同步碎石封層技術(shù)研究

張海斌

1 同步碎石封層技術(shù)發(fā)展及研究概況

1.1 同步碎石封層技術(shù)的定義

所謂同步碎石封層,就是用專用設(shè)備即同步碎石封層車及粘結(jié)材料(改性瀝青或改性乳化瀝青)同步鋪撒在路面上,通過自然行車碾壓或輪胎壓路機(jī)碾壓形成單層瀝青碎石磨耗層,主要作為路面表處層使用,也可用于低等級公路的面層施工。同步碎石封層將粘結(jié)劑的噴灑與集料撒布兩道工序集中在一臺車上同時完成,可以使碎石顆粒立即與剛噴灑的粘結(jié)劑相接觸。此時,由于熱瀝青或乳化瀝青流動性較好,使碎石骨料能夠隨時更深地埋入粘結(jié)劑內(nèi)。

1.2 同步碎石封層技術(shù)的特點(diǎn)

1)同步碎石封層具有良好的防水性。2)同步碎石封層具有獨(dú)特的層間排水功能。3)同步碎石封層具有高強(qiáng)的層間粘結(jié)力和抗剪力。4)同步碎石封層具有提高瀝青路面的抗裂性能、有效減少路面反射裂縫。5)具有良好的經(jīng)濟(jì)性。6)同步碎石封層還可作為低等級公路的過渡型路面,以緩和公路建設(shè)資金暫時不足的問題。7)同步碎石封層施工工序簡單、施工速度快,可及時限速開放交通。

2 同步碎石封層材料選用

2.1 粘結(jié)料

同步碎石封層中所用粘結(jié)料無論是普通瀝青、乳化瀝青還是改性瀝青均應(yīng)滿足規(guī)范要求。使用改性瀝青時,為保證霧狀噴灑形成均勻、等厚度的瀝青膜,瀝青要加溫并確保在160℃～170℃范圍內(nèi)。

2.2 石料

同步碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴(yán)格要求,必須經(jīng)過反擊破碎(或錘式破碎)得到碎石,針片狀石料嚴(yán)格控制在15%以內(nèi),幾何尺寸要好,不含雜質(zhì)和石粉,壓碎值小于14%,對石料酸堿性無特殊要求,并嚴(yán)格經(jīng)過水洗風(fēng)干或經(jīng)瀝青攪拌站加溫除塵,噴灑3‰～5‰的熱瀝青裹覆。考慮到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同,石料可分為2 mm～4 mm,4 mm～6 mm,6 mm～10 mm,8 mm～12 mm,10 mm～14 mm五檔。比較常用的粒徑范圍為4 mm～6 mm,6 mm～10 mm兩種,而8 mm～12 mm,10 mm～14 mm兩檔主要用于低等級公路過渡型路面的下面層或中面層。

3 同步碎石封層設(shè)備配置

3.1 同步碎石封層技術(shù)對設(shè)備的要求

同步碎石封層技術(shù)的設(shè)備主要是同步碎石封層車,與1輛同步碎石封層車配套的主要機(jī)械設(shè)備有50型以上轉(zhuǎn)載機(jī)1臺、石料加工清洗設(shè)備1臺、12 t～16 t膠輪壓路機(jī) 1臺、8 t以上水車1臺、路面除塵設(shè)備1臺、小型銑刨設(shè)備 1臺、25 t熱瀝青加(保)溫車1臺、(乳化)瀝青運(yùn)輸車若干臺。在同步碎石封層車的使用上,該項(xiàng)技術(shù)對操作手的要求較高,操作人員必須懂得機(jī)械的工作原理,同時操作要相當(dāng)熟練,否則將鋪不出高質(zhì)量的路面。

3.2 同步碎石封層車的結(jié)構(gòu)

