热沥青同步碎石封层施工技术在沥青路面大修工程中的应用

唐向华

（广西壮族自治区全州公路管理局，广西 桂林 541000）

0 引言

我国社会经济的快速发展，对公路网络提出了更高的要求，通过对现有路网的技术改造和强化管理，充分挖掘现有公路网的潜力，是非常重要的发展措施。基于此背景，如何高效、低成本的开展沥青路面大中修成为行业内的一大研究热点，本文主要围绕热沥青同步碎石封层施工技术展开具体分析。

1 我国热沥青同步碎石封层施工技术应用情况分析

碎石封层是一种常用的柔性路面预防性养护技术，其将沥青粘结材料、碎石洒布在旧路面或基层上，经碾压后形成沥青碎石磨耗层，主要用于修复微小路面病害、防止基层与地基水侵入。同步碎石封层是碎石封层的一大改进，最初起源于1980年的法国，通过同步碎石封层车的应用实现沥青粘结材料、碎石的同步洒铺、碾压（见图1），进一步提高了碎石封层的质量，此技术后在美国、澳大利亚等国均得到广泛应用。

图1 同步碎石封层施工示意图

我国初次引进法国同步碎石封层设备是在2002年，应用于辽宁省国省干线工程中，之后浙江美通等企业成功开发了国产设备，同步碎石封层的应用范围进一步拓展。目前，我国热沥青同步碎石封层应用范畴可归纳为：

（1）用于各高等级公路的预防性养护罩面层，实现对微小病害的有效处理，提高防水、防滑性能，延长使用寿命；

（2）用于新建道路下封层；

（3）用于新建低等级公路、农村公路面层；

（4）用于桥面、河边公路防水面层；

（5）用于局部病害治理，如：10～20mm以下的车辙、沉陷。

2 热沥青同步碎石封层特点与材料要求

2．1 热沥青同步碎石封层特点

本文主要从优点缺点两大方面对热沥青同步碎石封层特点进行阐述。

2．1．1 优点

（1）通过窗帘效应，有效减少了污染：热沥青与碎石同步洒铺（间隔1s左右），碎石流如同“窗帘”及时抑制了沥青洒布时黑烟的扩散，减少了污染。

（2）通过高温粘结，有效提高了混合料性能：相对于传统石屑封层，由于热沥青与碎石分步洒铺，沥青与骨料的结合温度相对较低（70℃左右）；而同步洒铺下沥青与骨料的结合温度可达120℃，相应的结合性能更佳。

（3）兼顾“低消耗、低成本”与“高效率、高质量”：同步碎石封层是世界上公认的成本最低的公路养护技术，同时其施工速度较快，可有效增强路面抗裂防水性能、减少路面反射裂缝等，综合效益十分可观。

