公路同步碎石下封层施工技术研究

熊卫群

（江西省赣西公路工程监理有限公司，江西 宜春 336000）

0 引言

高速公路项目投入运营后会增强区域之间的互动与交流，带动经济发展，使人们出行变得更加便利。在高速公路长期运营过程中，因外部车辆荷载、气候影响、施工工艺、材料突变等因素的干扰，造成很多高速公路出现严重的病害问题，如不及时解决病害问题，任由病害继续发展，会严重影响道路的通行舒适度与安全性。因此，必须加强高速公路的养护和维修，恢复道路交通的功能。当前，高速公路养护方式较多，较为常用的是同步碎石下封层沥青养护施工技术，可有效消除沥青道路的病害问题，具备较高的抗水害能力，延长道路的使用寿命，为高速公路事业的发展产生积极的影响。

1 下封层工程特性

高速公路的组成结构中，下封层主要设置在沥青路面的面层与半刚性基层之间，其厚度相对于其他结构来说并不大，设置的目的是防止积水侵蚀水稳定基层的结构，确保其具备较高的抗水损功能，同时还会将路面结构与水稳层稳定地连接，形成高速公路整体的形式。分析发现公路的下封层结构具有以下几个方面的作用：第一，有效防止积水进到半刚性基层结构内，避免积水冲刷该结构，达到保护的效果。第二，提升半刚性基层与沥青面层的结合性能，保持结构的整体性能，并提升结构的受力性能。第三，实现半刚性基层结构的表面收缩裂缝的处理，形成稳定的结构，限制收缩裂缝的扩展与发展，促进总体性能的提高。当前，在我国的国家标准中，规定公路下封层结构的施工形式是稀浆封层与碎石封层结构，施工单位可以根据不同的需要选择合适的形式[1]。下封层根据实际需要选择合适的胶结材料，提高结构的性能水平，以满足沥青路面的性能标准要求。

2 工程概况

某高速公路项目建设长度是60km，设计速度为100km/h，双向4 车道，路基宽度为25.5m，路面采用SBS 改性沥青材料制作，桥隧比为61.2%。经过对项目的运行效果分析确定，该高速公路投入运营比较长的时间，由于紧邻当地的旅游景区，每日通行的车辆比较多，加上气候条件比较恶劣、昼夜温差大的影响，导致部分部位的损坏比较严重，严重影响道路的通行。经过对路面结构的分析发现，很多路段存在较为严重的病害，如车辙、裂缝、坑槽等，危害道路通行的质量与安全。此外，该公路现场的积水较为严重，侵蚀和影响巨大，同时也损害其美观性。因此，高速公路单位应该加强公路的养护与维修，及时展开修复处理，恢复正常通行的要求，满足公路工程的质量标准[2]。

3 热沥青下封层施工工艺

3.1 材料

3.1.1 乳化沥青。对于乳化沥青来说，黏度、流动性、渗透性是主要的指标，选择合适的乳化沥青材料，加强上述指标的控制，并按照工艺方案进行现场喷洒施工，确保工程项目的质量符合要求。

3.1.2 石料。选择石料要保证性能合格，如果条件允许，尽量采用专用石料，从而保证性能和质量符合要求。

3.2 机械设备

在下封层现场施工中，按照要求准备施工机械设备，目前主要有运输车、撒布车、压路机等设备，性能合格才能保证工程的质量符合要求。现场施工作业前及时检查设备，防止设备在投入使用后发生异常的情况。运输车与撒布车应该保持一致性，确保沥青混合料的性能与质量达标。

3.3 基层处理

水稳基层表面极易存在松散或者坑槽的问题，如不进行任何处理就展开施工，会造成上部结构的施工效果不合格。因此，在沥青下封层施工之前，先进行基层表面的检查，做好杂物清理、局部不平整处理，以满足现场施工的要求。

