同步碎石封層技術在公路養護中的應用

王國安

山西省交通規劃勘察設計院有限公司 山西 太原 030000

在目前我國公路養護工作壓力較大，其主要原因是國內大部分公路建設工程基本已經結束，進入了需要進行養護維修的時期，眾多技術研究員在對公路養護過程中發現，傳統性養護技術在實際使用過后，維持時間較短，其使用性能并不能滿足現代公路使用的實際需求，基于此應用新型同步碎石封層技術開展公路養護作業就顯得尤為重要，這項技術可以有效減少路面出現沉陷、開裂或車轍等問題，為公路交通保持通暢運行和安全運行提供最有力的支撐。

1 同步碎石封層技術機理

目前我國公路路面在建成初期最易受到水損害，為了有效將這類病害消除，大多工程人員都會采用在公路表面加鋪薄層的方法，提升表層的遇壓抗性和抗滑能力，這可以有效避免反射性裂縫在表層出現，減少公路路面投入使用后的早期病害，以此延長公路使用壽命[1]。在預防性公路路面養護作業中同步碎石封層技術是最為有效的技術之一，其主要是封層車在將碎石和其他粘結材料等鋪灑在公路表面，壓實機器再將其進行碾壓直至成型，從而在公路表面構成一層由瀝青和碎石等形成的抗損層。與其他公路養護技術對比，同步碎石封層技術本身具有以下幾項特點：第一，其技術主要是由瀝青碎石等材料在鋪灑過程中產生黏結反應從而形成公路表面除治層，其中具有一到兩毫米的瀝青膜，從科學角度講其屬于力學特征中的柔性，可以有效增強路面的抗滑能力，對路面表面發現的輕微性病害也可以及時進行處理，還能有效加強路面抗滲透能力。通常來講，這項技術在公路養護作業中使用，能夠合理將路面的使用年限延長[2]。第二，使用碎石封層鋪設的路面表層呈粗糙狀，在實際使用時，公路表面與交通工具之間的摩擦系數會得到大幅度提升，增加路面的抗滑性能，同時公路表面的平整度也能隨之提高。第三，同步碎石封層在選取碎石大小時，需要依據公路養護實際需求進行選取，在使用時也可通過多層進行鋪設的方式，選取不同大小的石料，這樣也可增加路面的抗壓能力。同時局部多層鋪設的方式也可以處理路面車轍或沉陷等病害。第四，這項技術在使用時，施工過程極為簡單，施工速度較快，不會對交通造成太大影響。

2 同步碎石封層技術在公路養護作業中的優點

2.1 技術優勢

耐水性高：同步碎石封層技術時具有柔性力學特征的，可以使瀝青與粘結材料通暢地滲透到公路表面裂縫中，同時噴灑在公路表層的薄層粘結材料可以形成一層以為嚴密的防水層，因此可以有效降低路面積水滲透造成公路表面出現裂縫的情況。防滑性能高：同步碎石封層中的所有材料在施工過程中均可和壓路機輪胎直接接觸，集中材料在粘結之后的粗糙度可以加大與輪胎之間的摩擦系數，這樣既能滿足公路路面對防滑性能的要求，還可以有效節約能耗。耐磨性和耐久性較高：碎石和乳化瀝青在同步噴灑的過程中會形成混合粘結料，其中碎石顆粒與瀝青之間的融合比例為2/3，這樣就能加大瀝青結合料和骨料之間表面接觸度[3]。同時，這種瀝青結合材料產生的毛細吸引力可以在表面呈現凹面，其凹面處可以充分與碎石結合，可以有效防止碎石在作業過程中的損失。施工設備簡單，工藝簡單：這項技術的材料子混合過程中相對固定，原材料生產也較為簡單，在使用過程中的施工速度相對較快，能夠迅速將交通開放，最高2小時就可完全通車。

2.2 經濟優勢

同步礫石封層技術在施工期間工藝較為簡單，道路在實際維修養護作用中成本較低，并且施工期間只需要使用一套機器便可完成主要施工步驟，施工中也消除了各工序在交替期間的時間耽擱，以及多種外部因素造成的施工質量隱患。這項技術與傳統黑色路面養護技術相較，同步碎石封層技術有更高的使用率，使用這項技術的實際工作效率相對較高。由于同步碎石封層技術是一項薄層公路養護技術，其在單層施工時的厚度大致等于所用骨料顆粒的大小，并且瀝青和骨料之間更容易互相結合，無需高溫加熱和攪拌或混合，因此使用同步碎石封層技術開展公路養護作業的單位施工成本較低，相較于其他技術相比，可以縮減40%-60%的投入成本，并且此項技術的建設周期短，施工結束后2小時就可以讓車輛通行，縮短了交通封閉的時間，有效提高了公路的整體運輸效益。

