同步碎石封層技術(shù)在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用研究

金梓晨

（遵義公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司，貴州 遵義 563000）

0 引言

同步碎石封層技術(shù)，作為一種相對簡單的施工方法，能夠顯著提高瀝青路面的施工效率、工程質(zhì)量以及路面的防水性和抗裂性，有效延長公路的使用壽命。此外，與銑刨加鋪路面養(yǎng)護(hù)方案相比，同步碎石封層技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益更為明顯。這種技術(shù)工藝方案在現(xiàn)階段的瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中具有顯著的優(yōu)越性，具有推廣價(jià)值[1]。

1 同步碎石封層技術(shù)概述

同步碎石封層技術(shù)是利用同步碎石封層機(jī)器，將碎石和黏結(jié)劑同步撒鋪在路面，并用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓平整成磨耗層的技術(shù)。該技術(shù)能夠顯著提高瀝青路面的耐久性和使用壽命，也可以作為低等級公路的面層施工方案[2]。

1.1 同步碎石封層技術(shù)特點(diǎn)

同步碎石封層技術(shù)適用場景廣泛，可大規(guī)模應(yīng)用，其主要特點(diǎn)如下：

第一，通過同步碎石封層技術(shù)，將1～2mm 厚度瀝青膜與碎石表面層黏結(jié)，能夠改善路面抗?jié)B水性和抗裂性指標(biāo)，可有效提高瀝青路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低路面開裂病害的風(fēng)險(xiǎn)。

第二，該技術(shù)能夠改善原路面摩擦性能，骨料直接與荷載車輛輪胎接觸，摩擦系數(shù)明顯增大，能提高路面防滑性能，降低事故風(fēng)險(xiǎn)，路面平整度也能得到顯著提升。

第三，該技術(shù)操作簡便，施工速度快，能有效縮短工期，使目標(biāo)養(yǎng)護(hù)路段早日恢復(fù)運(yùn)營，降低施工對道路通行產(chǎn)生的影響。

第四，該技術(shù)施工質(zhì)量易于控制，后續(xù)養(yǎng)護(hù)施工方便。將瀝青和碎石按照比例進(jìn)行混合，按照施工要求進(jìn)行施工即可[3]。

1.2 同步碎石封層施工對材料的要求

1.2.1 集料要求

碎石需與黏結(jié)材料牢固黏附，需保持碎石尺寸均勻，同時(shí)選取偏堿性或者中性材料，碎石強(qiáng)度需大于3級，壓碎值需小于30%，針片狀顆粒占比需小于20%，集料需混合均勻、干燥；集料級配范圍達(dá)標(biāo)，粒徑應(yīng)保持均勻，大小適宜；封層集料粒徑應(yīng)在4～13mm 之間，且上封層集料中9.5mm 集料比例需大于95%，下封層集料級配范圍應(yīng)在4～13mm，并以5mm 以下石屑作封面養(yǎng)護(hù)料[4-8]。

1.2.2 黏結(jié)劑

集料與黏結(jié)劑之間的黏結(jié)水平一定程度上決定了瀝青路面碎石封面強(qiáng)度與剛性[9]。黏結(jié)性材料包括乳化瀝青、稀釋瀝青、軟化瀝青、聚合物改性乳化瀝青等，均可在同步碎石封層技術(shù)中廣泛應(yīng)用。而熱瀝青在大規(guī)模封層路面中的應(yīng)用最為廣泛[10]。

2 同步碎石封層技術(shù)在某瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中的運(yùn)用

2.1 試驗(yàn)路段的選定

某公路項(xiàng)目始建于2010 年，路面由水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青混凝土路面層組成。經(jīng)過多年服役，該路段出現(xiàn)了網(wǎng)裂、龜裂、松散和沉降等病害，且部分路段出現(xiàn)貧油現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研和論證，決定采用同步碎石封層技術(shù)實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，目標(biāo)路段為K10+000—K22+000，路段總長度為12km。

2.2 同步碎石封層施工方案選擇

以目標(biāo)公路等級（二級）為基礎(chǔ)，結(jié)合路段狀況及交通量指標(biāo)，確定了該次項(xiàng)目方案為上下兩層同步碎石封層施工，按照兩幅施工進(jìn)行，單幅為3.5m，施工厚度12mm，集料選用SCS-2 型石灰?guī)r。

