改性乳化瀝青同步碎石封層技術在公路養護中的應用研究

萬金鵬

摘 要：公路病害處治是養護作業的重點內容，對于路基較為穩定、尚未出現嚴重病害的瀝青混凝土路面，采用同步碎石封層技術，能夠實現對裂縫、龜裂等病害的有效治理，提升路面防水和抗滑性能。文章以某養護作業工程為例，說明改性乳化瀝青同步封層技術施工工藝和技術應用要點，以此為同類工程項目施工作業提供參考，為提升公路養護作業質量起到應有促進作用。

關鍵詞：改性乳化瀝青 同步碎石封層 公路養護

近些年來，我國公路交通事業快速發展，車流量顯著增加，瀝青公路路面老化、破損現象明顯加劇，裂縫、龜裂及坑槽等病害，對道路行駛安全產生顯著影響。在公路養護作業中，必須要選擇合適的養護技術，構建預防性養護體系，確保路面具備良好穩定性，具備反復載荷作用下足夠的抗變形和抗彎拉性能，道路表面要保持平整潔凈，為道路交通安全運行提供有效保障，盡量延長道路運行壽命。

1 工程概況及技術特點

1.1 工程概況

某縣級公路全長14.7km，是本區域內路網主要通道之一，近些年來，隨鄉村旅產業快速發展，車流量明顯增加，道路病害現象顯著，無法滿足當前公路交通運行要求。為保障當地居民安全出行，確保道路運行壽命達到要求，在病害較為顯著路段采用改性乳化瀝青同步碎石封層技術進行養護。養護路段長為8800m，路面寬度為12m，路基寬度為15m。前期調查結果顯示，病害類型主要以裂縫為主，局部位置有龜裂現象發生，整體破損率為3.5%。分析病害發生原因，原路面瀝青混凝土面層有骨料外露痕跡，在車輛碾壓作用下，表面抗滑能力明顯下降，車流量顯著增加導致病害進一步發展。裂縫形成主要以溫度收縮裂縫為主，同時受雨水滲入和積水等作用，加劇病害發生。

1.2 技術特點

改性乳化瀝青同步碎石封層技術在我國公路養護中的應用，已有十多年歷史，使用同步碎石封層車將改性乳化瀝青和碎石同步鋪灑至基層表面，并通過合理碾壓形成單層瀝青碎石層，能夠實現對瀝青路面病害的有效處治[1]。改性乳化瀝青同步碎石封層技術應用，具有如下特點：（1）具有良好的防水效果，通過合理設計撒布量并形成合適厚度的油膜，能夠在面層形成“富油層”，提升路面防水性能。（2）有效預防裂縫病害發生，改性乳化瀝青具有較好延展性，在基層開裂時也能夠保護油膜，通過應力吸收層作用，延緩反射裂縫的發生。（3）提升路面承載力，將面層與基層黏結形成整體，避免出現軟弱層而導致重載作用下的推移滑動現象，避免車轍及波浪擁包等類型病害發生。（4）養護效益高，工序簡單、施工成本低，能夠滿足不同地區低等級公路及高速公路等養護作用要求。

2 原材料準備

2.1 改性乳化瀝青

本養護作業中，碎石封層采用高粘性乳化瀝青，技術指標如表1所示。

除上述技術指標外，蒸發殘留物的針入度、溶解度、軟化點、延度等指標，也應當達到對應的技術要求。在同步碎石封層施工技術應用中，要合理確定乳化瀝青用量，如用量不足，會導致骨料固定效果不佳，無法與原有路面形成黏結。如用量過多，則會導致碾壓作業時，瀝青黏結料從石料空隙中溢出，導致泛油病害，同樣對行車安全產生影響。

2.2 集料

本養護作業中，所使用的集料主要包括粗集料、細集料和礦料等三種，粗集料性能要求為：（1）石料壓碎值≥26，實測值為15.8；（2）洛杉磯磨耗損失≤28%，實測值為20.8；（3）石料磨光值≥42%，實測值為48；（4）堅固性≤12%；（5）針片狀顆粒含量≤15%，實測值為13.2。細集料堅固性≤12%。礦料砂當量≥65%。

3 施工工藝

3.1 工藝流程

同步碎石封層技術應用，工藝流程分為如下幾個步驟：（1）前期準備，主要是做好施工機械、材料和人員方面準備，并對原路面病害情況進行針對性處理。（2）現場施工，主要是撒布瀝青集料，做好碾壓并做好接縫部位處理。（3）養護及交通開放。

3.2 施工準備

為確保養護質量得以有效保障，在施工作業前應當明確文明工地施工標準，要求施工人員能夠嚴格規范施工行為。將原路面路緣石等附屬物處理到位，有坑槽、裂縫、沉陷等病害，需要依照相應規范要求進行處治。先使用大型銑刨機對病害進行銑刨處理，再進行底層修補，最后完成改性乳化瀝青同步碎石封層。

