同步碎石封層技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)施工中的應(yīng)用

李水財(cái)

摘要 為充分發(fā)揮同步碎石封層技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提高公路養(yǎng)護(hù)效果，延長使用壽命，文章結(jié)合山西省某公路養(yǎng)護(hù)工程實(shí)例，基于路面病害情況以及養(yǎng)護(hù)施工要求，對(duì)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)予以方案論證，確定同步碎石封層施工技術(shù)方案。從原材料選擇、材料灑布、接縫處理以及封層碾壓等維度詳細(xì)論述施工技術(shù)要點(diǎn)，總結(jié)施工質(zhì)量控制措施。經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，該公路通過同步碎石封層技術(shù)養(yǎng)護(hù)施工，平整度、壓實(shí)度均符合設(shè)計(jì)要求，期望可以為相關(guān)人員提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞 公路；養(yǎng)護(hù)施工；同步碎石封層技術(shù)；灑布

中圖分類號(hào) U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）08-0086-03

0 引言

隨著交通運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展和公路網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)張，公路在長期的車輛荷載和雨雪浸蝕影響下，出現(xiàn)車轍、裂縫等質(zhì)量病害不可避免。因病害問題的存在，將對(duì)車輛通行的舒適性和安全性帶來影響，公路養(yǎng)護(hù)施工日益重要。碎石封層技術(shù)是公路養(yǎng)護(hù)施工中廣泛應(yīng)用的表面處理方法，通過將碎石與瀝青混合后鋪設(shè)在路面上，形成具有良好抗水、抗老化和抗車轍性能的罩面層，從而提高公路的使用壽命和安全性能。因此，該文結(jié)合具體案例，詳細(xì)闡述同步碎石封層技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于提高養(yǎng)護(hù)效果，改善道路質(zhì)量具有重要意義。

1 工程概況

山西省某公路總里程28.64 km，2016年首次建成通車，近期在養(yǎng)護(hù)管理過程中發(fā)現(xiàn)，個(gè)別路段存在一定程度的車轍、裂縫等質(zhì)量病害。如圖1所示為養(yǎng)護(hù)前現(xiàn)狀，其中最典型病害為車轍，集中在停車帶附近，最深深度為2.8 cm。同時(shí)，在路面層存在橫向、裂縫龜裂情況。相關(guān)技術(shù)人員對(duì)病害集中位置進(jìn)行鉆芯取樣，以探查病害影響的結(jié)構(gòu)層，結(jié)果發(fā)現(xiàn)質(zhì)量病害僅影響面層。因此，經(jīng)多方研究決定，需對(duì)該公路路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工，提高路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量穩(wěn)定性，預(yù)防病害進(jìn)展，延長公路施工壽命。

2 確定公路養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)方案

為了充分發(fā)揮養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)公路路面形成更穩(wěn)定的養(yǎng)護(hù)效果，合理選擇養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)方案至關(guān)重要。該工程提出瀝青路面表面封層養(yǎng)護(hù)、薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)、填封裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)、同步碎石封層技術(shù)。對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足予以論證，如表1所示。

因此，通過對(duì)不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不足進(jìn)行分析，該公路養(yǎng)護(hù)最終確定同步碎石封層技術(shù)方案。

3 公路養(yǎng)護(hù)同步碎石封層施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 確定施工材料性能

3.1.1 集料

結(jié)合工程實(shí)際需求，該項(xiàng)目所選擇的集料為玄武巖黃崗巖和石灰?guī)r，對(duì)集料性能予以檢驗(yàn)，如表2所示，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足施工需求。

3.1.2 瀝青

同步碎石封層施工對(duì)混合料的黏附性有著較高的要求，在選擇瀝青材料時(shí)要確保具有良好的包裹性和適配性。結(jié)合工程實(shí)際，選擇基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青兩種。對(duì)瀝青材料予以性能檢驗(yàn)，如表3～4所示，均符合施工要求。

