公路路面同步碎石封層技術的應用分析

周冬冬、徐晨輝

（南昌公路橋梁工程有限公司，江西南昌 330006）

0 引言

同步碎石封層技術是路面工程中常用的技術，該技術具備施工效率高、技術成熟、施工成本低等特點，得到了廣泛的應用。同步碎石封層技術施工環節要根據項目的標準需求，對技術的方案進行更新優化，同時嚴格地根據施工標準做好細節控制，如此才能夠提升路面工程的質量。

1 同步碎石封層的作用

經過調查分析發現，歐洲有95%以上的公路項目會采用碎石封層施工技術養護，而有些鄉村道路、場區道路在鋪設施工中，會直接選擇應用碎石封層施工技術。以法國為例分析，有40%以上的路面采用碎石封層技術進行施工。經過實際經驗分析，同步碎石封層的作用主要是以下幾點：一是路面承載性能比較高，可以承載每日4 萬輛的車輛通行；二是路面反射裂縫的發生概率較低，使用壽命延長明顯，經過法國的相關統計數據分析，碎石封層的路面形式，其使用壽命會延長10年；三是進行原路面的裂縫、車轍等病害的清理;四是路面的防滑、防水的性能比較優越；五是交通狀況可以快速的恢復；六是交通運輸成本相對較低。在目前我國的公路工程的維修中，同步碎石封層施工技術的防水、防滑效果非常的明顯，經濟價值較高，且該技術的應用效果非常好，完全滿足當前交通運行的標準。

2 同步碎石封層施工對舊路面的要求

公路路面應用同步碎石封層施工方式，路面的耐磨性會得到提升，其外部美觀性改善較為明顯，且防水效果也得到了很大的提升。其可以做好公路表面的維護與管理，對磨耗層結構進行修復處理，達到結構總體性能的提升。因此，應用同步碎石封層施工技術，要做好舊路面表面的調查與分析，以確定是否符合要求。

第一，整體穩定性。應用同步碎石封層技術開展施工前，工作人員必須對施工現場的路段情況進行全面調查分析。如果該路段不具備施工的條件，則不能進行現場的施工。只有在路面各項指標都符合要求的情況下，才能開始維護與保養處理。經過各項參數的指標分析，了解其存在的影響因素然后才能選擇合適的處理措施，保證養護效果合格，滿足現場的施工要求[1]。

第二，足夠的強度和剛度。舊路面結構要具備足夠的剛度和強度，養護效果才能從根本上起到作用。承重結構必須有足夠的壓力，如果強度、剛度不合格，則在外部荷載作用之下，容易導致結構發生損壞，極大地影響工程的運行效果。因此，在同步碎石封層技術養護施工前，必須對強度與剛度檢查，以確保符合工程的要求。

第三，表面平整、密實、干燥、干凈。要想使得瀝青碎石封層的效果滿足要求，確保路面達到整潔、干燥的要求極為重要，其可以大幅提升施工效果，延長使用壽命。

第四，事先處治原瀝青路面病害。為了使得同步碎石封層技術達到更好的效果，提高養護的總體水平，應對原路面結構的病害問題及時地處理，尤其是擁包、車轍等嚴重的病害問題，需要做好維護和處理，以達到運行狀態的要求，從而可以保證養護施工順利進行[2]。

3 工程概況

某高速公路項目的總長度為55km，設計行車速度為120km/h，路面為雙向四車道的形式，其路基設計寬度為22.5m，路面為瀝青混凝土結構。在高速公路投入運營的幾十年時間里，隨著交通車流量的持續性增大，外部環境發生很大的變化，公路表面存在著非常多的病害問題，給道路運行的安全性、舒適性造成極為不利的影響。對于這些問題來說，管理和維護單位可以選擇使用同步碎石封層技術養護施工。以熱瀝青下封層技術為基礎，制定出切實可行的施工方案，選擇合適的現場進行試驗分析，以檢驗技術是否具備可行性。

4 同步碎石封層技術應用

4.1 施工準備

4.1.1 石料的選用

石料選擇的過程中，要根據如下的幾項原則：其一，硬度，在現場施工結束后，封層表面的碎石層要承載長期的摩擦和碾壓的作用，其耐磨性符合要求，且要達到足夠強度的要求；其二，形狀，石料表面的粗糙度符合要求，顆粒狀的形式，和瀝青材料結合中，會有足夠的表面積，確保其可以嵌入縫隙內，從而形成完善的嵌鎖結構形式；其三，級配，在材料選擇環節，要使用純碎石的材料，不需要加入其他的輔助材料，可以選擇單一級配的形式。經過篩分處理，選擇規格標準合格、級配標準統一的形式，石料供應符合要求。在力學試驗檢測后，花崗巖壓碎率良好，所以最終選擇應用玄武巖、石灰巖處理。現場施工中，石料用量每1000m2使用量為6.5～7.5m3。

