同步碎石封層技術研究及在公路施工中的應用

李銳

摘 要：隨著公路建設規(guī)模逐步擴大，越來越多公路修建在復雜地形地區(qū)，增加了施工難度。同步碎石封層技術的應用與全面推廣，積極預防了路面早期病害，有效提升了路況質量，對緩解養(yǎng)護費用壓力具有重要意義。本文在充分了解同步碎石封層技術原理的基礎上，結合具體工程案例，提出選擇橡膠瀝青同步碎石封層技術用于公路維修養(yǎng)護施工，主要對材料選擇、混合料路用性能及施工技術要點進行了分析與探討，以期全面提升工程質量。

關鍵詞：同步碎石封層;橡膠瀝青;材料選擇

中圖分類號：U418.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0105-02

0 引言

在社會經濟高速發(fā)展的今天，人們越來越重視環(huán)保問題。橡膠瀝青材料的應用可有效緩解廢棄輪胎污染環(huán)境、占用土地等問題。相比普通熱瀝青碎石封層，橡膠瀝青碎石封層粘性更高，基于橡膠的特性，將大大提高封層的抵抗能力，很大程度上增強路面的抗變形能力，并能充分吸收裂縫處集中應力，避免反射裂縫傳遞，此外，因橡膠具有良好防水性能，橡膠瀝青碎石封層的應用，可增強路面防水能力，不容易被浸蝕，通過橡膠瀝青等材料的摻加，能夠有效提升路面的路用性能。橡膠瀝青同步碎石封層的在同步碎石封層基礎上發(fā)展而言，這項技術的應用，將會有效解決當前我國公路養(yǎng)護問題，更好地推進我國公路養(yǎng)護事業(yè)發(fā)展。

1 同步碎石封層技術原理

同步碎石封層是指通過專用同步碎石封層車在路面上同時撒鋪碎石、膠結材料，在車輛碾壓作用下，可構成一種瀝青碎石磨耗層，從而保護路面結構。根據(jù)設計要求，必須合理控制膠結材料，如改性瀝青、改性乳化瀝青等才能的撒布量，確保其各項技術指標滿足規(guī)定要求。而橡膠瀝青同步碎石封層技術是在同步碎石封層基礎上發(fā)展而言，其技術原理基本相似，主要通過專用橡膠瀝青同步碎石封層設備，在路面同時撒鋪高溫橡膠瀝青和符合規(guī)定的石料，在最短時間內保證瀝青材料與石料充分粘結，并在外荷載壓力作用下，持續(xù)發(fā)生反應，從而保證其強度滿足施工要求。一般情況下，在整個施工過程中，需合理控制撒鋪溫度，橡膠改性瀝青的撒鋪溫度需控制在180℃左右，當瀝青材料與石料結合時，則需控制在165℃以上，保證具有良好流動性。其具有抗裂性能強及防水、防滑性能良好等特點。相比常規(guī)罩面施工技術，橡膠瀝青同步碎石封層的成本較低，僅為熱瀝青混合料罩面（3cm厚）成本的一半，甚至更低，但在質量方面，卻高于熱瀝青混合料罩面施工工藝，具有質優(yōu)價廉的優(yōu)勢。

2 工程概況

某公路工程建成通車之后，于2016年全線加鋪改性瀝青混凝土（3cm厚）進行中修罩面。近年來，因本路段為交通主干道，交通量較大，尤其是重載車輛增多，導致路面出現(xiàn)了不同程度的病害問題，如網(wǎng)裂、沉陷、龜裂等。當前主要對K1340+800～K1383+718段進行中修施工，全長為11.8km。其中有4.7km路段存在較為嚴重的龜裂病害，為此，決定選擇橡膠瀝青同步碎石封層技術進行處治，并將細粒式橡膠改性瀝青混凝土加鋪其上，厚度為4cm。

3 橡膠瀝青混合料的路用性能

為充分了解橡膠瀝青混合料的性能，本文針對兩種不同混合料，即70#熱瀝青、橡膠瀝青進行了高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、彈性恢復性能進行了對比分析，具體如表1所示。

3.1 高溫穩(wěn)定性

通過軟化點可以分別評價兩種不同混合料的高溫性能。試驗結果為70#熱瀝青的43℃，橡膠瀝青的動穩(wěn)定度68.4℃。按照由高到低排列，軟化點分別為70#熱瀝青混合料>橡膠瀝青，由此說明，橡膠瀝青具有良好的高溫穩(wěn)定性，及較高粘性，可達到降低車轍產生幾率的作用。

3.2 低溫抗裂性

于瀝青低溫抗變形能力來講，延度是其主要評價指標。針對上述兩種不同混合料，通過5℃延度可以看出，橡膠瀝青的延度為17.1mm，相比70#熱瀝青，則高于該值。由此說明，相比普通瀝青低溫脆性，橡膠瀝青更具優(yōu)勢。究其原因在于橡膠粉自身具備可塑性、延展性，待瀝青與橡膠粉充分結合之后，很大程度上可提高橡膠瀝青的低溫延展性能。