3.2 完成施工準(zhǔn)備工作

為確保養(yǎng)護(hù)施工工序有序進(jìn)行，該工程施工準(zhǔn)備工作如下：①施工前合理布置施工現(xiàn)場(chǎng)，確保碎石封層車能夠順利進(jìn)入施工區(qū)域，檢查養(yǎng)護(hù)路段上方凈空在6 m以上進(jìn)行卸料作業(yè)。同時(shí)，設(shè)置臨時(shí)交通標(biāo)志和警示標(biāo)志，確保施工過程的安全通暢。②對(duì)既有病害進(jìn)行初步處理，對(duì)于車轍較深的位置，將大粒徑集料鋪設(shè)在下封層，減小平整度差；對(duì)于寬度不足5 mm的裂縫，直接進(jìn)行同步碎石封層施工；對(duì)于5～12 mm裂縫，通過擴(kuò)縫、填縫處理；對(duì)于12 mm以上的較大裂縫，切槽后回填修復(fù)[3]。③結(jié)合養(yǎng)護(hù)施工路面寬度，對(duì)封層施工的寬度和幅數(shù)進(jìn)行確定，最大限度減少接縫出現(xiàn)。④由操作人員對(duì)施工設(shè)備性能進(jìn)行全面檢驗(yàn)，需要預(yù)熱的設(shè)備提前預(yù)熱。

3.3 材料灑布施工

材料灑布是封層施工的重要環(huán)節(jié)，在正式施工前，選取200 m作為試驗(yàn)段，確定具體施工參數(shù)。具體施工技術(shù)要點(diǎn)如下：①在搭接施工時(shí)，第一幅預(yù)留15 cm不灑布，相鄰施工時(shí)嚴(yán)格預(yù)留位置的邊緣進(jìn)行同步施工。②裝入集料時(shí)，確保高度和擋板高度一致，避免在地面灑落較多的集料。③在進(jìn)行瀝青抽取之前，需要對(duì)接頭部位進(jìn)行檢查以確保密封性良好。將裝入罐中的瀝青量控制在6 000 L以下。觀察瀝青溫度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)后，均勻?yàn)⒉紴r青材料并時(shí)刻關(guān)注瀝青余量，確保施工作業(yè)連續(xù)性。④在灑布機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，開啟石料灑布器和噴灑桿的開關(guān)，根據(jù)試驗(yàn)段參數(shù)確定灑布參數(shù)，包括用量與高度。⑤灑布施工現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示，為保證灑布施工具有良好的均勻性，控制車輛行駛速度為60 m/min。同時(shí)，瀝青材料在灑布過程中溫度控制范圍為165～170 ℃。⑥在低溫環(huán)境下施工時(shí)，對(duì)于乳化瀝青，為預(yù)防其乳破或者成型緩慢，先對(duì)材料進(jìn)行加熱后再進(jìn)行施工，施工全程未出現(xiàn)乳破情況。⑦為了防止施工時(shí)集料飛濺，分幅作業(yè)時(shí)在石料灑布器附近設(shè)置擋板。在對(duì)中間路幅作業(yè)時(shí)，噴灑右側(cè)瀝青材料使其比石料的灑布寬度超出10 cm。

3.4 灑布缺陷修復(fù)處理施工

在灑布施工過程中，可能會(huì)出現(xiàn)一些缺陷，例如灑布不均勻或漏灑等。為了避免質(zhì)量缺陷出現(xiàn)，由施工人員對(duì)漏灑位置跟進(jìn)補(bǔ)灑。對(duì)于因?yàn)⒉疾痪鶆蚨纬刹牧隙逊e的情況，由施工人員跟進(jìn)刮除。對(duì)于散落在路面上的集料，在未黏附時(shí)及時(shí)進(jìn)行清理，若已經(jīng)處于黏附狀態(tài)，則不予處理，保證路面平整度。在施工過程中，一旦某種材料用盡，則先后對(duì)石料閥、瀝青閥進(jìn)行關(guān)閉。為方便接縫處理，在末端位置設(shè)置長度為50 cm的瀝青油膜。

3.5 橫向與縱向接縫處理施工

公路養(yǎng)護(hù)所形成的橫向、縱向接縫未有效處理將影響路面的平整度，同時(shí)，雨水從接縫位置滲透至面層結(jié)構(gòu)中將導(dǎo)致瀝青混凝土結(jié)構(gòu)剝脫，使得新質(zhì)量病害進(jìn)一步形成。因此，該工程高度重視橫向、縱向接縫的處理。針對(duì)橫向接縫，為避免施工時(shí)接縫位置重復(fù)灑布，在接茬位置的起灑點(diǎn)和終點(diǎn)后設(shè)置長度為1.5 m左右的鐵板，確保養(yǎng)護(hù)后路面具有良好的平整性。針對(duì)縱縫問題，車輛在沿著既定路線行駛時(shí)，在接縫位置采取對(duì)接法處理，控制瀝青重疊的寬度不超過5 cm并最大限度減少重疊情況出現(xiàn)。