2．1．2 缺点

（1）热沥青同步碎石封层施工技术用于道路养护、维修时，对路况条件要求较高，若是道路存在车辙、开裂、坑洞等病害，必须完成相关修复工作后方可进行封层施工。

（2）热沥青同步碎石封层施工受到天气因素影响较大，以温暖干燥的天气为宜，需尽量避开雨天或寒冷天气。

2．2 热沥青同步碎石封层材料要求

2．2．1 碎石技术要求

路用碎石一般分为4个等级，见表1。

表1 路用碎石等级表

碎石材料的选择要综合考虑道路型式、车流量等，并对材料获取的方便性、价格等进行对比分析，主要原则有：

（1）抵抗车辆磨损、剪力破坏的能力：A级最硬，抵挡车辆磨损能力最佳；基于形状因素，A级、B级碎石镶嵌效果更好，可有效抵挡剪力破坏；

（2）沥青用量：B、C级碎石吸收能力好，与A级相比，沥青用量相对更大；

（3）价格：C级碎石无需破碎，价格便宜；

（4）抵抗转向和缓冲性能：A、B级碎石棱角较多，可提供更大的摩擦阻力。

2．2．2 沥青的技术要求

目前我国沥青种类众多，同步碎石封层较为常用的有路用石油沥青、改性沥青或改性乳化沥青。

（1）路用石油沥青，价格低廉，符合《公路沥青路面施工技术规范（JTGF－40－2004）》的A级石油沥青要求，一般都可以满足同步碎石封层施工的需要；

（2）改性沥青或改性乳化沥青，可顺利进入并填充满微小裂缝，能与碎石紧密粘结，但是价格偏高。

在工程实践中，需根据碎石封层的类型、使用场合、施工季节、环保要求、施工习惯等不同进行合理选择，兼顾工程质量与成本。

3 热沥青同步碎石封层施工工艺流程与要点

3．1 热沥青同步碎石封层施工工艺流程

热沥青同步碎石封层施工工艺流程如图2所示：

热沥青同步碎石封层施工工艺流程示意图

3．2 热沥青同步碎石封层施工要点

根据热沥青同步碎石封层施工工艺流程，本文主要从施工准备、沥青和碎石同步喷洒、局部处理、压实及成型、接缝处理以及初期养护与开放交通六个方面具体分析相应的施工要点：

3．2．1 施工准备

热沥青同步碎石封层施工准备阶段的主要工作包括：（1）做好路况调查与病害处理，形成详细的调查报告；（2）封层前，将路面清理干净，确保无杂物、尘土等；（3）提前准备好施工设备、材料，可根据工程量、工程进展情况分批备料；（4）根据路面宽度、设备性能，确定施工幅数，最大限度地减少纵接缝；（5）提前封闭交通。

3．2．2 沥青和碎石同步喷洒

检查、预热设备，铲装石料、抽取沥青，设定沥青、石料喷洒高度及用量，行车速度控制在60～70m／min，沥青洒布温度控制在165℃～170℃。

3．2．3 局部处理

沥青洒布存在空白需人工补洒，沥青聚集则需人工刮除；发现过多浮动石料，应扫出路面，并不得搓动已粘着在位的石料，切实保证沥青结合料均匀。

3．2．4 压实及成型

同步封层车前进约10m左右，可用9～13t压路机碾压，碾压速度以70m／min为宜，遵循“先两边后中间、先慢后快”原则，要求轮迹重叠30cm，每次折回不得在同一横断面。铺在沥青、石料起洒点前和终点后，长度为1～1．5m。

3．2．5 接缝处理

接缝需紧密、平顺：（1）横缝处理采用对接法，每段接缝处，用铁板或油毡纸横铺在沥青、石料起洒点前及终点后；（2）纵缝处理，施工下一幅时，石料洒布应与上一幅石料对齐，确保纵缝对接良好。

3．2．6 初期养护与开放交通

沥青封层施工结束后，限速开放交通，要求车速≤30km／h。

4 项目应用分析

4．1 项目背景

S201线全州至沙子公路K26＋000～K32＋000、K42＋000～K46＋000段为二级公路，2004年建成通车，路基宽12m，沥青路面宽9m，两侧土路肩宽为2×1．5m。原路面结构为：20cm级配碎石底基层＋26cm水泥稳定碎石基层＋1cm沥青封层＋5cm中粒式沥青混凝土。随着近几年交通量的快速增长，超载车辆的增多，在行车荷载和强降雨作用下，导致路面破损严重，路面出现大量的龟裂、沉陷等病害。为保证公路的正常使用及交通安全，拟将该路段沥青路面进行大修。

4．2 路面大修方案

4．2．1 路基

本工程原有路基宽12m，全线统一在原水沟墙、挡土墙、路缘石上现浇20cm宽×27．5cm高C20混凝土路缘石。本次恢复重建方案为保持原有路基宽度不变。

4．2．2 路面

该路段原技术等级为二级公路，大修后的技术等级仍为二级公路。大修后的路基宽12m，路面为沥青混凝土满铺路面，路面宽度为11．6m，两侧设置20cm宽C20混凝土路缘石。

路面结构采用6cmAC－16中粒式沥青混凝土面层＋1．5cm热沥青同步碎石封层（两油两料）＋20cm（21cm）级配碎石基层＋旧路面。K28＋560～K29＋000段为过朝南乡路段，道路两侧均砌有居民住房，路面不宜加铺太高，因此，本路段路面结构采用5cm AC－16中粒式沥青混凝土面层＋8cm沥青稳定碎石基层（ATB－25）＋黏层。病害处理方案：对严重龟裂病害进行铣刨处理；对沉陷路面病害采取挖除40cm旧路结构层，回填40cm级配碎石层进行处理。