3.3 彈性恢復性能

瀝青路面的變形恢復能力往往選擇彈性恢復率來充分反映，當彈性恢復率降低時，則說明瀝青材料具有較差的變形恢復能力。經表1試驗檢測結果可見，25℃彈性恢復率為70#熱瀝青為7.21%，橡膠瀝青為76.2%。作為瀝青抗疲勞能力的關鍵性指標，相比普通瀝青，橡膠瀝青的抗疲勞性能更強。其原因在于橡膠粉自身彈性較大，當橡膠粉結合瀝青材料之后，很大程度上可提高橡膠瀝青的彈性恢復性能，相比之下，還能增強瀝青路面的抗疲勞能力，有利于延長路面使用壽命。

4 材料選擇

4.1 橡膠瀝青

據(jù)研究表明，橡膠粉摻量增加，橡膠瀝青粘度也會隨之增加，這種情況下，將有效改善路面路用性能，但這種情況下，可大大增加施工難度。為此，必須合理控制橡膠粉的摻加量。根據(jù)工程實際情況，本文選擇18%～20%作為橡膠粉摻量范圍。結合工程具體情況，本文可采用90號基質瀝青，30目膠粉，按照表2相關要求確定橡膠瀝青技術指標。此外，還要確定橡膠瀝青灑布量，要求控制在1.5～2.0kg/m2范圍內，保證灑布量適宜，才能避免出現(xiàn)泛油、瀝青膜厚度不足等問題。

4.2 石料

一般情況下，多選擇3擋粒徑石料，多為4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm，根據(jù)工程建設需求，本工程選擇單粒徑石灰?guī)r碎石，為9.5～13.2mm。保證顆粒形狀良好，且不存在雜質、風化等現(xiàn)象。根據(jù)公路工程技術標準要求，石料各項力學指標應與其要求相符。

4.3 水

選擇無污染、無雜質的自來水即可，保證用水量滿足施工規(guī)定。

5 橡膠瀝青同步碎石封層技術要點分析

5.1 施工準備

施工前，需做好原路面處理工作，及時修補路面病害。首先要檢測原路面，因本路段存在嚴重龜裂病害，需針對路面強度不足之處及時補強。并清理干凈其他污染物，待路面表層干燥度滿足設計要求后，即可開始同步碎石封層施工。根據(jù)施工量，需合理配置施工設備，本工程所需設備包括：橡膠瀝青同步碎石封層機、裝載機、膠輪壓路機、瀝青運輸車等。根據(jù)交通管制方案，在指定位置設置交通標示，保證施工安全。

5.2 試驗段鋪筑

按照設計方案，準確確定同步封層車的各項參數(shù)，如石料撒鋪量、瀝青灑布量、行駛速度等，通過試驗段鋪筑，詳細校正上述參數(shù)，用于指導大面積施工。

5.3 灑布橡膠瀝青及碎石

（1）橡膠瀝青灑布量。在具體施工中，施工機械、操作技能等均會對橡膠瀝青灑布量造成嚴重影響，若瀝青灑布量與設計值存在極大差異，那么極易影響灑布均勻性，為保證施工質量，應對瀝青灑布質量進行定量檢測。要求將受樣盤放置于需測定的瀝青灑布量段，待灑布車通行后，將受樣盤、橡膠瀝青質量準確計量出來，并進行瀝青灑布量計算，對比設計值，進行適當調整。經測試可見，本路段橡膠瀝青灑布量與設計值要求相符。在整個噴灑過程中，保證勻速、緩行，且在180～190℃之間確定橡膠瀝青灑布溫度。若出現(xiàn)灑布不均勻情況，需及時通過人工方式進行修復，保證不會出現(xiàn)漏點等情況。

（2）碎石撒布量。按照上述檢測方法，定量檢測碎石撒布量，碎石撒布過程中，為便于固結石料與瀝青材料，通常按照“1+2”的配置方法進行瀝青灑布設備與碎石撒布設備的配置。此外，還要緊跟碎石撒布車，指派專人負責清理撒布范圍外的碎石。在整個過程中，嚴禁碎石撒布車粘黏瀝青材料，為避免該問題產生，可對撒布車輪做灑水處理，但需嚴格控制灑水用量。

5.4 接縫處理

第一類橫縫處理，可選擇對接法進行路面橫縫處理。在路段起、終點前后部位橫鋪油氈紙，保證橫向銜接準確。待封層車通行之后，即可將油氈紙去除。第二類縱縫處理。在縱縫施工中，要分幅進行封層施工，保證施工質量。

5.5 碾壓

完成灑布施工作業(yè)后，需及時做好碾壓施工，要求在5～8km/h之間控制碾壓速度，保證在瀝青內充分嵌擠單粒徑碎石材料，保證其固定良好，根據(jù)施工要求，需合理控制碾壓遍數(shù)，一般為3～4遍，確保壓實度滿足設計要求。

5.6 養(yǎng)護

相比其他施工技術，同步碎石封層鋪筑后養(yǎng)護施工極為重要，一般歷經2月車輛通行碾壓，才能逐步成型，在整個階段內，若局部嚴重泛油，需及時進行石料補填，保證路面平整度。

6 結語

綜上所述，伴隨我國公路建設規(guī)模的逐步擴大，瀝青路面應用愈加廣泛，其質量問題也備受關注。橡膠瀝青同步碎石封層技術的應用，可有效修補路面病害，增強路面強度，提高施工質量，推動整個公路行業(yè)發(fā)展。

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