預裹覆瀝青碎石同步封層施工技術

劉宏麗

酒泉公路事業發展中心試驗檢測室 甘肅 酒泉 735000

近年來，隨著我國經濟的高速增長，交通量逐年增大，重車、超載車輛比例大幅度增加，公路路面在車輛的荷載下行駛質量大幅度降低，路面技術狀況指數衰減嚴重，使得新建公路在建成通車3-5年之內的預防性養護成為越來越緊迫的工作任務。預防性養護中“四新”技術的應用也如雨后春筍般層出不窮，主要有微表處、稀漿封層、超薄層罩面、霧封層及預裹覆碎石封層等，通過加鋪一層對原有路面表面功能進行修復，延續路面使用壽命的同時提升路面的服務品質。瀝青碎石同步封層施工技術可使瀝青路面具有良好的防水性、防滑性、耐磨性和耐久性，以及工藝簡單，成本低廉，對防止和延緩半剛性基層反射裂縫有較好的效果的特點，在各等級公路的新建和養護工程中應用較為廣泛。

1 瀝青碎石同步封層技術原理

瀝青碎石同步封層是利用瀝青碎石同步封層車，將高溫瀝青與潔凈干燥的石料同時均勻噴灑在路面上，并在外荷載的不斷作用下形成強度。施工時將瀝青（90#普通道路瀝青）加熱，同時用拌合樓對碎石進行加熱和除塵。瀝青的最佳噴灑溫度為150℃～160℃，利用瀝青噴灑時的高溫，液態嵌入路面裂縫，對裂縫起到防水性能。高溫瀝青有利于包裹石料表面，提高其與石料的粘附性能。

對比上世紀八九十年代的瀝青表面處治先油后集料，瀝青溫度下降快，與石料的粘附性差。近年來在同步封層基礎上改進施工工藝，采用預裹覆石料，主要原理是除掉石料表面粉塵，改善瀝青的粘附性，減少石料剝離數量，縮短養護成型時間，提高行車安全性能。

2 瀝青碎石同步封層特性

高溫瀝青易嵌縫而起到抗反射作用，存在比較顯著的粘彈性能，通過開展荷載變形分析，能夠了解到在破壞瀝青之前已經儲存能量比較多，瀝青性能更加適合作用在呼吸層，且調整半剛性基層路面的裂縫，緩解裂縫問題。

存在一定滑性，實施效瀝青碎石同步封層的項目，生成油石比結構，特點是上小下大。借助單級配粒徑碎石的操作方案，骨料鑲嵌的粗糙度可提高路面的摩擦系數，是提高路面防滑性的要求。

有較強耐久特征。眾所周知，瀝青這種物質對溫度生成的敏感度不高，由此工作者可以提高灑布量，形成更厚的油膜和結合料層，促進結構層耐久性滿足工程進展需求。

施工便捷性。實施瀝青碎石同步封層項目，將其和基本的修罩面項目比較，成本大大減少，甚至是混合料罩面的35%，且施工操作相對簡便。此施工作業成本不高，操作流程少，屬于新型的養護方案。

3 預裹覆瀝青碎石同步封層混合料設計

3.1 瀝青

選用90號普通道路石油瀝青，瀝青灑布量1.35-1.40kg／m2，灑布量的設定應以瀝青爬升為基本參照點，即瀝青高度到碎石60～70%左右，若高度指數較大，會增加泛油可能性。若高度指數較小，會增加瀝青膜厚度的不合理性，不能保障結構層應用效果。