3 工程概況

某項工程在實際使用期間，由于車流量過大承載超出數值，在并未達到使用壽命之前，就出現了許多不同程度的病害問題，其中發現的主要病害是路面產生裂縫，如橫、縱向裂縫、表面細微龜裂等，并在部分位置還發現了沉陷問題，致使路面產生積水。經過勘測人員實地檢測，交由多方部門進行商議，最終出具以下方案：為了有效解決公路路面出現的病害問題，恢復公路在使用期間的性能，有效延長公路運行的期限，經討論最終決定，利用同步碎石封層技術對出現病害問題的公路進行養護和維修。

4 公路養護同步碎石封層技術要點

4.1 施工準備

合理選擇機械設備，根據本工程需要進行養護的具體情況看，最終決定應用同步碎石封層技術對路面進行養護施工，在此期間主要需采用的設備有自卸車、封層車、膠質輪胎壓路機等。其中最為主要的就是同步碎石封層車，在對路面進行鋪灑時，其可以將瀝青與碎石材料一前一后同步撒鋪，需要注重的是瀝青需在前端，石料在后面，再通過膠輪壓路機，對瀝青和碎石進行碾壓使其迅速黏結。需要碾壓機器同步施工的原因是防止瀝青硬化后進行碾壓石料易碎。壓路機器必須在瀝青硬化前完成施工，不得對石料造成損傷，若是屬于乳化材質，則在進行同步碎石封層作業中，無需使用膠質壓路機。

封層車標定，通常情況下，可以根據設計時期規劃的撒布率，瀝青使用量等條件，計算和分析出在封層車均速下噴油嘴的角度、瀝青泵進料量、石料在進倉時的角度等，然后標定好精準數值，在此環節可以先行進行實驗，根據實驗效果進行數值調整，隨后再依據標定后參數將各項養護工作完成。

確定試鋪段，為了確保公路大面積施工期間的質量，就需要提前設置試鋪段，由于封層車儲存空間有限，其所裝載的材料就會有一定限制，無法持續性進行施工，在這樣的情況下，就需要將養護公路劃分為多個施工工段，為后期共苦養護和把控質量提供便捷條件。在對施工路段進行劃分時，首先需要充分考慮封層車內所裝載材料與實際施工面積是否符合。其次若是在施工期間改用乳化性質的瀝青材料，就必須在瀝青破乳后，才能開展碾壓作業，若是瀝青的溫度下降速度過快，就需要合理控制壓實時間。綜合性考慮之后，最終考慮將實際施工工段距離設置為400m。

4.2 同步封層鋪筑施工

攤鋪施工應根據校準參數進行。根據本工程具體施工情況，攤鋪時車速不應太快，最好將其控制在每小時三公里或每小時四公里左右，攤鋪整體寬度設置為3.5m。為保證撒鋪過程中的均勻性，可在施工起點均勻鋪設油氈，以此避免瀝青濺出，此外，還能保障接縫處美觀。在對鋪設接縫進行處理時，不僅將油毛氈鋪設到位，還要確保工程質量符合標準，應仔細處理好縱向和橫向接縫，在接縫處使用黏結材料的整體厚度應小于5cm，以此在最大程度上減少泛油、漏撒等問題的出現。本工程應用改性橡膠瀝青和碎石這兩種材料進行施工，在同步分布過程中，溫度、濕度等多種外部因素都會對改性橡膠瀝青材料的使用性能造成影響，因此，嚴禁在0℃以下或75%以上的環境下進行施工。在同步封層車行駛過程中，速度應始終保持一致，不得快慢不協調。根據相關規定和要求，在儲存封箱中，改性橡膠瀝青需要控制在200℃，如果溫度過低，將就會直接對封層和表面之間的黏合造成不利影響。在攤鋪過程中，應嚴格遵守已經確定好的攤鋪量開展工作，1.7 kg/m2為瀝青噴灑量，8 kg/m2為碎石攤鋪量。在同步鋪灑的過程中，應確保連接緊密，不存在泄漏等問題。如果碎石分布不均勻，應及時指定專人補充材料，以確保分布質量[4]。

4.3 碾壓施工

同步碎石封層整體厚度偏薄，歸類為薄層封面。這樣的情況下，若是想保障碾壓工作的整體施工質量，就需要采用輕型壓路器械，依據本工程的實際情況，需要在施工中采用6-8噸重的膠輪壓路機。整體碾壓施工流程為先路邊再中間，每次在壓實后的輪胎印跡需要有一定的重疊性，其寬度設置為30cm，剛鋪設過后進行碾壓時，車速需要適當放慢，將其設定為每小時兩公里，可逐漸根據路面情況提升車速，但最快車速需要控制在每小時五公里內，碾壓次數可控制在3-5次之間，以此保障碾壓質量合格[5]。在施工過程中需要避免壓路機與封層車發生碰撞，兩者之間必須保障具有一定的安全距離，最遠設置在15m以內，碾壓的時間也要控制在30分鐘之內。