2.3 材料選取

集料：采取就近原則，選取質(zhì)量達(dá)標(biāo)的石場集料。

①負(fù)責(zé)大型機(jī)械人員，必須持有大型機(jī)械行車證。②在進(jìn)行大型機(jī)械作業(yè)當(dāng)中，工程部需要組織專門人員，對大型機(jī)械進(jìn)行監(jiān)督管理，確保大型機(jī)械作業(yè)的整體安全性。③科學(xué)規(guī)劃作業(yè)區(qū)域，相對于出現(xiàn)危險(xiǎn)點(diǎn)的區(qū)域，需要做好相關(guān)處理，設(shè)置警戒線，禁止與工程無關(guān)的人員入內(nèi)，避免出現(xiàn)不必要的安全事故。④加強(qiáng)對相關(guān)操作人員進(jìn)行安全教育管理，同時(shí)要做好安全技術(shù)較低工作。⑤基于交通相對擁擠區(qū)域，工程單位需要設(shè)置臨時(shí)通道，使其與工程現(xiàn)場進(jìn)行隔離，確保施工人員安全。⑥在大型機(jī)械設(shè)備投入使用前，機(jī)械管理人員需要預(yù)先對其進(jìn)行管理，及時(shí)檢查機(jī)械設(shè)備是否存在故障，或者存在安全隱患，避免其無法進(jìn)行施工作業(yè)，為工程建設(shè)造成不必要的影響。

黏結(jié)劑：結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)，考慮到路段荷載水平、氣候條件、封層厚度等指標(biāo)，最終確定該項(xiàng)目瀝青路面同步封層黏結(jié)劑選擇高富90 號(hào)石油瀝青。

2.4 施工前的準(zhǔn)備工作

第一，按照要求制備好足夠數(shù)量的瀝青和碎石：確保施工環(huán)節(jié)瀝青溫度在160～170℃之間，分兩幅施工，單幅寬度為3.5m，每公里用料量需控制在700m2以內(nèi)。第二，準(zhǔn)備施工機(jī)械：熱瀝青罐車1 臺(tái)，同步碎石封層車1 輛，膠輪壓路機(jī)1 臺(tái)，ZL50 裝載機(jī)1 臺(tái)。第三，路面清掃：采用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)和路面清掃車清掃路面，確保路面整潔干燥。

2.5 施工技術(shù)要點(diǎn)

施工工藝流程如圖1 所示：

圖1 同步碎石封層施工工藝流程圖

病害局部修復(fù)處治及路面補(bǔ)強(qiáng)工作：針對目標(biāo)施工區(qū)域沉降、松散、網(wǎng)裂、龜裂等病害以瀝青灌入式修復(fù)，先用填縫料處置作業(yè)路段內(nèi)5mm 以上裂縫，注入瀝青沉陷深度大于20mm 區(qū)域。

施工放線：對K10+000—K22+000 段路面進(jìn)行清掃，確保施工路面無雜物、整潔、干燥，進(jìn)行施工放線并采取交通管制措施。

下封層與上封層施工：分兩層施工，單幅寬度3.5m，施工厚度保持在9mm 以上，用油量控制在0.9kg/m2，用料量控制在80m3/km。上封層單幅寬度與下封層一致，施工厚度為3mm，用油量控制在0.12kg/m2，用料量控制在45m3/km。

碾壓：人工配合機(jī)械碾壓修正，找平后碾壓確保與封層施工同步，以膠輪壓路機(jī)碾壓3～4 遍。

施工后局部泛油路段處理：施工完畢后，對施工完工路段進(jìn)行檢查，及時(shí)鋪撒石料并處治泛油路段。

3 施工質(zhì)量控制與驗(yàn)收要求

3.1 施工溫度

瀝青碎石封層施工應(yīng)當(dāng)于路面溫度大于10℃情況下進(jìn)行，降雨天氣禁止施工。

3.2 施工作業(yè)段長度

根據(jù)石料數(shù)量與瀝青噴灑面積確定施工作業(yè)長度，施工中確保各項(xiàng)工序有序進(jìn)行，嚴(yán)格執(zhí)行工藝流程，防止施工脫節(jié)，當(dāng)天施工路段需當(dāng)日完成作業(yè)。

