熱熔橡膠瀝青碎石封層技術在高速公路建設中的應用

尉延濤

（中鐵十六局集團第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

隨著時間的推移，瀝青路面通常會出現不同程度的破損。其部分病害本質上是層間結合質量差造成的，一旦發生水患則容易引起路面損壞病害。瀝青路面下封層具有良好的保水防水粘結、應力消減功能，是承上啟下的關鍵層，能夠有效消化層間質量隱患，提高高速公路服務質量，對高速公路整體面層防滲水起著非常重要的作用，其質量好壞直接影響道路的使用壽命。本文結合具體的工程項目，對橡膠瀝青碎石封層技術的應用進行介紹。

1 工程概況

甜水堡-永和高速公路TYLM5 標段起訖點里程為K160+050 至K190+450，全長30.635km。主線路面結構型式：4cm厚superpave-13高性能改性瀝青混凝土上面層+改性乳化瀝青粘層油+6cm厚superpave-20高性能改性瀝青混凝土中面層+改性乳化瀝青粘層油+8cm厚密級配改性瀝青碎石（ATB-25）下面層+熱熔橡膠瀝青碎石封層+乳化瀝青透層油+水泥穩定碎石基層+水泥穩定碎石底基層+級配碎石墊層。路基及路面橫斷面如圖1。主線路面結構中涉及熱熔橡膠瀝青碎石封層的應用，其施工質量關系到高速公路整體面層防滲水效果。

2 熱熔橡膠瀝青碎石封層施工方法及工藝要求

2.1 施工工藝流程及相關要求

橡膠瀝青碎石封層施工工藝流程如圖2所示。各步驟施工要求分述如下。

圖2 橡膠瀝青碎石封層施工工藝流程圖

（1）施工準備階段需要做好各項籌劃、準備工作，主要包括物資材料、施工機具、施工作業人員以及考慮施工周邊環境因素影響等。針對基層面存在缺陷、病害或者污染等問題，要制定相應的專項措施，要在施工前將所有問題逐一處理，處理完成后要進行徹底清掃，確保路面無雜物、污泥等，方可進行封層施工，碎石封層施工參數要嚴格按照試驗段總結的各項技術參數實施。

（2）測量放樣。根據設計圖紙，計算出道路線路、標高、偏移量等各項施工參數，在施工前根據道路寬度和灑布車的布料寬度都設計好，放線后將中線和邊線用石灰粉標出，使得操作人員更能明顯根據白線進行施工。

（3）開始灑布施工后，可能會出現不均勻灑布、石料粒徑超過設計要求等問題，施工人員要及時處理，灑布車油嘴也容易堵塞，要安排專人進行盯控。壓路機要緊跟慢壓，控制好速度。

（2）整平：本工程采用推土機對填料后的面板堆石壩進行整平施工。采用人工整平的方式對局部不平或者集料集中的區域進行整平處理。整平施工完畢后，應再次對鋪設的厚度進行測量。

（4）完成碾壓施工后，及時將封層表面清理干凈，并封閉交通，一般24h內不允許車輛通行，24h后使用掃刷車再次清掃施工后的路段，確保路面無污物及浮料等[1]。

2.2 熱熔橡膠瀝青碎石封層施工技術要點

2.2.1 石料與瀝青的選擇

（1）石料的用量及選擇。

熱熔橡膠瀝青碎石封層在灑布橡膠瀝青時應保證均勻性，普通路段碎石粒徑為9.5~13.2mm，大橋、特大橋段碎石粒徑為4.75~9.5mm，集料超粒徑含量應小于10%，碎石用量為每層總量的70%左右。石料挑選標準為有棱有角、粒徑統一、均勻且無水、干燥、耐磨性好、干凈等要求［2］。根據實地調查的情況，該項目位于隴東黃土高原，黃土覆蓋層較厚，沿線筑路材料較為缺乏，砂料和石料均需遠運，產地較集中，主要原料選用如下：

①基層、底基層、瀝青路面用碎石。武山鴛鴦石料場作為該工程表面層碎石主要進料渠道部位；三道溝料場作為該工程的基層、底基層及墊層碎石進料的地方。寧夏太陽山料場作為該工程的瀝青中面層、下面層的原材料場。寧夏萌城鄉料場作為該工程的基層、底基層及墊層碎石的進料。

②瀝青路面用細集料不得采用天然砂和石屑，應采用石灰巖碎石軋制的機制砂作為細集料，生產機制砂的原料粘附性必須大于4級。

③礦粉應采用純凈的石灰巖采用球磨機進行生產。

④瀝碎石要求經過拌和樓進行除塵、預裹覆，加熱溫度應不低于140℃，油石比按照0.3%確定。

施工過程中部分石料技術指標檢測結果見表1。

表1 碎石技術指標（單位：%）

（2）瀝青的選擇。

瀝青采用慢裂的滲透性好的灑布型符合技術指標要求（見表2所示）的橡膠瀝青。

表2 橡膠瀝青技術指標（單位：%）

橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質加工成為橡膠粉粒，再按一定的級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫條件下（180℃以上），與基質瀝青充分熔脹反應后形成的。橡膠瀝青具有高溫穩定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環保型路面材料。

2.2.2 瀝青及石料灑布施工技術

該工程橡膠瀝青碎石封層主要施工設備配置見表3。

（1）施工前，需對基層進行專項驗收，基層表面應無灰塵、污物等，要安排專人進行清掃。

（2）瀝青灑布前要安排專人對設備進行專項檢查，并報監理工程師審批后方可進場施工，施工前要對設備噴嘴進行預加熱，保障里外溫度達到一致，這樣才能保證均勻灑布，駕駛封層機的車速要控制5～8km/h 范圍內。