同步碎石封層車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以在稀漿封層車的基礎(chǔ)上進(jìn)行,根據(jù)碎石封層技術(shù)的特點(diǎn),要求同步碎石封層車應(yīng)該具有給料、拌和、攤鋪和計(jì)量等功能。同步碎石封層車從結(jié)構(gòu)上可以分為行駛底盤部分、作業(yè)部分和控制部分。行駛底盤部分完成機(jī)器的行駛?cè)蝿?wù),并支承其他部分的重量,要求工作速度能夠精確控制并達(dá)到恒速;作業(yè)部分完成作業(yè)過程中各種物料的存貯、輸送、攪拌、攤鋪等任務(wù),這部分可以由給料系統(tǒng)、拌合系統(tǒng)、攤鋪系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)等組成;控制部分完成對車輛速度、給料速度、各種物料計(jì)量、粘結(jié)劑保溫、拌合時間等的控制,是同步碎石車的關(guān)鍵部分。

4 同步碎石封層施工工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

1)路況調(diào)查。同步碎石封層施工前,應(yīng)對原路面進(jìn)行路況調(diào)查及病害處理,形成詳細(xì)的調(diào)查報(bào)告,病害處理方式可參照公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范。2)清潔路面。封層前應(yīng)清除路面上松散材料、雜物及塵土,防止噴灑的瀝青被粉塵包裹而形成隔離層。3)確定施工幅度。根據(jù)路面的寬度和施工設(shè)備性能,合理確定碎石封層的施工幅數(shù)及每幅施工寬度。同時,選定標(biāo)尺,確定參照物,使司機(jī)能夠按參照物行走,這樣既能保持封層的線形,又可以保證在下一幅施工時前后兩幅的順利接縫。確定施工幅寬時,應(yīng)盡量減少施工幅數(shù),減少縱接縫的數(shù)量。4)根據(jù)工程量的大小及工程進(jìn)展情況分批備料,且每批石料不得混雜堆放。施工前對石料進(jìn)行篩分,以防止超粒徑的石料堵塞卸料孔。如果石料粉塵超標(biāo),則要事先清洗、晾曬,以保證石料的清潔、干燥。5)檢查、預(yù)熱設(shè)備。檢查車體有無損傷,輪胎及外部螺絲有無松動。檢查發(fā)動機(jī)的各工作系統(tǒng)是否正常。按下發(fā)動機(jī)預(yù)熱鈕,待發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后,松開啟動及預(yù)熱鈕,等氣壓達(dá)到4 bar后,打開液壓開頭和燃燒開頭,加熱瀝青罐、瀝青泵及噴撒桿。6)提前封閉交通,設(shè)置安全導(dǎo)帽、指標(biāo)牌及限速牌等交通標(biāo)志。

