城市道路沥青同步碎石封层质量控制

赵 峰，张福生（.宁夏第二建筑有限公司， 宁夏 银川 7500；.宁夏华磊建设监理有限公司， 宁夏 银川75000）

0 引 言

随着城市道路设计标准的不断提高，以前大多作为等级公路使用的沥青同步碎石封层工艺，目前在城市道路工程的施工中也得到了较多应用。道路路面沥青同步碎石封层施工工艺，是指采用同步碎石封层车，将符合技术要求的集料及沥青粘结料同步撒铺，在胶轮压路机的碾压下使粘结料与集料充分粘接并形成沥青碎石层。

目前，沥青同步碎石封层施工没有相应的国家标准可供参考，只有由一些省份的交通运输主管部门组织编制的地方性技术规范，并且有些只是为道路预防性养护措施的上封层而编制的。在具体施工中，由于一些市政工程施工企业对沥青同步碎石封层施工工艺应用不多或首次接触，在对此项工艺的施工管理及细部的工程质量控制上往往存在很多问题，施工质量较差，封层发挥不了应有的作用。本文结合宁夏银川某新建道路工程封层施工及监理实践，针对试验段出现的工程质量问题进行分析总结，以期对类似道路工程封层质量的提高有所帮助。

1 碎石封层的作用和相关规范要求

沥青同步碎石用作下封层时，铺设在道路半刚性结构（如水泥稳定层等）基层上。一是用于防止基层温度裂缝和干缩裂缝反射到路面面层；二是防止面层水分下渗至基层，以提高基层与沥青面层之间的连结牢度。现行 CJJ 169—2012《城镇道路路面设计规范》第 5.3.5 条规定，应减少半刚性基层沥青路面收缩开裂和反射裂缝，可选择采取相应措施，如适当增加沥青层的厚度、在半刚性材料层上设置沥青稳定碎石或级配碎石等柔性基层、在半刚性基层上设置应力吸收层或铺设经实践证明有效的土工合成材料等。现行 JTG D50—2017《公路沥青路面设计规范》第 4.2.6 条也提出，当采用无机粘结料稳定类基层时，可在无机粘结料稳定类基层上设置沥青碎石层、改性沥青应力吸收层等。以上是从设计角度提出沥青同步碎石封层的应用及其作用。

2 碎石封层主要材料的质量控制

对于封层所用的集料及粘结料，应在进场时检查其供应商提供的质量合格证明文件等，进场后应按照数量分批次进行相应的检查、验收和复试等，合格后方可使用。

2.1 集料的质量控制

集料碎石是碎石封层的主要材料之一，其强度、粒径和表面洁净度等都有相关要求。具体的质量控制要点如下。

（1）应具有足够的强度和耐磨性能，无风化；选料时应采用机械破碎的石子。

（2）应根据碎石封层的设计厚度选用相应粒径的碎石。碎石应选择单一粒径，允许有一定的粒径差，但不应超过 5 mm。对于城市道路工程等，超粒径范围的碎石含量应不大于 10%。碎石形状应规则统一，针片状石子含量应控制在一定范围内。

（3）集料碎石应保证表面洁净，不含粉尘等其他杂质。进场前应经水洗后自然风干或采用机械烘干并除尘。进场后应有专门堆放场地，不得与现场混凝土等所用石子混杂堆放，上部应设置防雨棚或采取覆盖措施。

2.2 粘结料的质量控制

施工前，粘结料应按照设计要求选用相应的沥青种类，并且按批次对沥青的针入度、软化点、延度等指标进行检测。若选用改性沥青，还应增加对改性剂有效成分含量的检测。

3 透层油施工对封层质量的影响

沥青道路施工过程中，在基层与面层交界处一般都要喷洒透层油。无论是稀浆封层的沥青路面还是碎石封层的沥青路面，透层油的施工质量都会对封层工艺的质量产生直接影响。施工时如果对透层油的喷洒时间、喷洒量和喷洒后的养护时间等控制不当，喷洒后的透层油就极有可能未渗入到基层内，或者因温度过低、水分蒸发慢、没有充分破乳而降低强度，只是在基层表面形成一层薄膜，当进入下一道工序即封层施工时，表面的这层膜很容易被车轮大片粘起，导致封层达不到良好的粘接效果，甚至失去了与基层的粘接能力。因此，透层油施工应按照规范要求，在基层施工完毕后表面稍变干燥但尚未硬化时进行喷洒。否则，水稳基层硬化后表面过于干燥、强度过高，不利于透层油向基层渗入。另外，施工时应控制透层油的单位面积用量不少于设计要求，以保证渗透深度；透层油喷洒后至封层施工，应留有一定的养护时间间隔。在施工封层时，应保证透层油表面无脱层起皮、无污染、无积水等，否则应进行修补或清扫后再进行施工。监理机构应加强此项施工作业的事前控制。