對于裂縫病害，寬度在5mm以下的，可以在清理到位后，使用瀝青膠進行灌縫；對于寬度5mm以上的裂縫，則需要進行開槽灌縫處理，將槽內清理到位后，再使用熱熔式灌封膠進行處理。對于沉陷病害，需根據實際情況采用不同方式進行處理，沉陷深度在3cm以內的，可以進行拉毛處理后，先噴灑或涂刷黏層瀝青，填補瀝青混合料后進行壓實處理。沉陷深度在3cm以上的，應當依照坑槽處治方式進行處理，將沉降部分的上下面層切割后，使用水泥對基層進行修補，使用瀝青混合料進行面層修補，避免礦料松動、脫落對養護質量產生影響[2]。如出現較為嚴重的塊狀裂縫現象，則需要將面層挖成規則形狀，在噴灑黏層油后，再填充瀝青混合料并進行壓實處理。坑槽病害依照“圓洞方補、斜洞正補”原則，依照先基層后面層的順序進行處理。

3.3 瀝青集料撒布

在前期處理完成后進行乳化瀝青撒布，做好現場測量放樣后，將同步碎石封層車調整至指定位置進行噴灑作業。施工現場路表溫度應當在10℃以上，環境溫度為25～35℃之間為宜。瀝青溫度控制在50～60℃之間，高寒地區或冬季施工時，溫度可以控制在65～75℃之間。通常情形下，撒布量控制在1.6～2.0kg/m2之間，下封層撒布量可以適當降低，如現場氣溫較低，或是高寒地區公路，撒布量可適當增加。原路面老化較為嚴重，裂縫等類型病害較為嚴重的，也可以根據實際情況適當增加撒布量。

在撒布作業前，需做好施工機械調試，確保輸送器能夠保持良好運行狀態。在集料進入拌和筒時，立即開啟水路球閥，旋轉乳液三通閥，確保乳液能夠均勻噴入拌和筒。拌和作業至稀漿量達到筒總容量30%時，將出料門開啟至合適高度，保持乳液筒內存量保持穩定狀態。攤鋪作業從兩側向中間進行，在石料撒布器對應側面加上夾板，避免出現石料飛濺[3]。左右兩側施工完成后，中間路幅撒布需保持右側乳化瀝青噴灑寬度比石料噴灑寬度多出8～10mm。

在施工中應當根據實際情況及時調整撒布量和碎石覆蓋率，通常情形下，粒徑為8～12mm的碎石覆蓋率，應當控制在85%～100%之間。及時調整水和乳液用量，確保稀漿混合料粘稠度合理，確保材料性能穩定性。在彎道施工部位，應當適當調整左右攤鋪槽內的稀漿存留量，合理調整分料槽傾斜方向，以達到更好的撒布效果。同步碎石撒布車行駛速度，通常控制在5km/h左右為宜，并利用兩輪之間的標定向計算出碎石撒布數量。

3.4 接縫處理

在施工開始階段，就應當在起點位置鋪墊鐵皮或油毛氈，在攤鋪機離開起點部位后，及時將鋪墊物及混合料清理到位，確保接縫部位平整。對于縱向接縫，應當先在封層一側預留10～15cm寬度不撒布，在另一側封層時再進行同步撒布。橫向接縫部位應當放置合適規格的鋼板，以避免重復撒布導致接縫部位平等度不足。對于撒布不均勻部位，應當采用人工方式進行清理或補撒，以確保整體施工質量得以有效保障。

3.5 碾壓

碎石撒布作業完成后，必須做好乳化瀝青破乳情況觀察，合理組織碾壓作業。先是要對相鄰兩幅道路進行初壓，初壓起步速度控制在2km/h，再根據實際情況逐步增大。碾壓順序同樣從兩側向中間進行，相鄰碾壓帶保持30cm左右寬度的重疊，并根據實際情況確定。碾壓所需要的工程機械規格及碾壓遍數，需根據實際情況確定。通常是先使用膠輪壓路機碾壓1～2遍，確保改性乳化瀝青能夠與碎石充分接觸，在破乳后再進行3遍復壓，能夠達到充分黏結效果。碾壓過程中不能出現長時間停留、轉彎等操作，并及時采取有效養護措施。

3.6 養護

在碾壓結束后，可以短時開放交通并由專人做好指揮，車輛行駛速度控制在30km/h以內，避免車速過快導致碎石飛濺現象。如出現碎石與瀝青黏結不到位情況，應當及時做好修補。在每日作業完成后，都需要使用合適機具清理多余集料，避免對已完成施工部位產生影響。在所有養護作業完成后，應當進行1個月的跟蹤觀測，并根據車輛碾壓影響情況，做好碎石脫落部位的補撒修復。

4 施工效果及技術應用要點

4.1 施工效果分析

改性乳化瀝青相對SBS改性瀝青而言，具有多方面技術應用優勢，對提升公路養護作業效果具有顯著促進作用[4]。結合相關養護案例研究，在如下方面都有較好的施工效果：一是具有較高的黏附性和結合強度。乳化瀝青具有較好的表面張力，能夠在石料表面爬升將石料包裹面積增加至70%左右，進而達到較高的結合強度。二是改性乳化瀝青具有較強的嵌入性和流動性，在施工中能夠滲透至原路面的裂縫中，達到良好的修復效果，消除傳統施工模式所形成的鼓凸和油斑現象，有效改善路面平整度。三是乳化瀝青在施工作業中加熱溫度較低、加熱次數少，施工效率較之熱瀝青提升30%以上，同時能夠避免熱老化作用對材料性能的影響，有效提升路面運行壽命。四是改性乳化瀝青同步碎石封層技術符合綠色環保理念，能夠減少施工作業對周邊環境的影響，推動公路養護朝向高質量方向轉型發展。

