浅谈同步碎石封层技术在国省干线公路预防性养护中的应用

王环

摘 要：预防性养护就是在路面未发生结构性破壞以前，为了更好地保持道路路面的良好使用性能，延缓路面的破坏周期，在道路寿命周期内获取的最大效益，以不增加结构承载力为前提，在适当的时间，采取合理的技术措施改善路面的技术状况，全面提升路面服务水平。

关键词：同步碎石封层技术;预防性养护;应用

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）02-0128-02

根据交通运输部《“十三五”公路养护管理发展纲要》分析，“十三五”期间我国公路行业建设需求开始逐步降低但养护需求快速上升，随着公路交通发展从建路时代到养护时代的过渡，公路养护已成为公路交通发展的紧迫任务。由于二级公路收费的取缔，国省干线车流量骤增，公路养护需求逐步加大，科学、合理的养护既能延长公路使用寿命，保证良好的服务能力，又能确保安全畅通，减少交通安全事故的发生，同时还能有效节约养护资金。其中，同步碎石封层技术可以快速恢复公路路面使用功能，提高道路使用性，缓解沥青路面病害的发展，延长沥青路面使用寿命，被广泛应用在公路预防性养护中。以G312线预防性养护实施及后期效果评价为例，对同步碎石封层技术在国省干线预防性养护中的应用作一些浅显分析。

1 同步碎石封层技术的主要特点

同步碎石封层技术是路面预防性养护的一项新技术，是在同一时间内同步洒（撒）布乳化沥青结合料和骨料，使它们之间具有最大的表面裹覆强度。通过同步铺洒粘结材料和石料，实现喷洒到路面上的高温粘结料在不降温的条件下即时与碎石结合的效果，从而确保粘结料和石料之间的牢固结合。它具有表面高度耐磨、高度防滑和较强的防水性能，以及节约成本、延长道路使用寿命、快速恢复交通等特点。

（1）良好的耐磨性。沥青与同步洒铺的碎石形成沥青结合料，碎石颗粒以2/3的高度嵌入沥青，增大了两者的接触面积，由于沥青结合料的毛吸引力可以形成一个凹面，该凹面与碎石紧密咬合，可防止碎石掉落、流失，因此，使同步碎石封层路面具备了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作为预防性养护或修复性养护措施的重要因素之一，它可使道路使用寿命得以延长。

（2）良好的防滑性。同步碎石封层中的骨料被沥青粘结到路面上后，会直接与轮胎接触，骨料的粗糙度会增大与橡胶轮胎之间的摩擦，因此，可明显提高路面的附着性和防滑性。

（3）良好的防水性。同步碎石封层具有柔性的力学特征，能有效治愈路面贫油、掉粒、轻微网裂、车辙等病害，减少路面反射裂缝，增加路面抗裂性能，因此，能有效提高路面防渗水性能，若使用聚合物改性沥青则效果更佳。

（4）良好的经济性。根据以往施工经验及试验验证，通常情况下热改性乳化沥青洒布量一般为1.7-1.8kg/m2，碎石撒布覆盖率100%。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。相比之下，同步碎石封层的性价比明显优于其他路面病害处治方法，从而大大降低公路的养护维修成本。

（5）同步碎石封层可在低等级公路的应用中作为一种过渡型路面，以缓和公路建设资金暂时紧张的问题。

（6）同步碎石封层工艺简单、施工速度快，可视气温和车流量情况及时限速开放交通，通常一小时后可完全开放交通。

2 材料和设备的选用

在施工之前，应通过相关试验来确定骨料和乳化沥青之间的化学性能的相容性，以保证同步碎石封层施工的高性能。在设备的配置上，应选用与同步碎石封层车相匹配的机具，配备经验丰富、操作熟练的技术工人配合作业，以达到高质量、高效率的施工效果。

（1）沥青的选用。同步碎石封层所用乳化沥青各项技术指标应符合规范要求，在控制好乳化沥青正确的洒布温度、洒布量的前提下，可以取得良好效果。应注意的是，施工中乳化沥青用量多少是决定同步碎石封层质量好坏的一个重要因素。乳化沥青过多会出现泛油现象，过少则有可能出现严重的碎石脱粒。因此，乳化沥青用量要根据路面状况、交通量、施工季节等进行调整，高温季节可适量减少用量，高寒地区适量增加。

（2）骨料的选用。同步碎石封层骨料可采用花岗岩、玄武岩、石灰岩等，可结合路基结构和交通量等因素针对性地进行选择。因同步碎石封层技术属薄层技术，所用骨料为单一级配碎石颗粒（非一般意义的石屑），碎石粒径为8～12mm为宜。

（3）设备的选用。同步碎石封层设备选用的是新乡市创达公路设备有限公司生产的CD0814型橡胶沥青同步碎石封层车。配合与同步碎石封层车作业的机械有50型装载机一台、22t轮胎压路机一台、路面除尘设备和小型铣刨机各一台。