3.2 石料

集料的選取，通常情況下要定位為單粒徑級配碎石，也就是玄武巖，粒徑所處9.5～13.2mm之間。并且合理化對集料撒布量進行設定，大約為17-22kg/m2之間。

3.3 預裹覆

因碎石表面存在塵土、石粉等雜質，不利于瀝青與碎石的粘合。為了使碎石和瀝青能夠良好的結合，可將碎石預裹覆0.2-0.3%的熱瀝青（乳化瀝青），讓熱瀝青（乳化瀝青）提前浸潤到碎石表面的條紋、溝槽、凹坑與微孔內，使碎石顆粒表面裹覆粘結一層極薄瀝青膜，在進行封層時，瀝青與碎石的結合變為瀝青與瀝青的結合，極大提高了瀝青對碎石的裹覆強度，有效的提高了瀝青碎石同步封層的質量和效果。

瀝青預裹覆碎石所用設備可以是拌合樓，也可用預裹覆專用設備。為了節省預裹覆費用，當預裹覆乳化瀝青時，可利用瀝青拌合樓的除塵功能將碎石除塵后進入拌缸，然后在拌合樓外單獨安裝1條長6m、高5m并且帶有流量表的電子控制系統的輸送油管，連接乳化瀝青儲油罐和拌合樓攪拌缸，按照基質瀝青含量換算出的乳化瀝青摻配量（油石比為0.2%-0.3%）將乳化瀝青輸入至攪拌缸中與已除塵后干凈的石料攪拌均勻，對集料進行預裹覆。

3.4 預裹覆瀝青碎石同步封層施工工藝

（1）施工準備

施工前，組織技術人員對原路面進行路況檢測，對路面局部不平整、擁包進行精銑刨處理；對路面裂縫縫寬在5mm以上的裂縫采取開槽灌縫進行封堵，對于縫寬大于3mm而小于5mm的縱橫向裂縫，工作者要借助密封膠充分灌封，在路面上有其他類型物質時，實施對應沖洗操作。圍繞設計基本理念，事先準備好瀝青設備、石料等。機械的使用包含瀝青碎石同步封層機1臺，50型裝載機2臺，26t膠輪壓路機1臺，10t鋼輪壓路機1臺，路面清掃車1臺及其他小型機具。工作者在具體施工之前應結合交通安設標志牌，促進車輛以及行人有序通過。

（2）鋪筑試驗段

從設定的計劃入手，標注好同步封層車的使用方法，尤其是石料撒鋪量指數、行車速度指數。在具體鋪筑檢驗中，綜合矯正相關參數，完成矯正后加以施工作業。

（3）結合料、集料撒布

瀝青灑布，封層車沿原路面的標線作為參照物，確保封層車可以順著標線正常行駛。封層操作，工作者以一定的速度調整均速移動，在封層車到達工程現場之前，對瀝青設定罐內循環模式，事先在鐵皮板上進行接縫的預灑操作。這樣均勻化噴灑瀝青石料，一旦有異常問題，開展人工模式處理工作。壓路機的使用，跟隨在封層車之后，動態碾壓路面，這樣撒布石料以及對應瀝青之間可以互相粘結，構建有機組合體，用人工回補時應做到不漏點、無浮料（因集料粒徑較大，一般都會有浮料）。

（4）標線遮擋

根據設計圖紙要求，瀝青碎石同步封層時不得污染路面行車道邊緣線。為此我們采用了簡易可行的遮擋方法：即在碎石封層車的左側噴油嘴外端懸掛一塊長70cm（瀝青在噴灑時有一定的壓力，此長度可確保油料不會噴濺到標線上），寬90cm（便于人抓扶）的輕質木板，此木板不是固定的，可適當活動，行進過程中手扶木板的人員需將前端稍微提起，并稍微調整木板與標線之間的適當距離即可。

（5）接縫處理

橫縫的處理:橫縫采用對接法處理方式。在每段接頭處，先將未壓實的集料清除掉10cm，并用鐵鍬將瀝青膜也鏟除10cm的預留空間，以便與下一車的起點橫縫銜接，后續在工程起點的部位以及工程終點的位置進行鋅鐵皮鋪設，確切開展橫向銜接，通過封層車完全處理好鋅鐵皮。對于縱縫的施工，明確第一幅右側的瀝青鋪設位置，開展常規化噴灑作業，碎石的處理應盡量減少寬度，以卸料槽寬度為宜，促進接縫操作有序進展。之后明確第二幅左側的瀝青灑布，將其和第二幅共同交叉的部位，大約10cm，互相重疊后設定瀝青使用量，需要注意的是，碎石撒布屬于一般幅寬的范圍。

