淺談同步碎石封層技術在國省干線公路預防性養護中的應用

王環

摘 要：預防性養護就是在路面未發生結構性破壞以前，為了更好地保持道路路面的良好使用性能，延緩路面的破壞周期，在道路壽命周期內獲取的最大效益，以不增加結構承載力為前提，在適當的時間，采取合理的技術措施改善路面的技術狀況，全面提升路面服務水平。

關鍵詞：同步碎石封層技術;預防性養護;應用

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）02-0128-02

根據交通運輸部《“十三五”公路養護管理發展綱要》分析，“十三五”期間我國公路行業建設需求開始逐步降低但養護需求快速上升，隨著公路交通發展從建路時代到養護時代的過渡，公路養護已成為公路交通發展的緊迫任務。由于二級公路收費的取締，國省干線車流量驟增，公路養護需求逐步加大，科學、合理的養護既能延長公路使用壽命，保證良好的服務能力，又能確保安全暢通，減少交通安全事故的發生，同時還能有效節約養護資金。其中，同步碎石封層技術可以快速恢復公路路面使用功能，提高道路使用性，緩解瀝青路面病害的發展，延長瀝青路面使用壽命，被廣泛應用在公路預防性養護中。以G312線預防性養護實施及后期效果評價為例，對同步碎石封層技術在國省干線預防性養護中的應用作一些淺顯分析。

1 同步碎石封層技術的主要特點

同步碎石封層技術是路面預防性養護的一項新技術，是在同一時間內同步灑（撒）布乳化瀝青結合料和骨料，使它們之間具有最大的表面裹覆強度。通過同步鋪灑粘結材料和石料，實現噴灑到路面上的高溫粘結料在不降溫的條件下即時與碎石結合的效果，從而確保粘結料和石料之間的牢固結合。它具有表面高度耐磨、高度防滑和較強的防水性能，以及節約成本、延長道路使用壽命、快速恢復交通等特點。

（1）良好的耐磨性。瀝青與同步灑鋪的碎石形成瀝青結合料，碎石顆粒以2/3的高度嵌入瀝青，增大了兩者的接觸面積，由于瀝青結合料的毛吸引力可以形成一個凹面，該凹面與碎石緊密咬合，可防止碎石掉落、流失，因此，使同步碎石封層路面具備了良好的耐磨性和耐久性，這也是瀝青路面采用同步碎石封層技術作為預防性養護或修復性養護措施的重要因素之一，它可使道路使用壽命得以延長。

（2）良好的防滑性。同步碎石封層中的骨料被瀝青粘結到路面上后，會直接與輪胎接觸，骨料的粗糙度會增大與橡膠輪胎之間的摩擦，因此，可明顯提高路面的附著性和防滑性。

（3）良好的防水性。同步碎石封層具有柔性的力學特征，能有效治愈路面貧油、掉粒、輕微網裂、車轍等病害，減少路面反射裂縫，增加路面抗裂性能，因此，能有效提高路面防滲水性能，若使用聚合物改性瀝青則效果更佳。

（4）良好的經濟性。根據以往施工經驗及試驗驗證，通常情況下熱改性乳化瀝青灑布量一般為1.7-1.8kg/m2，碎石撒布覆蓋率100%。其成本只是3cm熱瀝青混合料罩面的50%左右，而質量要好于罩面。相比之下，同步碎石封層的性價比明顯優于其他路面病害處治方法，從而大大降低公路的養護維修成本。

（5）同步碎石封層可在低等級公路的應用中作為一種過渡型路面，以緩和公路建設資金暫時緊張的問題。

（6）同步碎石封層工藝簡單、施工速度快，可視氣溫和車流量情況及時限速開放交通，通常一小時后可完全開放交通。

2 材料和設備的選用

在施工之前，應通過相關試驗來確定骨料和乳化瀝青之間的化學性能的相容性，以保證同步碎石封層施工的高性能。在設備的配置上，應選用與同步碎石封層車相匹配的機具，配備經驗豐富、操作熟練的技術工人配合作業，以達到高質量、高效率的施工效果。

（1）瀝青的選用。同步碎石封層所用乳化瀝青各項技術指標應符合規范要求，在控制好乳化瀝青正確的灑布溫度、灑布量的前提下，可以取得良好效果。應注意的是，施工中乳化瀝青用量多少是決定同步碎石封層質量好壞的一個重要因素。乳化瀝青過多會出現泛油現象，過少則有可能出現嚴重的碎石脫粒。因此，乳化瀝青用量要根據路面狀況、交通量、施工季節等進行調整，高溫季節可適量減少用量，高寒地區適量增加。

（2）骨料的選用。同步碎石封層骨料可采用花崗巖、玄武巖、石灰巖等，可結合路基結構和交通量等因素針對性地進行選擇。因同步碎石封層技術屬薄層技術，所用骨料為單一級配碎石顆粒（非一般意義的石屑），碎石粒徑為8～12mm為宜。

（3）設備的選用。同步碎石封層設備選用的是新鄉市創達公路設備有限公司生產的CD0814型橡膠瀝青同步碎石封層車。配合與同步碎石封層車作業的機械有50型裝載機一臺、22t輪胎壓路機一臺、路面除塵設備和小型銑刨機各一臺。