4 结合实际案例分析碎石封层的质量问题

4.1 工程概况

某工程位于银川某开发区内，为新建道路，同时也是银川主城区东西向主干道延伸工程。道路红线宽度及横断面设计为 60 m［（6 m 人行道＋5 m 非机动车道＋4 m 隔离带）×2］＋30 m 机动车道。机动车道纵断面为 68 cm，包括：4 cm 细粒式沥青混凝土（AC-13）＋8 cm 粗粒式沥青混凝土（AC-25C）＋36 cm 水泥稳定砂砾＋20 cm 级配砂砾，道路路基为 80 cm 天然砂砾填筑。相对于上一年度该道路延伸段建设所应用的稀浆封层工艺，本工程设计为沥青同步碎石封层（下封层），在封层正式施工前划定施工试验段。

4.2 封层试验段出现问题的表观特征

本工程因工期要求，在施工沥青同步碎石封层时已到11 月中旬，气温较低。施工单位选择道路末端近 300 m 路段作为封层试验段先行施工。施工时白天气温在 10℃ 以上，夜间气温已降至 10℃ 以下。本工程采用乳液型沥青作为粘结料，封层设计厚度为 10 mm。在试验段沥青同步碎石封层施工后，经检查发现存在以下问题。

（1）碎石嵌入粘结料的深度普遍达不到一般要求，即为封层设计厚度的 0.7 倍。在沥青固化后，检查发现部分碎石粘结不牢固，用手搓动时很容易在根部与基层脱离。

（2）局部碎石撒布堆积重叠、不均匀，重叠处的上层碎石完全没有嵌入粘结料内。

（3）纵向接缝处出现漏撒及空（花）白现象。

（4）透层油未渗入到水泥碎石稳定层内，只在基层表面形成 1 层薄油膜层，导致封层粘结料无法与水稳基层可靠粘结。

针对以上问题，施工单位提出在该试验段已施工完毕的封层上再洒布 1 层粘结料并连夜实施。在第 2 遍粘结料洒布结束后的次日早晨，再次检查碎石粘结情况，发现比第 1 遍洒布后的粘结质量有了明显改善。在此情况下，施工单位同时安排了沥青混合料面层的施工。但在沥青混合料面层的施工过程中，旁站监理人员发现：在混合料的运输、摊铺和面层碾压过程中，各种施工机械和车辆所过之处，封层碎石被成片压倒、压碎，尤其是摊铺机履带压过的范围，封层及透层油均被破坏，基层水泥稳定层外露。

4.3 问题分析及防治措施

从以上实际案例来看，该沥青同步碎石封层的施工是不成功的。虽然采取了重新洒布粘结料等补救措施，但未从根本上解决问题，应按照不合格分项工程进行处理。

4.3.1 碎石封层的基层处理不当

（1）原因分析。如前所述，碎石封层底部透层油对封层质量产生重要影响。本案例在进行透层油喷洒时水泥稳定层已干燥硬化，透层油难以渗透到基层内；加之透层油喷洒后渗透及养护实践不足 48 h，无法给碎石封层与基层之间提供足够的粘接力。

（2）防治措施。严格控制透层油的施工质量，特别是控制好透层油的配合比及喷洒时机，同时根据设计要求设置每平方米的喷洒用量。应保证喷洒后有足够的养护时间，在养护结束后检测渗透到基层的深度是否符合设计要求。在封层施工前对透层油施工质量进行检查验收，为下一步封层施工创造良好的施工条件。