3.4 测量放样

因下封层结构的边缘部位容易发生问题，在施工时应每侧各加宽25cm，以确保结构的质量符合要求，符合现场施工的标准。

3.5 喷洒沥青

在沥青乳化性能合格的基础上，使用撒布车进行喷洒处理，保持均匀性合格。洒布施工加强如下几点控制：第一，撒布设备的参数严格控制，施工作业精准，比如现场使用4t 撒布车作为主设备，再准备一台1t 机动人工撒布车，以提升现场施工质量水平。第二，现场撒布环节要加强质量监督管理，温度处于合理的范围内，喷嘴与路面相距50～60cm，时刻保持该高度进行喷洒处理，符合施工效果要求。第三，撒布量严格控制。在现场施工前进行基层的湿润处理，符合要求才能开始撒布，且撒布量为0.8～1.2kg/m2。撒布工作实施中应落实检查和管理，如发现存在缺角、空白、异常等情况，及时采取人工补撒方式处理。如发现下封层表面存在凹坑等病害问题，及时进行该位置的补充处理，达到平整度要求后再施工[3]。

3.6 接缝处理

接缝是质量最为薄弱的部位，极易发生质量问题，所以必须要做好接缝的处理工作。对于下封层结构来说，横向、纵向接缝比较常见。

3.6.1 纵向接缝的处理

分析形成纵向接缝的原因，并选择合适的应对措施。现场施工阶段，纵向两车撒布施工搭接距离严格控制，尽可能减少纵向接缝。

第一，科学撒布施工。确保撒布纵向线条的顺直度合格，不会发生弯曲的问题。第二，现场加强撒布量管控。将撒布量控制在合理的范围内，特别是搭接的结构，应该保证不会超出规定的要求，防止发生损坏的情况，如果有问题局部采取人工修补的方式处理，使整个结构路面的性能和质量达标。第三，在纵向接缝与路缘石连接的情况下，保证边缘部位的油量充足，且路缘石无污染。在沥青撒布的阶段，做好路缘石的覆盖处理。在撒布结束后及时撤除覆盖材料，防止给周边的路面造成影响。此外，加强下封层结构厚度控制，使得纵向接缝和路肩连接，以达到项目施工标准要求。

3.6.2 横向接缝的处理

撒布施工采取梯队作业的方式，前后两车的连接部位，或者道路与桥梁的连接部位设置横向接缝，主要采取如下措施：第一，在喷洒施工现场的起始部位铺设一层铁板或者毛毡，与起点有5～10m 的距离即可，并对现场结构进行加固处理，使得车辆有足够的覆盖物设置，以达到起点部位的施工效果要求。第二，终点位置的喷洒施工有较高的难度，主要是现场控制不严格，且车辆的控制不到位，也无法确定最后一车材料到底在何处喷洒完毕，所以容易导致终点部位的施工效果不合格。对于该问题来说，准确计算喷油长度，并预留足够的长度，主要的措施是在最终路段上覆盖3～5m 宽度，并且随着喷洒逐步进行，直到达到终点才能开始降速、关闭阀门。如结构物与路面存在斜交的情况，应按照具体形状铺设施工。第三，对于起点、终点等部位异常的情况，应立即补喷处理。为了防止存在沥青过量的情况，应该在现场铺设旧报纸，喷洒后及时清理[4]。

3.7 撒布石料

3.7.1 撒布时间。乳化沥青喷洒工作结束后，及时进行现场的碎石撒布施工，应尽量缩短两者间隔的时间，组织人员快速完成撒布碎石施工。组织专业技术人员进行现场的检查和管理，确保均匀性达标。

3.7.2 撒布量控制。下封层现场施工作业中，加强撒布量控制，厚度设定为5～6mm 即可，不能直接铺满，否则将会给沥青与碎石的结合造成不利的影响。一般来说，撒布面积达到60%～80%即可满足要求，撒布量为3～5m3/km2。

3.7.2 细节处理。撒布结束后，进行现场检查，对于局部位置存在缺料的情况，应立即组织人员补充施工；如果局部存在材料堆积的问题，应及时铲除处理。现场搭接施工部位的材料比较特殊，要做好全面的控制，并保证与二次沥青材料的施工保持同步进行。

3.8 碾压

撒布工作全部完成后，对现场的施工情况展开全面的检查，确定是否存在不均匀的情况，对于存在的问题要立即处理。热沥青材料温度设定在90℃，胶轮压路机碾压2 遍，速度为1.5～2km/h，保持碾压的标准和要求，从而提升结构的稳定性，避免出现结构损坏或者质量问题。

