同步碎石封层技术研究及在公路施工中的应用

2019-12-30李锐

中国科技纵横 2019年21期

李锐

摘要：随着公路建设规模逐步扩大，越来越多公路修建在复杂地形地区，增加了施工难度。同步碎石封层技术的应用与全面推广，积极预防了路面早期病害，有效提升了路况质量，对缓解养护费用压力具有重要意义。本文在充分了解同步碎石封层技术原理的基础上，结合具体工程案例，提出选择橡胶沥青同步碎石封层技术用于公路维修养护施工，主要对材料选择、混合料路用性能及施工技术要点进行了分析与探讨，以期全面提升工程质量。

关键词：同步碎石封层;橡胶沥青;材料选择

中图分类号：U418.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）21-0105-02

0 引言

在社会经济高速发展的今天，人们越来越重视环保问题。橡胶沥青材料的应用可有效缓解废弃轮胎污染环境、占用土地等问题。相比普通热沥青碎石封层，橡胶沥青碎石封层粘性更高，基于橡胶的特性，将大大提高封层的抵抗能力，很大程度上增强路面的抗变形能力，并能充分吸收裂缝处集中应力，避免反射裂缝传递，此外，因橡胶具有良好防水性能，橡胶沥青碎石封层的应用，可增强路面防水能力，不容易被浸蚀，通过橡胶沥青等材料的掺加，能够有效提升路面的路用性能。橡胶沥青同步碎石封层的在同步碎石封层基础上发展而言，这项技术的应用，将会有效解决当前我国公路养护问题，更好地推进我国公路养护事业发展。

1 同步碎石封层技术原理

同步碎石封层是指通过专用同步碎石封层车在路面上同时撒铺碎石、胶结材料，在车辆碾压作用下，可构成一种沥青碎石磨耗层，从而保护路面结构。根据设计要求，必须合理控制胶结材料，如改性沥青、改性乳化沥青等才能的撒布量，确保其各项技术指标满足规定要求。而橡胶沥青同步碎石封层技术是在同步碎石封层基础上发展而言，其技术原理基本相似，主要通过专用橡胶沥青同步碎石封层设备，在路面同时撒铺高温橡胶沥青和符合规定的石料，在最短时间内保证沥青材料与石料充分粘结，并在外荷载压力作用下，持续发生反应，从而保证其强度满足施工要求。一般情况下，在整个施工过程中，需合理控制撒铺温度，橡胶改性沥青的撒铺温度需控制在180℃左右，当沥青材料与石料结合时，则需控制在165℃以上，保证具有良好流动性。其具有抗裂性能强及防水、防滑性能良好等特点。相比常规罩面施工技术，橡胶沥青同步碎石封层的成本较低，仅为热沥青混合料罩面（3cm厚）成本的一半，甚至更低，但在质量方面，却高于热沥青混合料罩面施工工艺，具有质优价廉的优势。

2 工程概况

某公路工程建成通车之后，于2016年全线加铺改性沥青混凝土（3cm厚）进行中修罩面。近年来，因本路段为交通主干道，交通量较大，尤其是重载车辆增多，导致路面出现了不同程度的病害问题，如网裂、沉陷、龟裂等。当前主要对K1340+800～K1383+718段进行中修施工，全长为11.8km。其中有4.7km路段存在较为严重的龟裂病害，为此，决定选择橡胶沥青同步碎石封层技术进行处治，并将细粒式橡胶改性沥青混凝土加铺其上，厚度为4cm。

3 橡胶沥青混合料的路用性能

为充分了解橡胶沥青混合料的性能，本文针对两种不同混合料，即70#热沥青、橡胶沥青进行了高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能进行了对比分析，具体如表1所示。

3.1 高温稳定性

通過软化点可以分别评价两种不同混合料的高温性能。试验结果为70#热沥青的43℃，橡胶沥青的动稳定度68.4℃。按照由高到低排列，软化点分别为70#热沥青混合料>橡胶沥青，由此说明，橡胶沥青具有良好的高温稳定性，及较高粘性，可达到降低车辙产生几率的作用。

3.2 低温抗裂性

于沥青低温抗变形能力来讲，延度是其主要评价指标。针对上述两种不同混合料，通过5℃延度可以看出，橡胶沥青的延度为17.1mm，相比70#热沥青，则高于该值。由此说明，相比普通沥青低温脆性，橡胶沥青更具优势。究其原因在于橡胶粉自身具备可塑性、延展性，待沥青与橡胶粉充分结合之后，很大程度上可提高橡胶沥青的低温延展性能。