3.6 封層碾壓密實(shí)施工

完成材料灑布、缺陷和接縫處理后，及時(shí)進(jìn)行封層碾壓施工，使集料和瀝青材料充分混合、包裹，產(chǎn)生良好的黏結(jié)效應(yīng)。壓實(shí)工作主要借助于壓路機(jī)進(jìn)行，并確保瀝青在冷卻前完成碾壓。具體碾壓環(huán)節(jié)及工藝要點(diǎn)，如表5所示[4]。

3.7 有序開放路面交通

碾壓施工完成后，由施工人員對(duì)路面碎石等材料進(jìn)行全面清理，逐步開放車輛通行。該工程在完成路面碾壓且檢驗(yàn)合格后，即有序開放交通，在養(yǎng)護(hù)路段限制車輛行駛速度不超過40 km/h。早期在車輛荷載的作用下，使得集料和瀝青材料形成更好的密實(shí)性，與原有面層緊密結(jié)合，提高同步碎石封層穩(wěn)定性。

4 公路養(yǎng)護(hù)同步碎石封層施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 施工原材料處理

石料表面的灰塵會(huì)影響其與瀝青材料的黏結(jié)，在施工前對(duì)石料進(jìn)行篩分，使其具有良好級(jí)配特性的同時(shí)，還借助于瀝青攪拌站在150 ℃的條件下對(duì)集料進(jìn)行除塵，使石料表面更為清潔。在集料中加入3%的瀝青材料均勻攪拌，石料表面均勻覆蓋瀝青層后，灑布瀝青時(shí)能夠形成更好的黏結(jié)性，從而提高封層質(zhì)量。

4.2 瀝青混合料溫度控制

同步碎石封層施工對(duì)瀝青材料的溫度要求較高，確保瀝青材料在灑布作業(yè)時(shí)溫度為170 ℃，使其在灑布時(shí)能夠更加均勻并呈霧狀噴灑。因此，所使用的同步碎石封層車需帶有瀝青加熱保溫功能，通過預(yù)加熱維持瀝青材料溫度符合要求。瀝青噴頭位置溫度降低會(huì)導(dǎo)致材料出現(xiàn)堆積或者以條帶的情況出現(xiàn)，因此，在施工時(shí)將噴燈設(shè)置在噴頭處加熱，控制車輛行進(jìn)速度均勻，保證良好的封層效果。

4.3 灑布量、灑布時(shí)間控制

確保石料灑布量的合理控制非常重要。如果石料灑布量過少，會(huì)導(dǎo)致路面石料的覆蓋率不足，陽光直射下瀝青中的油分流失，降低其黏結(jié)性能和耐久性，容易出現(xiàn)老化問題。瀝青料的黏結(jié)主要依賴于與各個(gè)顆粒間的接觸面積，過多的石料會(huì)降低接觸面積，使得黏結(jié)性能下降。因此，在施工中，根據(jù)實(shí)際情況合理控制石料灑布量，保證石料的覆蓋率在合理范圍內(nèi)?？刂迫缦录夹g(shù)節(jié)點(diǎn)[5]：①石料灑布量在10～13 m3/km2之間。②在瀝青料以高溫狀態(tài)下灑布后，及時(shí)對(duì)石料進(jìn)行灑布，保證材料間的黏結(jié)性。③通過合理控制灑布量與灑布時(shí)間，該工程材料間黏結(jié)效果良好，未出現(xiàn)材料浪費(fèi)，具有良好的綜合效益。

5 公路養(yǎng)護(hù)同步碎石封層施工質(zhì)量檢驗(yàn)

同步碎石封層施工的應(yīng)用為該公路在面層形成穩(wěn)定的防護(hù)層，既有病害得到有效處理并控制了其繼續(xù)發(fā)展，在施工完成后可以及時(shí)通車，減少對(duì)公路車輛通行的影響。通過對(duì)養(yǎng)護(hù)路段選取具有代表性的點(diǎn)位進(jìn)行平整度和壓實(shí)度檢測(cè)，各測(cè)點(diǎn)的平均平整度為2.45 mm＜5 mm；平均壓實(shí)度為97.9%＞96%，均符合養(yǎng)護(hù)施工要求。通車至今，尚未出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量病害，說明同步碎石封層技術(shù)具有良好的養(yǎng)護(hù)效果。

6 結(jié)束語

綜上所述，山西省某公路養(yǎng)護(hù)施工中運(yùn)用同步碎石封層技術(shù)，公路既有病害得到妥善處理，平整度及壓實(shí)度得到顯著提高，有效提高了公路的承載能力和耐久性。在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)合理把握施工技術(shù)要點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)質(zhì)量控制，促使同步碎石封層技術(shù)進(jìn)一步完善，為公路交通的可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

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