高速公路基层防水层中同步碎石封层施工技术

2021-12-04郑君

商品与质量 2021年41期

郑君

山西交通控股集团有限公司太原高速公路分公司山西太原 030001

同步碎石封层是一种新的公路工程养护施工技术，其在公路工程基层防水层中得到了有效应用。施工阶段碎石和沥青黏结料能够形成结构层，通过车辆的碾压后逐步成为沥青碎石磨耗层，从而避免公路路面或是基层破损。同时，采用同步碎石封层施工技术可以强化公路工程的路用性能，延长公路的运行年限。

1 同步碎石封层施工技术内涵与作用

从本质上分析，同步碎石封层施工技术指的是通过同步碎石封层车把碎石与黏结料洒布在公路路面之上，然后在车辆碾压作用下形成沥青碎石磨耗层，从而强化公路工程的整体防渗水性能与抗滑性能。

同步碎石封层施工技术的作用主要表现如下：

（1）优化公路工程路面的应用效果。

（2）实现公路工程中破损路面的有效修复，同时提升路面的抗磨性与耐久性。其中2/3的碎石颗粒能够与沥青黏结，进一步扩大接触面积，当材料配合后会产生一个凹面，而凹面和与碎石之间的有效结合能够避免碎石颗粒的流失。

（3）提高公路工程路面的防水性能，由于同步碎石封层施工技术具备良好的柔软性力学性能，因此通过合理采用同步碎石封层施工技术能够显著增强路面结构的抗裂性能与防渗水性能。

（4）较强的防滑性能与附着性能，有利于修复公路工程路面中的轻微龟网裂缝、麻面以及车辙等相关质量病害。同步碎石封层施工技术利用沥青粘合在路面中的骨料可以与车辆轮胎直接进行接触，同时使车辆轮胎与路面之间的摩擦系数提高，从而就实现了公路工程路面附着性能与防滑性能的增强。当同步碎石封层施工后公路工程路面能够恢复到最初的状态，而且实现了公路工程路面裂缝、麻面以及车辙等质量病害的有效修复。

（5）同步碎石封层施工技术操作比较便捷，施工流程简单，效率高，施工效果显著，公路工程封闭管理1h之后就能够进行同步碎石封层施工，而且同步碎石封层施工完成之后，若是交通条件允许1h后就可以实现交通全面恢复。

2 项目背景

此高速公路工程项目的全线长度是30.57km，起讫桩号是K23+105--53+675，采用的是双向四车道，设计的行车速度是100km/h，项目竣工时间是2016年10月16日。此项目通过多年的通车运行，尤其是在车辆荷载、自然环境等条件的作用下，基层防水层发生了局部破损现象，严重影响了路面的排水性能，从而直接关系到高速公路行车的安全性与舒适性。通过对项目现场实际情况与施工要求进行综合分析，最后确定采用同步碎石封层施工技术处理基层防水层。

3 施工技术

此项目中同步碎石封层施工流程详见图1所示。

图1 同步碎石封层施工流程

3.1 原材料

此项目使用的材料基本包含了碎石集料、改性沥青与黏结剂。为了能够确保各项材料性能质量符合施工要求，所以必须根据规范要求进行检查与测试，达标后才能够进入施工现场。

碎石集料。碎石是同步碎石封层施工中的一项关键材料，所以必须保证碎石的力学性能指标符合规范要求，主要选择锤击方式进行检验，由技术人员手持锤子通过反复捶打碎石表面，从而实现碎石承载力检测[1]。碎石集料的采用必须确保外观形态表现均匀，且碎石集料无任何的杂质，表面洁净、干燥，同时使用前需要清洗与风干处理。此项目中碎石集料的粒径范围处于9.5mm至13.2mm，考虑到碎石运输到项目现场之后，大部分碎石的形状表现不规格，所以需要安排施工人员实施碎石整形处理，从而保证碎石外形和粒径符合规范基本要求。