3.3 弹性恢复性能

沥青路面的变形恢复能力往往选择弹性恢复率来充分反映，当弹性恢复率降低时，则说明沥青材料具有较差的变形恢复能力。经表1试验检测结果可见，25℃弹性恢复率为70#热沥青为7.21%，橡胶沥青为76.2%。作为沥青抗疲劳能力的关键性指标，相比普通沥青，橡胶沥青的抗疲劳性能更强。其原因在于橡胶粉自身弹性较大，当橡胶粉结合沥青材料之后，很大程度上可提高橡胶沥青的弹性恢复性能，相比之下，还能增强沥青路面的抗疲劳能力，有利于延长路面使用寿命。

4 材料选择

4.1 橡胶沥青

据研究表明，橡胶粉掺量增加，橡胶沥青粘度也会随之增加，这种情况下，将有效改善路面路用性能，但这种情况下，可大大增加施工难度。为此，必须合理控制橡胶粉的掺加量。根据工程实际情况，本文选择18%～20%作为橡胶粉掺量范围。结合工程具体情况，本文可采用90号基质沥青，30目胶粉，按照表2相关要求确定橡胶沥青技术指标。此外，还要确定橡胶沥青洒布量，要求控制在1.5～2.0kg/m2范围内，保证洒布量适宜，才能避免出现泛油、沥青膜厚度不足等问题。

4.2 石料

一般情况下，多选择3挡粒径石料，多为4.75～9.5mm，9.5～13.2mm，13.2～16mm，根据工程建设需求，本工程选择单粒径石灰岩碎石，为9.5～13.2mm。保证颗粒形状良好，且不存在杂质、风化等现象。根据公路工程技术标准要求，石料各项力学指标应与其要求相符。

4.3 水

选择无污染、无杂质的自来水即可，保证用水量满足施工规定。

5 橡胶沥青同步碎石封层技术要点分析

5.1 施工准备

施工前，需做好原路面处理工作，及时修补路面病害。首先要检测原路面，因本路段存在严重龟裂病害，需针对路面强度不足之处及时补强。并清理干净其他污染物，待路面表层干燥度满足设计要求后，即可开始同步碎石封层施工。根据施工量，需合理配置施工设备，本工程所需设备包括：橡胶沥青同步碎石封层机、装载机、胶轮压路机、沥青运输车等。根据交通管制方案，在指定位置设置交通标示，保证施工安全。

5.2 试验段铺筑

按照设计方案，准确确定同步封层车的各项参数，如石料撒铺量、沥青洒布量、行驶速度等，通过试验段铺筑，详细校正上述参数，用于指导大面积施工。

5.3 洒布橡胶沥青及碎石

（1）橡胶沥青洒布量。在具体施工中，施工机械、操作技能等均会对橡胶沥青洒布量造成严重影响，若沥青洒布量与设计值存在极大差异，那么极易影响洒布均匀性，为保证施工质量，应对沥青洒布质量进行定量检测。要求将受样盘放置于需测定的沥青洒布量段，待洒布车通行后，将受样盘、橡胶沥青质量准确计量出来，并进行沥青洒布量计算，对比设计值，进行适当调整。经测试可见，本路段橡胶沥青洒布量与设计值要求相符。在整个喷洒过程中，保证匀速、缓行，且在180～190℃之间确定橡胶沥青洒布温度。若出现洒布不均匀情况，需及时通过人工方式进行修复，保证不会出现漏点等情况。

（2）碎石撒布量。按照上述检测方法，定量检测碎石撒布量，碎石撒布过程中，为便于固结石料与沥青材料，通常按照“1+2”的配置方法进行沥青洒布设备与碎石撒布设备的配置。此外，还要紧跟碎石撒布车，指派专人负责清理撒布范围外的碎石。在整个过程中，严禁碎石撒布车粘黏沥青材料，为避免该问题产生，可对撒布车轮做洒水处理，但需严格控制洒水用量。

5.4 接缝处理

第一类横缝处理，可选择对接法进行路面横缝处理。在路段起、终点前后部位横铺油毡纸，保证横向衔接准确。待封层车通行之后，即可将油毡纸去除。第二类纵缝处理。在纵缝施工中，要分幅进行封层施工，保证施工质量。

5.5 碾压

完成洒布施工作业后，需及时做好碾压施工，要求在5～8km/h之间控制碾壓速度，保证在沥青内充分嵌挤单粒径碎石材料，保证其固定良好，根据施工要求，需合理控制碾压遍数，一般为3～4遍，确保压实度满足设计要求。

5.6 养护

相比其他施工技术，同步碎石封层铺筑后养护施工极为重要，一般历经2月车辆通行碾压，才能逐步成型，在整个阶段内，若局部严重泛油，需及时进行石料补填，保证路面平整度。

6 结语

综上所述，伴随我国公路建设规模的逐步扩大，沥青路面应用愈加广泛，其质量问题也备受关注。橡胶沥青同步碎石封层技术的应用，可有效修补路面病害，增强路面强度，提高施工质量，推动整个公路行业发展。

参考文献

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