4.2 常見施工問題

改性瀝青同步碎石封層技術在公路養護作業中具有良好應用優勢，但是在施工過程中，由于材料參數設計不當、施工流程不規范及環境溫度等因素影響，也會出現某些方面施工質量問題。例如在某公路養護施工后，出現掉料現象，也就是局部位置石料脫落，沒有達到良好的養護作業效果。分析問題產生原因，主要是改性乳化瀝青的撒布量較小，導致部分部位黏結力不足，在進行壓實后，乳化瀝青滲入原路面，表面瀝青膜變薄，無法起到有效的黏結作用。相關研究發現，在撒布作業后遇到連續陰雨天氣，或是現場溫度過低，也會導致改性乳化瀝青與碎石之間形成隔離膜，無法達到良好的黏結狀態[5]。在部分養護作業中，還會出現同步碎石封層成型后路面泛油情況，導致新的病害現象發生，這方面問題產生，主要是由于改性乳化瀝青撒布量過多導致，需要技術人員做好合理控制。在部分養護作業中，發現施工后道路表面有縱向條紋現象，這類問題主要是由于撒布作業時噴嘴高度出現偏差，或是有堵塞現象發生，導致撒布不夠均勻。

4.3 技術應用要點

4.3.1 完善施工材料質量控制

我國公路養護技術快速發展背景下，多數地區養護部門都開始采用改性乳化瀝青同步碎石封層技術開展養護工作。但是由于改性乳化瀝青需要由就近企業生產，盡量減少與施工現場的距離，盡量減少儲罐時間，因此在技術應用中，必須要完善對應的質量控制措施，確保殘留物含量和運輸過程中溫度達到規范要求，為整體施工質量控制奠定良好基礎。同時還應當加強石料質量控制，采用合適的破碎工藝進行處理，除要達到兩個規范參數外，還應當確保表面潔凈、干燥、無風化現象存在，以避免對施工質量產生影響。

4.3.2 做好現場清理和保護

公路養護作業屬于半開放式現場，同時受風力和施工方式影響，較為容易出現泥土、塵土污染及其他雜質影響。因此在施工作業中，必須要做好徹底清掃處理，在污染較為嚴重的路段，需先采用水車清洗，待原路面干燥后在進行施工作業[6]。在撒布作業中，需由專人做好現場清理工作，避免撒布不均勻或碎石飛濺，對施工質量產生影響。在碾壓作業完成后，需做好現場檢查，確保無疏漏部位后，再開放交通。

4.3.3 動態調整施工技術參數

在改性乳化瀝青同步碎石封層技術應用過程中，施工現場環境溫度、路面溫度，原有路面病害發生和處治情況等，都會對作業質量產生直接影響。因此在技術應用過程中，還需要根據實際情況動態調整施工技術參數，避免單純套用同類工程項目技術資料，導致施工質量出現偏差。對于大范圍內路段的養護工程，還應當選取合適路段做好試驗，在驗證相關技術參數后，再完善整體施工方案，以確保施工質量得以有效保障。

4.3.4 加強機械設備維護保養

在改性乳化瀝青同步碎石封層技術應用中，還需要加強機械設備維護保養工作，每日作業完成后，都需要及時清洗噴嘴，避免出現堵塞現象而導致乳化瀝青撒布量不均勻。定期清洗濾網，確保撒布作業中流量穩定。定期分析計算乳化瀝青實際用量，如實際用量與設計用量存在較大偏差，應當及時查找原因并采取必要的校正措施。

5 結束語

改性乳化瀝青同步碎石封層技術在公路養護作業中具有良好的經濟效益和社會效益，對養護部門而言，應當根據實際情況出發做好施工組織，嚴格依照規范要求進行操作，以此才能夠確保整體施工質量得以有效控制，有效提升道路運行性能，延長運行壽命，為當地經濟社會發展提供交通保障。

參考文獻：

[1]吳童年.橡塑復合改性瀝青的研發及在碎石封層中的應用[J].四川水泥，2024（03）：200-202.

[2]張仲寶.改性瀝青碎石封層在公路路面預防性養護中的應用研究[J].產品可靠性報告，2024（02）：131-132.

[3]黃康.路面養護中改性乳化瀝青同步碎石封層技術的應用[J].交通世界，2023（36）：49-51.

[4]路永春.高固含量改性乳化瀝青在同步碎石封層技術中的應用[J].河南科技，2020（20）：119-121.

[5]張靜.瀝青路面改性乳化瀝青纖維同步碎石封層養護技術研究[J].交通世界，2019（31）：80-81.

[6]李彥霏.SBS改性瀝青纖維碎石同步封層在路面預防性養護中的應用[J].山東交通科技，2017（04）：33-34+56.