3 同步碎石封层的作用机理

（1）同步碎石封层的沥青结合层可以有效防止地表水下渗，减少水损害引起的路面坑槽、唧泥、松散等病害，提高路面使用性能。

（2）同步碎石封层结构中骨料粒径均匀，棱角分明，相互嵌挤形成咬合面，粗糙的表面会增大与橡胶轮胎之间的摩擦，从而使路面抗滑能力提高。

（3）同步碎石封层通常选用高强耐磨石料作为路面抗滑磨耗层使用，石料强度高，耐磨性能增强，道路寿命也就相应增加。

（4）同步碎石封层能有效增强路面结构的内聚力，增加路面强度，保证行车舒适，提高行车安全性。

4 同步碎石封层的优越性

同步碎石封层技术目前在公路预防性养护中已得到普遍推广和应用，经过实践验证，它与传统养护技术相比较，主要有以下优点：

（1）同步碎石封层成与传统的沥青贯入式或沥青表处相比，其成本相对较低，而其中的大骨料强度高耐磨，承载性能较好，具有良好的耐磨性和耐久性，因此，其使用寿命相对较高。

（2）同步碎石封层防水效果较好，它是靠喷洒的沥青结合料渗进裂缝中，在公路表面形成沥青结合料薄膜，这种沥青结合料薄膜在路面上形成防水层，可以防止地表水下渗。同时，对原路面的小裂缝、网裂、贫油、泛油、光滑等有很好的修复作用。

（3）同步碎石封层与在半刚性基层上直接铺装4cm沥青混凝土的路面相比，使用寿命相当，而造价却只有后者的1/3-2/3，综合考虑后期养护费用，同步碎石封层的性价比更为突出。

（4）同步碎石封层道路在后期改造升级时，原路面可直接作为防水粘结层和应力吸收层使用，在道路有后期改造升级需要时，此方案更显优越。

（5）同步碎石封层施工速度快，养生时间短。一台同步碎石封层封层车一天单幅可铺2-3公里，一般1-2小时左右开放交通，施工可采用半幅通车半幅施工的交通管制办法，对通行影响较小。

5 同步碎石封层的局限性

同步碎石封层技术在应用过程中也有一定的局限性，主要是对原有路面要求较高：

（1）原有路面必须具有足够的结构强度和良好的路面平整度。如果原有路面结构强度不足，必须根据实际情况采取合理的方法。

（2）如原路面裂缝宽度大于5mm，应采用沥青密封胶密封裂缝。

（3）原路面如有覆盖层等隆起病害，应进行碾压、刨平，保证路面平整。

（4）原路面如有坑槽、松动、压泥、块状裂缝等病害，应挖出基层进行治理，防止病害反射。

（5）同步碎石封层宜在尚未发生病害或者病害较轻的路段实施，对原路面存在严重病害的路段，如果病害处治不彻底，随着温度变化、沥青老化和行车荷载作用等因素的影响，裂缝会逐渐反射到表面。

6 同步碎石封层实施效果评价

结合施工经验和后期跟踪观测情况分析，天气状况、施工温度及沥青洒布量、碎石撒铺量等因素对同步碎石封层质量的影响较大，因此在施工过程中要综合考虑。

（1）天气状况及施工温度对同步碎石封层的影响。天气状况及气温对碎石封层施工的质量影响较大，大风、雨天、低温（气温不低于20度）不宜施工。一般应选择在干燥和炎热的夏季进行施工，施工气温25到35度，路面温度25到55度为最佳。由于同步碎石封层施工工艺对温度要求高，对环境温度影响敏感，在温度相对高的时候施工，沥青的渗透性及石料与沥青的粘附性会更好，封缝效果会更佳，石料嵌挤密实，飞石较少，后期行车过程中石料剥落情况也会相应减少。

（2）沥青洒布量和碎石撒铺量对同步碎石封层的影响。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。沥青用量过多，路面有可能出现泛油现象;反之，则会出现严重的碎石脱落。因此，沥青用量要根据路面状况、施工季节及交通量等情况综合确定，采用试验段参数对沥青洒布量进行修正或调整。正确的石料撒铺量应该是可以完全覆盖旧路面，石料之间应该是肩并肩紧密的构成一个平面，达到100%石料覆盖率。如果石料覆盖率过低，沥青没有被完全覆盖，紫外线过多照射会加速沥青老化，从而影响路面质量;如果石料覆盖率过高，过多的石料被挤压到沥青层中，石料拥挤会导致一些已经粘到沥青的石料脱落，一方面造成材料浪费，另一方面脱落的石料有可能会被车轮带起砸碎汽车挡风玻璃，造成行车安全隐患。

参考文献

[1] 張国泉.沥青同步碎石封层施工技术探讨[J].甘肃科技，2015（8）：114-116.

[2] 王保忠.沥青路面养护新工艺新技术——同步碎石封层[J].交通运输研究，2009（17）：195-198.

[3] 富文军，姜武杰.同步碎石封层技术在沥青路面养护中的应用[J].建筑机械化，2006，27（5）：96-98.

[4] 赵周文.浅谈公路沥青路面的预防性养护[J].甘肃科技，2011，27（5）：129-131.