沥青路面养护新工艺新技术——同步碎石封层

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来源：发布日期：2007-8-23

摘要：十多年来，我国公路建设速度迅猛异常，通车里程逐年大幅度延伸。随着时间的推移，在行车载荷加大、材料老化、气候变化等多种因素综合作用的情况下，为保持或恢复沥青路面使用性能和服务能力，如何寻求一种“提高养护质量、降低养护成本、加快养护速度”的道路养护新工艺、新技术，倍受公路交通业内人士重视。沥青路面预防性养护技术(表面封层、裂缝填封和薄层罩面)中，同步碎石封层技术以其突出的优点，使其在国外迅速推广应用。本文将系统地介绍同步碎石封层技术中的材料和设备的选用、施工工艺和技术要求，以及同步碎石封层机的施工应用和应注意的问题。
关键词：沥青路面预防性养护同步碎石封层施工应用
1、前言
“同步碎石封层”是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂(热沥青、改性沥青、乳化沥青等)同步洒铺在路面上，通过自然行车或轮胎压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。它主要作为沥青路面表面处理层使用，也可用于低等级公路的面层施工，使沥青路面的使用寿命延长10～15年。
由于同步碎石封层将粘结剂的喷洒与碎石撒布两道工序集中在一台车上同时完成，可以使碎石颗粒立即与刚喷洒的流动性好的120～140℃的热沥青或乳化沥青相接触，并较深地埋入粘结剂内，因此同步碎石封层技术具有以下几个特点:
1)良好的防水性。同步碎石封层整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝，因此提高了路面防渗水性能，若使用聚合物改性沥青则效果更佳。
2)良好的附着性和防滑性。同步碎石封层中被沥青粘结到路面上的骨料仍直接与轮胎接触，其粗糙度增大了与橡胶轮胎之间的摩擦系数，因此可显著提高路面的附着性和防滑性并降低能耗。
3)良好的耐磨性和耐久性。同步洒铺的碎石和沥青形成沥青结合料，其碎石颗粒以2/3的高度陷入沥青，增大了两者的接触面积，并且由于沥青结合料的毛吸引力可以形成一个凹面，该凹面与碎石紧密结合，防止碎石流失，因此使同步碎石封层具有良好的耐磨性和耐久性，这也是沥青路面采用同步碎石封层技术进行预防性养护或修复性养护、使道路使用寿命得以延长的重要因素之一。
4)良好的经济性。同步碎石封层只需要较低的能耗，据测算每m2沥青路面使用1.5kg沥青、8～12kg碎石即可，其成本只是3cm热沥青混合料罩面的50%左右，而质量要好于罩面。
5)同步碎石封层可作为低等级公路的过渡型路面，以缓和公路建设资金暂时不足的问题。
6)同步碎石封层施工工序简单、施工速度快，可及时限速开放交通，一小时后可完全开放交通。
7)无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性价比明显优于其他道路表面处治方法，从而大大降低道路的维修养护成本。据资料介绍，“法国大量采用同步碎石封层技术进行道路养护施工，将节省的资金用于新公路建设，才使得法国的高速公路网和县乡公路网居世界前列”。
2、材料和设备的选用
为了保证同步碎石封层施工的高性能，需要进行相关试验来确定骨料和沥青之间的物理化学相容性。与此同时，以既定的同步碎石封层机为基础，选用相应的机具与其配套、联合作业，以获得高质量、高效率的封层效果。
2.1沥青的选择和使用
使用同步碎石封层技术，原则上对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青正确的洒布温度、洒布量的前提下，使用普通沥青、重交沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。应注意的是，施工中沥青用量是决定封层质量好坏的一个十分重要的因素。沥青过少时所封层的路面有可能出现严重的碎石脱粒;若过多时，则会出现泛油现象。因此沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节等进行调整，如大交通量的道路用量宜减少5%～10%，秋季施工用量比夏季的应增加5%左右。
2.2骨料的选择和使用
3、施工工艺及技术要点
3.1施工工艺
沥青路面的预防性养护和修复性养护一般采用二次封层:第一次用6～10mm、10～14mm粗碎石形成骨架;第二次用2～4mm细碎石嵌缝。两次封层后用轮胎压路机碾压，也可通过自然行车碾压。沥青路面若有10cm以上的车辙、沉陷等病害时，可采用多次封层不同粒径碎石的施工方法。现以旧沥青路面加铺防水磨耗层的典型预防性养护为例，介绍同步碎石封层机的施工工艺。
3.1.1施工前的准备工作
1)首先对待施工路段的路面状况、交通量等进行实地勘察。
2)根据检测数据，认真分析并做试验，确定施工方案，其内容包括:施工结构选择，沥青和碎石的选用，对车辙、坑槽等病害的预处理等。
3)做好配套机具的调配、组织等工作。
3.1.2施工过程中的操作技术
1)在施工路段内设置道路施工提示标志。
2)确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪;确定同步碎石封层机技术状态良好、参数设定正确，并现场试验。
3)清扫施工路段，确保路面无尘土、垃圾等。
4)在一段路面上进行试封层，并根据其效果对各作业参数进行调整直至达到预期效果，然后进行长距离的连续施工。
5)随后轮胎压路机立即进行3～4遍的碾压。若采用自然行车碾压，通行车辆则必须限速行驶。
6)分幅进行封层施工时，另一幅可以开放交通。要做好分幅封层搭接缝的处理工作:第一幅封层时暂留10～15cm宽度不撒布碎石，待第二幅封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。
3.1.3施工后的技术工作
1)封层后的1h(或2h)可以开放交通，但需要对通行车辆限速(≤40km/h即可)，以防止快速行车造成碎石飞溅。
2)对散落在路边的碎石进行清除。

3.2技术要点
1)选用技术性能先进的同步碎石封层机并保持其良好的技术状态是保证沥青路面同步碎石封层质量和效率的前提和基础，其中包括:结构合理的沥青喷洒装置，保证对沥青喷洒量及均匀性进行精确调节与控制;先进合理的沥青控制系统;精确调节和控制碎石的撒布量及均匀性;沥青喷洒与碎石撒布要保持高度一致。
2)喷嘴高度不同时喷洒后形成的沥青膜厚度不同(各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青的重叠情况不同)，因此要通过调整喷嘴高度使得沥青膜厚度适宜。
3)使用改性沥青作为粘结剂时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保持沥青在160～170℃的温度范围内。
4)同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶，在此条件下碎石和沥青的撒布率必须匹配。
5)根据路面平整度和抗滑性能要求，应严格控制所用石料的粒径范围，即等粒径石料最理想，但考虑到石料的破碎及筛分有一定困难，针片状石料要限制在15%以内，不含杂质和石粉，压碎值小于14%，要经过水洗、风干。
6)作为沥青路面表面处理层或磨耗层的同步碎石封层，其平整度和强度必须满足要求。
7)一般沥青路面预防性养护进行一次同步碎石封层即可。若旧沥青路面平整度较差时可选用适宜粒径的粗碎石作为下封层找平，然后用细碎石再做上封层。低等级公路采用同步碎石封层时须两层或三层，各层碎石粒径应互相搭配，以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。
8)封层作业前要对原路面进行认真清扫，以免尘土影响沥青的粘结剂作用发挥。
9)封层作业过程中要保证足够数量的轮胎压路机，以便在热沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。