（3）橡膠瀝青灑布量要進行專項驗證，設定一個封層機固定速度，用7個重量相同的標準盤（面積為0.1m2）放在施工線路上面，收集灑布的瀝青數量，計算瀝青灑布量。速度不同時均采用此方法，計算出瀝青灑布量，通過數據收集、計算并擬合成拋物曲線，以便指導施工。

（4）碎石灑布量也需要進行專項驗證，方法與瀝青灑布量計算方法相同。

（5）接縫區域是施工的關鍵控制點，接縫可以劃分為橫向接縫和縱向接縫。橫向接縫采取鋪設鐵皮薄板或者特制的透明墊子，以此來消除橫向水平接縫的缺陷。縱向接縫施工時采取重疊10cm的方法進行補強接縫區域。灑布碎石的面積為總量的60%~70%，有的區域碎石灑布不均勻、不到位的部位，采用人工補充碎石方式進行灑布，若出現重復灑布的情況，在碾壓前要清理多余的碎石。

（6）距離路緣石20cm寬的區域內，攤鋪機正常施工時可以不灑石料，這樣可以使上下層更好地粘結。灑布碎石有些地方可以根據灑布的目的和現場實際情況進行靈活施工的。

（7）施工溫度要求。瀝青溫度是灑布質量好壞的重要技術指標，熱熔橡膠瀝青因自身溫度較高，而基層表面溫度相對較低，因兩者溫度差異較大，會出現返潮現象，導致層間出現起皮等情況，因而要求基面表面溫度要達到25℃時方可進行瀝青灑布施工。瀝青灑布溫度控制190~200℃范圍內[3]。

2.2.3 碾壓施工技術要點

試驗段碾壓施工過程中，壓路機選用25t膠輪壓路機，碎石撒布完成一段時，馬上進行碾壓工序，壓路機碾壓速度應控制在23km/h，碾壓順序是先碾壓兩側然后碾壓中間，碾壓速度是先慢后快，壓路機輪跡30cm作為碾壓搭接量，碾壓遍數為3~5遍，碾壓過程中壓路機不得隨意剎車、突然改變方向或調頭。試驗證明，碎石溫度保持在50~55℃時碾壓效果最佳，碾壓工序完成后，要安排專人將表面的浮料進行清除［4］。

2.2.4 接縫處理施工技術措施

橫向節點接縫，采取鋪設鐵皮薄板或者特制透明墊子的方法進行施工，鐵皮薄板的寬度略大于封層寬度，這樣可以避免出現橫向接茬凹凸現象。鐵皮或者墊子上面涂抹潤滑劑，防止瀝青黏在表面造成質量隱患。

縱向節點接縫，在灑布前要清理干凈接縫區域的污物等，清掃長度要大于舊縫30cm，確保接縫的搭接牢固；縱向接縫區域瀝青灑布的重疊區域長度應小于10cm，確保不出現泛油和接縫處偏高情況。

2.2.5 收尾及養護

碎石封層施工完成的區段進行清理打掃，封閉交通，并且要盡早進行下一道工序施工，瀝青混合料的攤鋪間隔時間不宜超過24h，后續施工設備在封層上行駛速度應≤20km/h。

3 施工過程中存在的問題及采取的措施

3.1 封層起皮

施工過程中，有一段長約23m 的封層施工完成后，因天氣原因未及時鋪設瀝青混合料，導致封層出現起皮情況。分析起皮主要原因為：一是連續陰雨天氣，基面不平整，上面存在小部分存水，并且未徹底清掃干凈，拆除封層時可以看見薄薄一層水；二是瀝青溫度不達標，施工時存在趕工情況，因為天氣突變，要下雨，瀝青罐車出現故障，導致溫度僅有150℃，現場人員為了不浪費材料將其進行了鋪筑。處理措施為：采取切割、拆除該段封層的方案進行返工處理，最終達到設計要求。

3.2 瀝青及石料灑布不均勻

施工中發現瀝青灑布出現明顯不均勻情況。經過檢查設備，發現原因為：噴嘴出現堵塞，瀝青油存在溫度不達標且存在硬物在罐體內；石料的粒徑大小不一，粒徑已超過設計要求粒徑，且存在雜物。處理措施為：項目負責人現場直接做出處罰施工作業人員的決定，要求把此段不合格封層進行返工處理，并要求及時、按時對設備進行檢查維修，對所有不合格材料禁止進入施工場地，所有材料、工序按照標準進行施工。

3.3 接縫處理不到位

接縫施工過程中出現斷縫、灑布瀝青不均勻、石料不足或成堆等現象，其主要原因為：接縫施工未按照施工技術交底進行作業，橫向接縫未鋪設防護措施，有的甚至鐵皮未取出；前后灑布施工接縫處未進行徹底清理。處理措施：按安裝標準整改到位，加強質量管控，保障施工整體質量。

3.4 碾壓工序不到位

碾壓過程中，壓路機司機不了解碾壓技術規程，有的甚至為了省事，私自減少、改變施工碾壓遍數，碾壓輪跡搭接不合理，造成封層質量不達標。處理措施：重新進行技術交底，不稱職的駕駛員進行更換，現場技術人員盯控到位。

4 結束語

在新建甜永高速公路施工中應用熱熔橡膠瀝青碎石封層技術后，道路自開通至今，未發現反射裂縫，效果顯著。熱熔橡膠瀝青碎石封層不僅防水效果好，而且提高了防水層的高溫抗剪強度及低溫抗裂能力和反射裂縫的延遲能力，對于保護基層免受沖刷破壞，避免瀝青面層損傷具有十分現實的意義，橡膠瀝青碎石封層的應用前景將十分廣闊。