3.9 初期养护

乳化沥青基层封闭养护时间为1d，没有任何问题即可开始后续施工。如果检查发现存在泛油的情况，首先要确定具体的位置，再进行集料的填充，并及时清理集料。初压养护阶段，车辆行驶速度不超过20km/h，且禁止无关车辆进入，也不能在现场随意掉头、制动。

3.10 交通开放

碾压施工之后，表面水分经过蒸发达到标准后即可开放交通。刚开始投入使用时，车辆速度严格控制，防止对下封层结构产生不利影响。如有必要，在现场设置路障，在受到车辆碾压进一步达到密实的状态，结构结合效果更好，具备更高的稳定性与安全性。

4 试验路段性能检测

4.1 抗滑性能

道路抗滑性是重要的技术标准，通过应用路表构造深度与摩擦系数的方式检测确定，经过对比纤维碎石施工前后构造深度与摩擦系数大小，以确定抗滑性是否满足标准。该工程采取随机检测方法，得出结论见表1。

表1 构造深度与摩擦系数检测结果

纤维碎石封层在投入使用前，应选择3 个点位进行构造深度、摩擦系数检测。该项目构造深度最小为0.80mm，通过加铺纤维碎石封层的结构，深度增加20%。摩擦系数的检测后，发现其从50 增加到67，说明整体的路面结构抗滑性提升明显。

4.2 防水性能

经过对以往工程经验总结确定，碎石封层结构现场施工作业中，通过加入纤维材料的方式，可以对沥青材料起到束缚性，结构的防水效果满足要求，该工程项目按照选择3 个桩号的方式进行检测，确定性能，设备为渗水仪，数据可见表2。

表2 渗水系数检测结果

根据对上述参数的分析和研究，发现纤维碎石封层中渗水系数最大时98mL/min，养护后渗水系数下降至45mL/min，下降了54.1%，表示该结构形式的路面施工效果非常好，完全达到结构性能提升的要求。

5 热沥青碎石下封层施工注意事项

其一，现场作业人员根据项目的技术标准和要求，加强沥青碎石的撒布控制，达到均匀性标准。现场施工要检查碎石撒布设备的工作情况，特别是在起始位置，极易出现质量问题，必须加强监督与管控。此外，对于施工中存在遗漏的情况，立即组织人员查勘并补充处理，并清理多余材料，规避质量问题和不足。其二，要想保证现场施工顺利完成，各项性能和指标合格，在正式开始前进行试验路段的施工极为重要，确保撒布量、沥青混合料温度、设备行驶速度等，以满足工程的要求。其三，沥青撒布作业采取喷雾的方式进行，形成均匀性良好的沥青膜。改性乳化沥青现场施工质量和温度存在直接的关系，温度较低则黏性不足，极大地影响施工的标准。其四，碎石材料的喷洒覆盖率在60%～80%，这样可以达到全面性覆盖的效果，且沥青膜完整，还能避免在车辆行驶中受到损坏，同时保持足够的缝隙，便于后续施工填充，达到结构性能的标准。沥青混合料温度处于合理的范围内，流动性比较好，更好地包裹碎石结构，达到全面性覆盖的要求，实现结构完整性的提升。其五，纵横接缝设置要注意，尽量避免设置接缝，如需设置接缝，则要减少接缝的数量，并加强接缝部位的质量监督与管理，避免质量问题，确保下封层的平整度与稳定性达标。严格落实现场施工管理和控制，接缝部位的搭接宽度符合要求，且没有泛油等问题。喷洒后及时碾压处理，保证碾压设备性能合格。

6 结语

公路在投入使用后，养护与维修工作极为重要，这也是保证路面性能的关键性措施。目前，常用的是同步碎石下封层施工技术，可以消除病害的问题，提高抗水损害的性能，并延长路面的寿命。通过对施工安全以及效果方面分析发现，应用同步碎石封层施工方式可以提升公路的路面结构强度与稳定性，使行驶更加舒适、安全，完全可以达到道路交通通行标准，带动我国交通事业进一步发展。