3.3 清掃瀝青路面

以強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)或路面清掃車清掃路面，徹底清除雜物、碎料，保持路面清潔干燥。

3.4 噴灑瀝青

瀝青噴灑施工前，需詳細(xì)檢查瀝青灑布車性能，確保測量表、輸油管道、保溫設(shè)備、油泵系統(tǒng)均處于正常工作狀態(tài)下且性能良好。檢查完畢后，將瀝青灌入油罐內(nèi)進(jìn)行試灑，調(diào)節(jié)瀝青灑布車行進(jìn)速度和灑油量，對同一區(qū)域進(jìn)行統(tǒng)一噴灑，確保三個(gè)噴油嘴同時(shí)噴灑瀝青以提高瀝青噴灑均勻性。噴灑施工需確保瀝青溫度在150～165℃之間，嚴(yán)格按照試灑用量進(jìn)行瀝青噴灑，嚴(yán)格控制噴灑行進(jìn)速度。確保噴灑量與車速相吻合，確保噴灑瀝青均勻度。

3.5 撒鋪石料

在撒鋪石料環(huán)節(jié)，應(yīng)控制交通，以防止社會(huì)車輛誤入現(xiàn)場，影響施工質(zhì)量和進(jìn)度。在撒鋪石料時(shí)，應(yīng)使用粒料撒鋪機(jī)及時(shí)、均勻地撒鋪石料。對于機(jī)械設(shè)備撒鋪不均勻的區(qū)域，應(yīng)采用人工撒鋪的方式進(jìn)行補(bǔ)料。同時(shí)，要加強(qiáng)現(xiàn)場檢測，發(fā)現(xiàn)石料堆積應(yīng)及時(shí)清理并平整路面。在石料撒鋪過程中，需在兩幅路段搭接位置預(yù)留10～15cm 的空隙。在兩幅路段均已撒鋪完畢后，再對空隙內(nèi)進(jìn)行撒鋪石料并填平壓實(shí)。對于因撒鋪均勻度不佳導(dǎo)致的油漬，應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)措施加以清理。

3.6 碾壓

石料撒鋪完畢后，應(yīng)及時(shí)使用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行填料碾壓。按照路段邊坡兩側(cè)向中間碾壓的順序進(jìn)行碾壓。兩次碾壓應(yīng)保留重疊，重疊區(qū)域約30cm。碾壓行進(jìn)速度為2～3km/h，碾壓次數(shù)需大于5 次。在膠輪壓路機(jī)碾壓施工中，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行工序調(diào)整和參數(shù)優(yōu)化。

3.7 質(zhì)量檢查

施工應(yīng)嚴(yán)格遵循工藝標(biāo)準(zhǔn)和施工流程，執(zhí)行瀝青碎石封層施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及其管理規(guī)范。需建立并完善質(zhì)量管理制度，嚴(yán)格落實(shí)崗位責(zé)任制，明確施工人員不同崗位職責(zé)與工作目標(biāo)。采取目標(biāo)管理制度和工序管理機(jī)制，通過檢查、控制、測定確保各個(gè)施工環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，加強(qiáng)實(shí)時(shí)控制，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。同步碎石封層施工質(zhì)量要求及檢測項(xiàng)目如表1所示。

表1 同步碎石封層施工質(zhì)量要求及檢測項(xiàng)目表

3.8 技術(shù)狀況評定檢測

該項(xiàng)目施工完畢，通車半年后對同步碎石封層施工效果及該路段路面質(zhì)量情況進(jìn)行檢測評估，檢測數(shù)據(jù)如表2 所示。

表2 同步碎石封層施工后路面破損率檢測數(shù)據(jù)表

上述檢測數(shù)據(jù)表明，經(jīng)采用同步碎石封層技術(shù)施工，路面養(yǎng)護(hù)路段常見病害面積較小，路面優(yōu)良率超過92%，達(dá)到了預(yù)期養(yǎng)護(hù)效果。

4 結(jié)語

同步碎石封層技術(shù)在該公路項(xiàng)目的應(yīng)用表明，該技術(shù)對公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的效果突出，能有效改善原路面的抗裂性、抗?jié)B性、表面摩擦系數(shù)，提高路面服役壽命。