改性沥青。通过分析项目具体情况及施工要求等，确定选择SBS改性沥青，同时进场前必须安排专业人员完成SBS改性沥青针入度、延度以及软化点等各项性能指标检测工作（详见表1）。根据检测可知，SBS改性沥青相关技术性能指标均符合行业标准规范，也达成了基层防水层施工要求[2]。但是必须注意一点，改性沥青的掺入量直接决定着基层防水层施工效果。若是改性沥青掺入量比较少，就难以保证基层防水层的有效融合，其中碎石集料容易发生松散问题，从而对基层防水层防水性能造成负面影响；若是改性沥青掺入量比较多，就会导致基层防水层发生泛油问题，从而影响基层防水层施工质量。

表1 SBS改性沥青性能指标

3.2 基层处理

应按照要求严格检查高速公路基层防水层实际破坏情况，若是局部位置基层防水层破损较为严重，就必须提前7d实施修补处理；若是基层防水层形成了裂缝，则安排技术人员实施灌缝处理。在具体施工阶段，若是外界环境温度≤10℃，则要及时停止施工[3]。此外，考虑到基层底部包含碎石渣、杂土等，需要组织施工人员进行统一处理，然后通过洒水清洗干净，从而保证基层底部整洁、干燥。

3.3 混合料洒布

在混合料洒布施工阶段，需要启动洒布机之后立即对升降开关进行调整，以保证洒布机出料口和基层防水层之间的距离控制为20cm。为了能够有效解决材料浪费问题，所以必须仔细、认真检查出料口与送料器相关结构部件，若是存在松动现象则要立即拧紧。而在进行混合料喷洒时需要确保洒布车低速、匀速行驶，行驶速度必须≤15km/h，并结合实际洒布情况合理调整出料喷嘴，以提升基层防水层混合料洒布均匀度[4]。此外，考虑到项目施工任务量比较大，所以应从洒布机中配置2个喷嘴，且保证喷嘴处于同一平面。而基层防水层下封层处理阶段，需要对碎石洒布量进行合理控制，一般碎石覆盖率控制为60%至80%，若是碎石集料覆盖率＞80%，则很容易发生碎石脱落问题，从而对基层防水层的防水性能造成负面影响；若是碎石集料覆盖率＜60%，则很容易发生黏结或是泛油问题，所以必须严格控制碎石洒布量。

3.4 混合料碾压

待混合料洒布施工完成之后，需要立即实施防水层混凝土碾压，考虑到改性沥青和碎石集料温度2h会降低至100℃之内，所以混合料碾压施工必须在洒布后2h之内完成。为了能够提升混合料的碾压施工效果，需要将碾压遍数控制在2遍至3遍，一直碾压到改性沥青和碎石集料有效结合[5]。为了确保碾压平整度符合标准规范要求，则要求压路机操作技术人员合理预留1/3轮宽作为搭接长度，从而为压路机碾压创造施工空间。若是压路机碾压施工阶段，轮胎和混合料之间发生了黏结问题，应适量的喷洒油水混合物，并以人工方式进行处理。

3.5 接缝处理

以混合料洒布施工为例，基层防水层纵向的2个幅面部位易形成纵向接缝，所以施工技术人员必须精准确定具体纵向接缝部位，并采取措施合理控制重叠宽度指标，以保证防水层的外观达到平顺状态。首层混合料洒布施工，需要将预留搭接宽度控制在10cm至15cm之间。实施防水层横向接缝处理时主要选择对接方式，把铁皮等相关材料平直铺设接茬部位，然后采用油毛毡等材料铺设在起点和终点部位，具体铺设长度控制是4cm。

3.6 养护

从本质上分析，养护施工直接关系到同步碎石封层的施工效果，若是采取的养护措施不合理，就会严重影响基层防水层的防水性能。所以在基层防水层下封层施工完成之后，应立即实施交通封闭管理，以及布设鲜明的警示标识，禁止一切外来车辆与人员进入。与此同时，基层防水层养护施工时间必须≥7d，组织技术人员按照规定要求定期测量混合料温度，若是温度差相对偏大，则应及时采用洒水降温处理措施。考虑到此项目属于交通枢纽要道，所以道路交通封闭应选择单幅封闭方式，而且大型车辆的行驶速度必须低于5km/h[6]。