3 同步碎石封層的作用機理

（1）同步碎石封層的瀝青結合層可以有效防止地表水下滲，減少水損害引起的路面坑槽、唧泥、松散等病害，提高路面使用性能。

（2）同步碎石封層結構中骨料粒徑均勻，棱角分明，相互嵌擠形成咬合面，粗糙的表面會增大與橡膠輪胎之間的摩擦，從而使路面抗滑能力提高。

（3）同步碎石封層通常選用高強耐磨石料作為路面抗滑磨耗層使用，石料強度高，耐磨性能增強，道路壽命也就相應增加。

（4）同步碎石封層能有效增強路面結構的內聚力，增加路面強度，保證行車舒適，提高行車安全性。

4 同步碎石封層的優越性

同步碎石封層技術目前在公路預防性養護中已得到普遍推廣和應用，經過實踐驗證，它與傳統養護技術相比較，主要有以下優點：

（1）同步碎石封層成與傳統的瀝青貫入式或瀝青表處相比，其成本相對較低，而其中的大骨料強度高耐磨，承載性能較好，具有良好的耐磨性和耐久性，因此，其使用壽命相對較高。

（2）同步碎石封層防水效果較好，它是靠噴灑的瀝青結合料滲進裂縫中，在公路表面形成瀝青結合料薄膜，這種瀝青結合料薄膜在路面上形成防水層，可以防止地表水下滲。同時，對原路面的小裂縫、網裂、貧油、泛油、光滑等有很好的修復作用。

（3）同步碎石封層與在半剛性基層上直接鋪裝4cm瀝青混凝土的路面相比，使用壽命相當，而造價卻只有后者的1/3-2/3，綜合考慮后期養護費用，同步碎石封層的性價比更為突出。

（4）同步碎石封層道路在后期改造升級時，原路面可直接作為防水粘結層和應力吸收層使用，在道路有后期改造升級需要時，此方案更顯優越。

（5）同步碎石封層施工速度快，養生時間短。一臺同步碎石封層封層車一天單幅可鋪2-3公里，一般1-2小時左右開放交通，施工可采用半幅通車半幅施工的交通管制辦法，對通行影響較小。

5 同步碎石封層的局限性

同步碎石封層技術在應用過程中也有一定的局限性，主要是對原有路面要求較高：

（1）原有路面必須具有足夠的結構強度和良好的路面平整度。如果原有路面結構強度不足，必須根據實際情況采取合理的方法。

（2）如原路面裂縫寬度大于5mm，應采用瀝青密封膠密封裂縫。

（3）原路面如有覆蓋層等隆起病害，應進行碾壓、刨平，保證路面平整。

（4）原路面如有坑槽、松動、壓泥、塊狀裂縫等病害，應挖出基層進行治理，防止病害反射。

（5）同步碎石封層宜在尚未發生病害或者病害較輕的路段實施，對原路面存在嚴重病害的路段，如果病害處治不徹底，隨著溫度變化、瀝青老化和行車荷載作用等因素的影響，裂縫會逐漸反射到表面。

6 同步碎石封層實施效果評價

結合施工經驗和后期跟蹤觀測情況分析，天氣狀況、施工溫度及瀝青灑布量、碎石撒鋪量等因素對同步碎石封層質量的影響較大，因此在施工過程中要綜合考慮。

（1）天氣狀況及施工溫度對同步碎石封層的影響。天氣狀況及氣溫對碎石封層施工的質量影響較大，大風、雨天、低溫（氣溫不低于20度）不宜施工。一般應選擇在干燥和炎熱的夏季進行施工，施工氣溫25到35度，路面溫度25到55度為最佳。由于同步碎石封層施工工藝對溫度要求高，對環境溫度影響敏感，在溫度相對高的時候施工，瀝青的滲透性及石料與瀝青的粘附性會更好，封縫效果會更佳，石料嵌擠密實，飛石較少，后期行車過程中石料剝落情況也會相應減少。

（2）瀝青灑布量和碎石撒鋪量對同步碎石封層的影響。施工中瀝青用量是決定封層質量好壞的一個十分重要的因素。瀝青用量過多，路面有可能出現泛油現象;反之，則會出現嚴重的碎石脫落。因此，瀝青用量要根據路面狀況、施工季節及交通量等情況綜合確定，采用試驗段參數對瀝青灑布量進行修正或調整。正確的石料撒鋪量應該是可以完全覆蓋舊路面，石料之間應該是肩并肩緊密的構成一個平面，達到100%石料覆蓋率。如果石料覆蓋率過低，瀝青沒有被完全覆蓋，紫外線過多照射會加速瀝青老化，從而影響路面質量;如果石料覆蓋率過高，過多的石料被擠壓到瀝青層中，石料擁擠會導致一些已經粘到瀝青的石料脫落，一方面造成材料浪費，另一方面脫落的石料有可能會被車輪帶起砸碎汽車擋風玻璃，造成行車安全隱患。

參考文獻

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