4.3.2 气温影响及养护时间不足

（1）原因分析。除了上述气温较低对透层油施工质量有影响外，在封层施工时，气温也不应低于 10℃。本工程封层试验段在白天施工时气温虽略高于 10℃，但施工临近结束时气温已降至 0℃ 至 10℃ 之间；加之粘结料采用乳液型沥青，温度过低会影响乳化沥青的破乳及水分蒸发。另外，在粘结料没有获得有效的养护时间及达到一定强（硬）度的情况下，如果马上进入下一道工序的施工，势必会对已施工的封层质量产生不利影响。

（2）防治措施。对于气温达不到施工条件的，不要因工期等原因不顾施工质量而盲目施工。特别是乳液型粘结料，应保证封层施工阶段及养护期能够达到 10℃ 以上气温条件，同时保证至少 48 h 的养护时间。

4.3.3 缺少对封层施工后的同步碾压。

（1）原因分析。对于非乳液型粘结料的同步碎石封层，在碎石撒布后一般使用胶轮压路机紧随撒布车进行碾压。这样做的目的，主要是通过胶轮碾压将碎石充分嵌固（实）在粘结料中，而在一些沥青同步碎石封层地方标准中，对乳液型粘结料一般不做碾压要求。本工程采用乳液型粘结料，也未对撒布的碎石进行同步碾压，于是在下道工序施工过程中，出现了部分石子在各种施工机械及车辆的碾压下，从根部被压倒、翘起，呈松散脱落状态。

（2）防治措施。对于采用乳液型粘结料的封层工艺，建议在乳液未破乳硬化之前，用胶轮压路机对撒布碎石进行同步碾压，可将碎石的粘结从“随机抛落”状态调整为“规则”状态。这对保证碎石承受荷载后的稳固性，以及每粒石子的大面与粘结料的充分混合粘结都是有利的。

4.3.4 碎石粒径存在问题

（1）原因分析。所用碎石并非单一粒径，粒径差超过5 mm，超粒径范围的碎石含量大于10%。

（2）防治措施。碎石进场时应严格做好检查验收工作，对于超过以上要求的碎石，必须严禁进场或过筛后方可使用。

4.3.5 集料和粘结料的每平方米用量控制不严格

（1）原因分析。对于改性沥青类粘结料，每平方米用量一般控制在 1.2 kg～1.5 kg，若用量不足，则无法保证碎石集料的嵌固深度。城市道路封层的碎石覆盖率应控制在60%～80% 之间并均匀布置，碎石过多，会出现堆积重叠现象；过少，则呈现大片空（花）白。

（2）防治措施。在封层试验段开始施工的第1车（幅），就应通过实测的方法检测集料和粘结料的实际用量。同时，应根据实测含量进一步对封层车进行准确标定。当碎石出现局部堆积重叠或空（花）白现象时，应通过人工进行清扫或补撒处理。

4.3.6 碎石强度不足

（1）原因分析。施工后出现部分石子被压碎的现象，除了未对封层实施有效保护措施以外，碎石本身强度不足，有风化、形状不规则等，也是导致碎石易受压碎裂的重要因素。

（2）防治措施。一是根据不同岩石的特性进行选择，对其强度做进场复试；二是控制针片状等外观不规整碎石的含量，施工前保留样品，施工过程中按车次做批次检验。

4.3.7 未对施工完毕的碎石封层进行有效保护

（1）原因分析。在封层施工后的沥青混合料摊铺阶段，其集料碎石不可避免地会受到混合料运输车辆、摊铺机等的碾压，如果没有相应的防治保护措施，封层就会遭受大面积破坏。

（2）防治措施。在沥青混合料面层施工过程中，应加强对封层的保护和管理。封层施工后的养护阶段应封闭交通，在沥青混合料施工时应合理确定各种施工车辆、机械等的行驶路线及出入口，不可随意在施工完毕的碎石封层上转弯、掉头和碾压。尤其是对沥青混合料面层进行碾压的钢轮压路机，严禁其与碎石封层直接接触。

5 结 语

本文结合银川某开发区新建道路工程沥青同步碎石封层施工实例及相关规范要求，阐述了该项工艺对路面基层防水、路面面层裂缝防治的积极作用。通过对案例中问题的总结分析，提出了主要材料的质量控制要点及各类问题的防治处理措施。作为施工单位，应积极掌握该工艺的施工标准，通过制定合理的施工方案，加强材料管控，加强施工前控制和施工过程控制，确保封层施工质量达标，延长道路使用寿命。