4.2 施工工藝流程

1)鏟裝石料。裝入料斗的石料應(yīng)與料斗左右擋板的高度持平,防止因料過多而撒落在地上。2)抽取瀝青。瀝青泵溫度達(dá)到要求時開始抽取瀝青,并注意瀝青罐標(biāo)尺的變化,防止抽油冒罐,裝入罐的瀝青最多為6 000 L。在抽取瀝青時,應(yīng)檢查油管及其接頭是否密封良好,嚴(yán)禁瀝青飛濺。3)打開氣動閥門,使其處于管路循環(huán)狀態(tài),噴撒桿瀝青溫度與瀝青罐內(nèi)溫度保持一致。在瀝青結(jié)合料穩(wěn)控器上標(biāo)定用量和行駛速度。行車速度一般設(shè)定為60 m/min～70 m/min。4)使發(fā)動機(jī)處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài),打開石料撒布器,打開噴撒桿,設(shè)定瀝青、石料噴撒高度及用量,打開石料口,2 s后打開瀝青開頭,在攤鋪過程中,隨時調(diào)整左右噴撒桿,保證接縫的完整性。5)撒布時應(yīng)符合下列要求:封層過程中,封層車要行駛平穩(wěn)、勻速;瀝青的撒布溫度控制在165℃～170℃,從左向右進(jìn)行封層施工,施工第一幅時,應(yīng)在左側(cè)石料撒布器上加上夾板,防止石料飛濺,施工最后一幅時,與左側(cè)采用同樣方法;撒布中間路幅時,要保持右側(cè)瀝青噴撒寬度比石料的噴撒寬度多8 mm～10 mm。6)當(dāng)在撒布瀝青后發(fā)現(xiàn)有空白時,應(yīng)及時進(jìn)行人工補(bǔ)撒;當(dāng)有瀝青聚集時應(yīng)刮除,防止因?yàn)r青結(jié)合料的不均勻噴撒導(dǎo)致剝離、斑紋、泛油。7)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有油條時,應(yīng)及時關(guān)閉噴油嘴和料門,檢查噴油嘴的壓力是否符合要求,料門是否被大粒徑石料堵塞;當(dāng)發(fā)現(xiàn)有泛油時,應(yīng)在泛油處補(bǔ)撒嵌縫料。嵌縫料應(yīng)與最后一層石料規(guī)格相同或略低于最后一層,并應(yīng)掃勻。當(dāng)有過多的浮動石料時,應(yīng)掃出路面,并不得搓動已粘著在位的石料。8)當(dāng)車內(nèi)任何一種材料用完時,應(yīng)立即關(guān)閉所有輸送材料的閥門,并將封層車按前進(jìn)方向駛出施工作業(yè)段。9)壓實(shí)及成型。用改性瀝青作為結(jié)合料進(jìn)行封層時,當(dāng)封層車前進(jìn)約10 m時,用9 t～13 t壓路機(jī)碾壓。相鄰兩幅初壓完成后,即可進(jìn)行錯輪碾壓,全幅碾壓遍數(shù)不少于5遍,碾壓時,應(yīng)遵循先兩邊后中間、先慢后快的原則,碾壓時每次輪跡應(yīng)重疊30 cm,碾壓速度控制在70 m/min,且每次折回的位置避免在同一橫斷面上。10)施工結(jié)束,清潔封層車。11)接縫處理。在施工縫及構(gòu)造物兩端的連接處操作應(yīng)仔細(xì),接縫應(yīng)緊密、平順。橫縫處理,在施工初始前的新舊路面及前后兩側(cè)噴撒時產(chǎn)生的接縫應(yīng)搭接良好。橫縫可采用對接法處理方式。12)初期養(yǎng)護(hù)及開放交通。瀝青及改性瀝青封層結(jié)束后即可限速開放交通。在通車2 h之內(nèi)應(yīng)設(shè)專人控制行車,保證車速不超過30 km/h。

5 結(jié)語

同步碎石封層技術(shù)既適用于高等級公路,也適用于低等級公路,在新建公路投入使用一段時間后進(jìn)行一次同步碎石封層,既能以其防水性延長路面使用壽命,又能以其平整度和防滑性提高公路的整體使用功能和服務(wù)質(zhì)量。同步碎石封層技術(shù)是瀝青路面養(yǎng)護(hù)的新工藝、新技術(shù),是能耗較低的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),即不需要花很大的投資就可覆蓋較大的使用區(qū)域,這也是該項(xiàng)技術(shù)得以迅速發(fā)展的基礎(chǔ),非常適合我國公路的現(xiàn)狀,將得到進(jìn)一步的發(fā)展與應(yīng)用。

[1]祖熙宇,王 琦,楊宏健.同步碎石封層技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].北方交通,2008(1):37.

[2]王 鑫,田洪波.同步碎石封層技術(shù)及設(shè)備[J].科技信息,2008(5):280-286.

[3]劉 偉,孫西運(yùn),鄧洪濤.淺談同步碎石封層技術(shù)及施工工藝[J].施工技術(shù),2008(5):114-116.

[4]劉賢惠,李 巍.同步碎石封層技術(shù)簡介[J].東北公路,2003,26(1):21-24.