗時(shí)超過1小時(shí)時(shí)，會(huì)有一個(gè)噴油嘴出現(xiàn)近20cm的延時(shí)，一般采取接縫處必須搭接幅寬達(dá)到1米以上的鋅鐵皮或油毛氈，將延時(shí)噴灑瀝青的缺陷消化在接縫搭接物上。

（4）施工溫度

施工環(huán)境溫度過低或受突發(fā)性天氣變化影響，地表溫度上升較慢時(shí)施工，容易造成局部或大面積脫落。

預(yù)防措施：碎石封層施工時(shí)地表溫度不得低于20℃，且環(huán)境溫度應(yīng)呈現(xiàn)上升趨勢。實(shí)施前應(yīng)提前留意天氣預(yù)報(bào)，及時(shí)掌握工程實(shí)施路段的天氣狀況，如遇沙塵、降溫、陰天等特殊天氣盡量避免施工，嚴(yán)禁在下雨或即將下雨、雨季施工，嚴(yán)禁在過濕或積水路面進(jìn)行施工。

5 結(jié)語

對于施工項(xiàng)目，應(yīng)用預(yù)裹覆瀝青碎石同步封層技術(shù)，可以滿足路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、路基強(qiáng)度等條件，促進(jìn)路面的性能有效恢復(fù)，避免瀝青路面因?yàn)樗e蓄損害路面完整性，對輕微裂縫產(chǎn)生治愈作用。此技術(shù)的應(yīng)用，讓路面存在更多抗滑性，避免路面有老化趨勢，施工成本比較低廉。施工過程基本上不會(huì)影響正常交通，良好性能是可以被大力推廣的，此技術(shù)被理解為性價(jià)比較高的養(yǎng)護(hù)方式，取得的經(jīng)濟(jì)效益可觀。