4.1.2 瀝青料的選擇

通過上文分析同步碎石封層技術的工作原理，在現場鋪設施工中，保證瀝青材料的黏性符合要求，并且在表面經過碾壓施工后組合形成整體的結構。瀝青路面還要具備一定的爬升高度，通常需要爬升到碎石的2/3 左右，保證碎石包裹面積合格。此外，還要保證瀝青層結構適用范圍足夠，可以和不同碎石聯合應用。

4.1.3 施工機械

現場需50 型裝載機1～2 臺，石料篩分設備1～2臺，壓路機1～2 臺，水車8t 的1 臺，還要有足夠的運輸車輛與保溫車輛，達到現場施工的要求。

4.2 噴灑瀝青

瀝青材料噴灑作業量必須嚴格控制，保證均勻性合格，且應用合適的方式接縫處理。瀝青材料的灑布施工應用4t 灑布機械、1t 人工瀝青灑布車進行。乳化瀝青材料需要在常溫條件下灑布施工，不加熱處理即可滿足要求。人工瀝青灑布環節，保證噴嘴的高度滿足要求。瀝青灑布車輛的運行速度在0.8～1.2kg/m2范圍內，如果灑布施工環節存在缺角或者空白的問題，要及時進行人工補灑處理，消除堆積的問題[3]。

4.3 接縫處理

縱向接縫施工處理中，會存在比較多條的灑布帶，造成路緣石與縱向邊坡搭接存在，需要調整灑布車的位置。搭接部位的瀝青量嚴格控制，防止由于不均而出現搭接不合格的情況。路緣石表面需要鋪設一層廢紙，在灑布結束后，將表面覆蓋物清理掉。橫向接縫一般需要在起始的位置上鋪設一層鐵板，保證車輛可以正常的行駛，達到運行穩定性標準，達到均勻性合格。終點部位的控制難度高，應該做好噴灑長度的計算分析，一般需要在表面鋪設5m 的覆蓋物，如果無法達到要求，應該及時人工補充噴灑施工[4]。

4.4 撒布石料

該項目進行同步瀝青碎石撒布車施工，碎石材料粒徑為9.5～13.2mm 之間。碎石撒布施工中，要做好現場的控制，保證撒布的時間符合要求，乳化瀝青材料在不流動后即可進行碎石撒布處理。達到均勻性的要求，且厚度控制在5～6mm 之間。如果發現存在缺料的問題，應該及時補充處理，局部過量應該及時清理，在第二次瀝青噴灑后及時進行碎石撒布處理。

4.5 碾壓

在各個部位的厚度要求均勻一致，碾壓環節，保證熱瀝青材料的溫度達到90oC 左右，通過膠輪壓路機碾壓施工，一般為碾壓2 遍，保證車輛的行駛速度控制在1.5～2.0km/h 范圍內，相鄰部位重疊處理，其寬度為1/2 輪寬即可。

4.6 開放交通和初期養護

瀝青下封層結構碾壓施工結束后，經過養護處理后表面水分蒸發，在符合條件后才能開放交通，同時要加強車輛行駛速度控制，下封層的整個寬度符合行車的要求，保證下封層的性能達標，且基層結構穩定性合格。在現場施工結束后，將表面多余集料清理干凈。下封層養護環節，除了現場車輛之外，其他車輛禁止通行，且作業車輛速度為20km/h。

5 原材料質量控制

5.1 瀝青黏結料

瀝青碎石同步封層施工技術根據現場需要選擇合適瀝青材料，此次應用110#瀝青材料，各項性能符合要求。經過試驗后分析發現，應用110#瀝青材料，黏附性達到3 級以上，為了保證黏附性達到4 級，可以在瀝青材料中加入抗剝落劑，結合現場的效果，總結出PA-1 型瀝青材料加入的抗剝落劑的比例為0.4%左右。

5.2 碎石

碎石材料制作中，需要經過反復的破碎、錘擊處理，保證其達到潔凈、干燥、無風化、無雜質的要求，形狀符合要求，且強度、耐磨性滿足工程的要求，采用單級集料形式，其中針片狀碎石的材料控制在15% 以內，雜質含量控制在1%以內，壓碎值在20%以內。進入現場后，進行碎石材料的粉塵含量檢查，應用裝載機聯合吹風機進行處理，也可以在拌和樓內進行攪拌除塵、除濕處理。經過分析應用效果，該公路項目的應用中，瀝青碎石封層結構的施工中，交通荷載較大的情況表，碎石應該采用10～14mm 的材料，用量為11～12m3/1000m2，其主要優勢就是龜裂的表面在封層成型后，隨著時間的延長也不會反射處理裂縫。在施工中，原油結構層、油石比不進行試驗分析，特別是路面的油石比較大的情況，如果封層結構梁灑布量符合要求，確保瀝青材料和原油表面結合中，高溫瀝青容易導致表面硬度不足而影響總體的運行效果[5]。