路面结构层：

（1）K26＋000～K28＋560、K29＋000～K32＋000、K42＋000～K46＋000段（见图3）：

图3 路面结构层示意图

（2）K28＋560～K29＋000段（见图4）：

图4 路面结构层示意图

4．3 热沥青同步碎石封层施工技术

本次大修施工流程如下：旧路病害铣刨施工（冷再生）→级配碎石基层施工→热沥青同步碎石封层施工→沥青混凝土面层施工→路肩施工。现主要就热沥青同步碎石封层施工技术展开具体分析。

4．3．1 施工材料

（1）碎石：两油两料层铺法沥青表面处治第一层碎石采用S10，第二层采用S12，具体级配要求如表2、表3所示：

表2 S10级配要求表

表3 S12级配要求表

碎石必须清洁、干净、无风化，不得含有泥土、杂物，S10级配碎石的最小粒径≥2．36mm，S12级配碎石的最小粒径≥0．6mm；采购的碎石不得堆放在泥土及长有杂草的地面上，铲车装料不得带入泥土及杂物。

（2）沥青：采用70＃道路石油沥青，沥青的三大技术指标满足规范要求。

4．3．2 施工技术要点

（1）铺筑前应找平路面，对路面出现坑槽的路段必须采用级配碎石修补坑槽，面积较大的坑槽修补后要求用6～8t压路机碾压2～3遍。

（2）清扫路面，沥青洒布前必须清除路面泥土、碎石及杂物，保持路面干燥。

（3）根据同步车的油罐装油量、料斗的装料量及同步车沥青的洒布宽度初步确定每一车料的铺筑长度。为确保铺筑厚度和质量，要求满足第一层用油量1．4～1．6kg／m2，第一层S10碎石12～14m3／1 000m2。

（4）沥青洒布前检查沥青温度，道路石油沥青宜为130℃～170℃，洒布时确保能成雾状，行驶速度稳定、喷洒均匀。若发现有洒布不均匀现象应及时调整油管的高度及喷油嘴的间距。

（5）同步车第一层油料洒布后立即用6～8t双钢轮压路机从路边向路中心碾压3～4遍，同时根据第一车料复核铺筑长度，若不能满足第一层用油量1．4～1．6kg／m2、第一层S10碎石12～14m3／1 000m2的要求，应及时调整洒布车的速度。

（6）第二层施工方法与第一层相同，注意第二层沥青洒布后，第一层碎石表面不得出现露白现象。

4．3．3 施工注意事项

（1）热沥青洒布时应注意安全，施工人员及行人要与喷洒管保持一定的安全距离，确保人员安全；

（2）施工路段做好施工安全标志，安排专职人员负责指挥交通，避免沥青喷洒污染过往车辆及行人，造成不必要的麻烦；

（3）调整洒布车的行走路线及喷洒管高度，避免污染路缘石、构筑物、路树等；

（4）洒布沥青完成后及时关闭阀门，避免出现油包现象；

（5）注意处理好接头，避免出现跳车现象；

（6）注意初期养护，泛油处可补洒S12嵌缝料并扫匀。

4．3．4 施工质量要求

（1）厚度确保1．5cm，3m尺检测平整度要求控制在10mm以内；

（2）外观要求：表面平整密实，无明显碾压轮迹，不得出现松散、油包、油波、油带、光滑面等现象；

（3）满铺路面：面层与路缘石及构筑物应密贴接顺，不得有积水现象。

5 结语

综上所述，同步碎石封层在我国道路维修、养护等方面得到了十分广泛的应用，其防水性能良好、层间粘结力强、施工进度快、成本低，可有效防止路面反射裂缝，延长路面使用寿命。在工程实践中，必须根据道路实际情况与施工要求，合理选择碎石、沥青材料，规范开展材料洒布、碾压以及交通管制等工作，切实保证工程质量满足要求，实现我国公路事业的稳定发展。