（6）碾壓

在灑布時，膠輪壓路機（26t）與碎石封層車相距不超過20m，在封層車之后開展碾壓施工，速度記作5km/h，這樣瀝青中能夠牢固化混合單粒徑級配碎石，甚至實現碾壓重疊1/3的要求。并且碾壓應大于等于四次，結束碾壓后實施開放交通，再次以過往行車的方法碾壓封層。（個人施工經驗分享：碾壓時膠輪壓路機（26t）不用噴灑任何防粘輪的食用油或水，直接進行碾壓，干輪碾壓不會將已經黏附在瀝青膜上的石料粘起，而是將重疊的石料抓起，再掉落時，石料會落在撒布較稀疏的孔隙里；膠輪壓路機碾壓四遍后，開始人工補撒石料，最后用鋼輪壓路機（8-10t）對石料進行定位碾壓一遍即可）

（7）清掃浮料

用膠輪壓路機碾壓4-6遍，鋼輪壓路機再碾壓一遍后，最好由交通引導員封閉一個車道，僅留另一個車道，引導過往車輛在限速30km／h的條件下交替勻速通行，時間不少于2小時為限，以確保整個車道在重型車輛的碾壓下初步成型，此時應及時啟動路面清掃車將浮料清掃出路面，以防浮石搓動，造成集料脫落。

（8）養護

實施瀝青碎石同步封層的鋪筑操作，后階段養護相對重要，為此要在兩個月內進行行車碾壓，促進高溫泛油處理。此階段要分析是否有局部泛油的情況，增加撒石料量，對剩余的石料完全清除和處理。

（9）施工注意事項

1）在原有路面比較干燥的情況下進行施工，若涉及到大風天氣、雨水天氣，不應該施工。因為溫度比較低的情況下，直接降低瀝青以及相應石料兩者的結合程度，產生脫粒問題。

2）噴灑瀝青時，溫度應適宜，比較低的情況下增加噴灑粘度，增加瀝青霧化失效可能性。或者使得瀝青分布不夠均勻化，溫度比較高時減少瀝青粘度，阻礙了工程有效開展。為此關聯具體經驗，噴灑瀝青的溫度應調整為160℃，且記作最佳溫度。

3）行駛瀝青碎石同步封層車，要按照已經設定完成的速度加以運行，保持均勻化速度。以此為基礎使得石料以及瀝青之間有較大撒布匹配程度，在噴嘴高度的調節過程中保障瀝青膜厚度處于均勻化水平。

4）安排專業工作者處理碎石，利用竹掃帚在封層車之后調控攤鋪寬度，保障碎石均存在于攤鋪范圍內。還要進行擋板加工，避免碎石存在于攤鋪范圍之外，對出現重疊現象的碎石進行及時處理。

5）按照預裹覆的方法處理隨時，提高攤鋪質量，通車大約30天之后，關注路面是否平整。若有高溫影響因素，路面攤鋪的結構層會有顏色加深變化，且關注骨料的剝落脫皮問題，增強施工作業的綜合成效。

圖1 混合料攤鋪

4 質量控制與檢驗

1.分析施工基本條件，科學化進行施工技術的應用，組織專業工作者負責此工作任務，全面體現工程作業的持續性和有效性。

2.分析原材料的質量，開展一系列檢驗操作。首次檢驗中要評估瀝青技術施工標準、石料施工標準，生產過程以批次化形式了解施工多個指標，包含乳化瀝青黏度和蒸發殘留物含量。