4.4 缺陷修補

在實際施工過程中，非常容易出現石料分布不均或瀝青缺陷情況，已經發現需要逐一進行解決。首先，石料出現缺陷需要修補：在實際鋪設時，經常出現碎石過于集中的情況，這時若想保證路面鋪設的平整度，就需要通過人工將集中碎石中多余的部分清除掉，若是碎石已經與瀝青之間黏結，在路面通行時就極易出現石子松動、脫落等情況，針對這項問題，就需要在進行碾壓前將石料缺陷情況解決。其次，瀝青出現缺陷需要修補：若是瀝青在鋪設過程中法還是能散布漏缺的情況，就需要及時與現場工作人員溝通，調動施工工人及時進行補漏，若是瀝青撒布過于集中，則需要通過人工對其進行掛出，以此有效避免瀝青鋪設不均勻，引發路面的其他病害。

5 公路養護同步碎石封層質量控制措施

5.1 瀝青材料控制

施工前，養護單位或部門需要嚴格把控進場原材料，安排專業人員負責抽樣檢查和現場實驗工作，在保障原材料的各方面指標均能達到使用要求后，才可將其運用到實際施工中。同步碎石封層這項技術在實際使用前，對所施工公路的表層有一項基本要求，那就是施工前必須保證所施工路面基層的平整性，其抗彎能力、抗沉降能力、壓實度均與國家規定標準相符，方可施工，還需要在施工前對路面進行清潔，保障路面干燥沒有污染物。為了保證瀝青與碎石在進行同步施工時的整體質量，需要在施工前期對封層車內的控制系統進行校準，讓其能精準把控瀝青和碎石在布料施工期間的數量，以此確保材料布料環節與設計環節相符。在公路封層的同步施工過程中，瀝青的溫度和實際使用數量需要充分結合實際施工情況，將其溫度和使用量控制在合理范圍內，以此避免溫度差或數量差對公路養護工作造成阻礙。

5.2 撒布均勻性控制

若是瀝青材料在實際施工分布中，出現分布不均勻的情況，會影響帶其與石料兩者之間的粘結強度，還會影響帶層面之間的接觸面出現問題，嚴重時還會出現泛油、剝落等情況。基于此為了在實際施工過程中保證瀝青材料能夠鋪灑均勻，有效避免缺失或過濃的情況，就需要專業人員適當調節攤鋪機高度，將瀝青在鋪灑過程中的使用量進行合理把控，并安排專業人員同行進行觀察和跟蹤，若是發現鋪灑量過于集中的問題，就需要及時與技術人員溝通，派遣專人及時進行清理。此外，礫石在進行分布的過程中，還需要相關人員對兩個鋪灑滾筒之間的開口進行調整，以此提高碎石鋪設整體質量。同步碎石封層車在實際作業時，嚴禁出現緊急剎車或急轉彎等情況。在實際施工時還需要及時將多余材料進行清理，并將其回收以便后期繼續使用。根據工程施工標準，在實際作業結束后，需要將公路上多余的材料或施工垃圾進行清理，以此才能有效保障碎石與瀝青之間具有良好的粘結作用，避免公路表面的碎石松動或出現掉粒等情況。然而若是相關人員在瀝青與碎石之間黏結并不穩固的時期，就對公路表面進行清理和清掃，將會直接對其中的黏結作用造成破壞。因此，公路鋪灑工作結束后相關人員必須嚴格按照碎石與瀝青之間年結成的實驗結果，精準掌握清掃時間，并在清掃前還需再次進行黏性檢測，以此才能有效保障其黏結性能[6]。在同步碎石封層施工過程中，常會出現相鄰兩幅接觸面出現裂縫，這種裂縫大多是縱向裂縫，為了更好地將這一問題解決，保證整體施工質量，就需要按照相關規定要求，嚴格控制重疊寬度。如：在要求對第一幅撒布過后進行封層時，應提前準備出15cm左右寬度的空檔不進行撒布，在對第二幅進行撒布時，就可以將第一幅預留接口填滿，同時進行撒布，這樣才能保證接縫處的搭接效果良好。

6 結束語

在國際上同步碎石封層技術是所有國家認為能耗最低的道路養護技術，不僅無需投入大量的成本就可以在公路養護工程中大面積使用，還無需在使用時考慮道路情況和施工環境等，這可以幫助我國消除掉公路路面出現的大部分問題，其是一種全新設計的公路養護手段，自身具備優越的經濟和技術性能。在目前瀝青路面在進行養護時采用同步碎石封層技術，應在開工前期經過實驗合理設定瀝青溫度控制系統，準確調整和控制原料在使用時的分布量和均勻性，并將設計更為合理的粘結劑噴灑裝置作為重點，以此確保噴灑量和均勻性都能得到精準的調整和控制。