6 施工過程質量控制

6.1 原路面病害處理

在現場養護施工前，應該進行原路面結構的分析，比如翻漿、沉陷、擁包、裂縫等，要嚴格處理，及時消除病害的問題，為后續養護施工奠定基礎。

6.2 施工氣溫條件

瀝青碎石封層在施工中，應該保證天氣狀態是炎熱、干燥的，這是保證施工效果的關鍵。現場施工各個環節必須緊密銜接，保證施工的連續性，當日施工的路段必須當日完成。因為天氣條件對瀝青碎石封層的性能影響較大，所以避免在大風、雨天、溫度不足10oC 的天氣下施工。同時，隨時了解天氣的變化，及時調整施工計劃。

6.3 路面清潔

碎石封層施工前，及時將表面的泥土、雜質清理干凈，避免噴灑的瀝青被粉塵包裹而形成隔離層，如果表面光滑度較高，應該進行拉毛處理。

6.4 瀝青碎石同步封層工藝控制

第一，加強瀝青溫度控制。瀝青溫度影響材料性能和工程的質量，在加熱環節要做好碎石量的控制，一般來說，普通瀝青材料的加熱溫度為165～170oC 之間，嚴格控制溫度，如果超出該標準，容易導致老化嚴重的情況。灑布瀝青材料的溫度為155～170oC 之間。同步封層車內的瀝青材料如果不足155oC，需要及時通過車輛進行加溫處理，直到達到溫度的要求才能開始施工，避免因為材料溫度不合格而影響工程的質量。

第二，加強瀝青用量和瀝青灑布環節控制。瀝青碎石同步封層時，瀝青材料的最佳使用量符合要求，通過碾壓之后使得熱瀝青材料沿著石料爬升高度為碎石粒徑的2/3 左右，保證瀝青材料的包裹表面符合要求，達到運行標準。經過檢測分析，應用10～14mm的碎石材料，灑布量為1.5～1.6kg/m2內即為合格的標準，一般來說，原路面的油石比較大的情況下，瀝青材料灑布量要進行試驗確定。灑布施工中，保證噴灑前后達到均勻、厚度相同的瀝青膜，避免因為不均勻而出現剝離、斑紋的情況。瀝青材料的灑布要滿足規則性的要求，線形順直，且路面標注中心線的部位，保證線形控制符合要求。對于容易發生污染的部分，要做好防護處理，以免污染嚴重而影響工程的質量。在瀝青膜外露形成條寬的情況下，要立即關閉噴嘴與料門，檢查壓力是否符合要求，如果發生堵塞的問題，要及時采取處理措施。

第三，標定同步碎石封層車。在現場施工前，需要做好瀝青同步碎石封層車的計量、溫控以及撒布系統控制，進行試驗確定，保證撒布寬度、碎石量、均勻性符合要求，經過檢查合格后，才能進行施工。同步碎石封層車撒布工作結束后，除了在兩幅的連接部位上預留寬度10cm 的結構外，其他的部位必須全部噴灑施工，達到運行的標準要求。每次撒布施工結束后，要做好撒布面積的計算確定。

第四，膠輪壓路機碾壓施工，選擇使用兩臺16t 車輛碾壓施工，采取階梯作業的方式，達到運行的要求。

第五，緊跟壓路機后部進行補充撒布施工，保證總體結構的表面平整度符合要求。

第六，將現場存在的浮料清理干凈，保證結構表面不會存在任何的影響。

6.5 接縫處理

第一，橫向接縫。在封層車輛的起始點與前一車封層的尾部1.5m 的范圍內，應用封層相同寬度的鐵板或者油毛氈的鋪設施工，保證凹凸部位進行處理。

第二，縱向接縫。瀝青同步封層車要達到車輛行駛平順的要求，縱向連接部位的寬度在10cm 以內，且防止存在條帶泛油或者連接部位較高的情況。

6.6 開放交通與初期養護

瀝青碎石封層施工全部完成后，通車2h 內要做好交通管制，保證車輛速度符合要求，一般為30km/h內。路面成型之后，如果發現泛油的問題，要及時撒布嵌縫材料，達到均勻性的要求。

6.7 加強交通管制，確保施工安全

因為同步碎石封層施工技術的通車運行中，一般是半幅施工、半幅封閉的方式。在現場施工中，必須做好現場施工分析和控制，嚴格遵守國家標準和要求，從而提高施工的效果。在現場設置警示標志，做好維護的管理，達到安全性能。此外，同步碎石封層車的性能符合要求，且保持良好視線，作業寬度符合要求，現場的地面凈空高度控制在6.5m 以上，且要防止存在高壓線或者其他傳輸線的形式。

7 結語

公路路面同步碎石封層施工技術應用到實踐中，對于路面養護施工效果的提升有著非常重要的價值，其可以提高基層結構的抗水侵蝕能力，保證路面和基層結構的黏結性合格，從而消除病害的問題，提高公路的總體質量水平，為公路技術發展起到積極的作用。