3.管理好施工原材料的灑布溫度指數，如今進行瀝青碎石同步封層工程項目，往往配置對應自動化管理系統。工作者便需要結合設計標準開展計量管理，在封層車施工結束后評估灑布量情況，動態分析瀝青灑布結果、碎石灑布結果，使得兩者處于均勻化，由此不出現漏空的問題。瀝青灑布溫度，直接關聯著施工效果，工作者要對其管理為±5℃的范圍。因為溫度不恰當，會降低灑布均勻性，不利于科學調整灑布量[1]。

4.碎石封層施工工程中易產生“鬼剃頭”、“布條狀”等質量缺陷問題的原因及預防措施：

（1）原路面

路面表面施工前未清掃干凈，存在異物或路面有不慎灑落的柴油等溶劑，導致撒布時，瀝青、碎石僅是撒布在異物表面，當異物掉落或撒布后的瀝青被溶劑類油料溶解，會形成“鬼剃頭” 或“布條狀”。

預防措施：每天施工前對原路面均進行徹底清掃，并人工徒步查看路面有無異物附著，并將溶劑類油料清理干凈方可實施灑布作業。

（2）原材料

原材料不干凈，局部有沙土、織物、塑料片等異物或結團石塊，當碎石封層車撒布后，沙土、織物、塑料片等的存在會導致該處單位面積集料撒布量低于設計值或規范允許值，致使集料與結合料隔層、未粘結；亦或結團石塊在掉落卸料口前，集料撒布量亦會低于設計值或規范允許值，如果補料不到位，也會出現“鬼剃頭”或“布條狀”。

預防措施：碎石封層集料儲備時應進行防沙土、異物落入的遮擋覆蓋，當遮擋不力時，應及時用吹風機將沙土清理干凈或人工將異物撿拾干凈；結團石塊造成的集料撒布量不足，要及時緊跟人工清除異物并補撒石料，以便影響集料黏結[2]。

（3）撒布設備

1）每天灑布工作結束后，碎石封層車的噴油嘴清洗不干凈，導致瀝青凝固堵塞噴油嘴，出現“布條狀”情況。

預防措施：每天灑布結束后徹底清洗噴油嘴，并在第二天第一罐瀝青灑布時，觀察噴灑情況，如有噴油嘴不出油，即可停止灑布，進行噴油嘴沖洗。

2）碎石封層車噴灑瀝青后，有的噴油嘴會出現噴灑出油延時，尤其是前車與后車灑布時間超過1-2小時，亦出現此類情況。

預防措施：此類情況出現在第一罐瀝青灑完，裝運第二罐瀝青耗時超過1小時時，會有一個噴油嘴出現近20cm的延時，一般采取接縫處必須搭接幅寬達到1米以上的鋅鐵皮或油毛氈，將延時噴灑瀝青的缺陷消化在接縫搭接物上。

（4）施工溫度

施工環境溫度過低或受突發性天氣變化影響，地表溫度上升較慢時施工，容易造成局部或大面積脫落。

預防措施：碎石封層施工時地表溫度不得低于20℃，且環境溫度應呈現上升趨勢。實施前應提前留意天氣預報，及時掌握工程實施路段的天氣狀況，如遇沙塵、降溫、陰天等特殊天氣盡量避免施工，嚴禁在下雨或即將下雨、雨季施工，嚴禁在過濕或積水路面進行施工。

5 結語

對于施工項目，應用預裹覆瀝青碎石同步封層技術，可以滿足路面基礎結構、路基強度等條件，促進路面的性能有效恢復，避免瀝青路面因為水積蓄損害路面完整性，對輕微裂縫產生治愈作用。此技術的應用，讓路面存在更多抗滑性，避免路面有老化趨勢，施工成本比較低廉。施工過程基本上不會影響正常交通，良好性能是可以被大力推廣的，此技術被理解為性價比較高的養護方式，取得的經濟效益可觀。