预裹覆沥青同步碎石封层施工技术探究

王正勇

摘要 预裹覆沥青碎石同步封层技术是通过沥青拌和设备对碎石除尘、加温、掺配少量沥青形成沥青膜裹覆于碎石表面，洒布时沥青与碎石温度相差不大，且碎石温度降低较慢，能很好地实现封层时碎石与沥青的有效黏结，大大提高了封层质量，降低了环境污染。文章依据《公路沥青路面预防性养护技术规范》要求，对预裹覆瀝青同步碎石封层施工技术进行探究，并通过实践表明该技术可以在沥青路面预防性养护工作加以推广运用。

关键词 预裹覆沥青；同步碎石；封层；施工技术

中图分类号 U416.2文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）13-0060-03

0 引言

预防性养护是在路面状况较为良好的状况下，对路面进行有计划并且把成本费用和效益相结合的养护方式。沥青路面预防性养护不同于日常性维修养护，而是以恢复路面使用功能为目的，防止进一步损坏的主动性养护。经过实践证明，因地制宜、对症下药，选择安全可靠、经济适用、施工便捷、绿色环保的预防性养护工艺，就能做到事半功倍，实现降低养护成本，提高养护效率的目的。曲靖公路局根据管养公路实际，2018—2022年在局管国省干线三、四级公路主要采用预裹覆沥青同步碎石封层预防性养护技术对沥青路面早期病害进行处治，预裹覆沥青同步碎石封层实施里程近300 km，通过实践检验，预裹覆沥青碎石封层实施后的路面性能提升较大，耐久性更强。

1 预裹覆沥青碎石同步封层技术的提出

公路建设是发展，公路养护管理是可持续发展，“公路三分靠建，七分靠养”理念已在行业内形成共识，公路养护管理的重要作用越来越凸显。为了避免沥青路面早期病害的进一步扩展，减缓路面使用性能的恶化进程，提升公路服务效能，延长公路的使用寿命，实现节约养护维修资金目标，必须采取行之有效的预防性养护技术及时对沥青路面早期病害进行处治。

预防性养护是公路从业人员必须掌握并运用好的一项工程技术。预防性养护的理念就是在合适的时间，针对不同状况的路面采用合理的处理措施进行维护，从而达到减缓路面损坏、延长公路使用寿命的目的。预防性养护技术可分为封层、罩面、地热再生等类型。同步碎石封层技术是预防性养护技术中工艺简便、质量宜控、工期较短，成本较低的一种养护技术。同步碎石封层技术适用于路面产生轻微纵横向裂缝，有轻微的磨耗或松散，路面渗水强，路面存在轻微平整度不好的沥青路面。

普通碎石同步封层施工中，沥青洒布后虽然碎石同步覆盖，但因碎石表面有粉尘，碎石为常温，与洒布的热沥青温差大，两者结合时造成沥青温度急剧下降，碎石不能很好地与沥青黏结形成一个非常完整的结构层，导致封层效果不好。该工艺在施工中还存在粉尘污染，飞砂现象较为突出，封层后未黏附的碎石还要及时清除，一定程度存在安全隐患，对沿线居民的生产生活造成很大影响。预裹覆沥青碎石封层技术预先将封层用碎石通过沥青拌和设备除尘加温后掺加少量沥青进行裹覆，在进行沥青碎石同步封层施工时，沥青与碎石的结合就变为沥青与沥青的结合，大大提高了沥青对碎石的裹覆率，它很好地解决了碎石同步封层技术存在的不足。

2 基本情况

近二十多年来，云南公路事业发展迅猛，截至2022年底，云南省公路通车总里程达316 000 km，农村公路通车里程超过270 000 km，高速公路里程突破10 000 km，两项均居全国第2位。曲靖公路局管养着1 246 km国省干线公路，沥青路面占比95%以上，2018—2022年实施的预防性养护（包括同步封层、微表处、罩面）里程达407 km，其中预裹覆沥青碎石封层里程近300 km。

3 预裹覆沥青碎石封层养护工程设计

因曲靖市属于煤炭资源产出大市，国省干线公路交通量大、重载车较多，故预裹覆沥青碎石封层采用双层式设计，下层为中粒式，上层为细粒式。中粒式碎石最大粒径为15 mm，细粒式碎石最大粒径为10 mm。该施工方案增加了沥青拌和设备拌和工序，养护成本虽有增加，但封层质量大大提高，又绿色环保。

封层用碎石考虑施工成本，采用本地盛产的石灰岩破碎而成，为接近单一粒径集料。集料技术要求见表1。

沥青：由于曲靖公路局管养的公路大部分属于重载交通，考虑重载和高温性能，对比普通基质沥青和SBS改性沥青后，确定SBS改性沥青作为喷洒胶结材料，并对其针入度、软化点、延度等多项指标进行试验检测。

采用沥青拌和设备对碎石进行烘干除尘拌和实现沥青预裹覆。封层材料规格和用量见表2。

根据工程情况和具体措施，预裹覆沥青同步碎石封层的施工图设计包括下列内容：总体设计说明；养护目标和设计年限；原路面技术状况、病害情况及成因；原路面局部病害处治方案；技术方案及施工工艺；材料组成设计；交通组织和应急预案；工程数量及施工图预算；效益费用分析等[1]。

4 预裹覆沥青同步碎石封层施工技术流程

原路面病害处理→路面清洁→交通管制→拌和预裹覆沥青碎石料→同步封层→人工补料→胶轮压路机碾压→开放交通。

对原路面进行病害处理，针对原路面上的翻浆、拥包、沉陷、裂缝等情况进行全面清查和对症处理，确保修复后的路面平整度符合要求。

对将实施预裹覆沥青碎石同步封层施工的路面进行彻底清扫，当用水冲洗时，必须等水分完全蒸发后才能进行封层施工。

设备准备：2000型沥青拌和设备一套、装载机2台、碎石封层车一台、16 t吨胶轮压路机一台、沥青运输车2辆及其他辅助机具，混合料运输车数量满足施工组织设计。

对沥青混合料拌和设备检查标定，利用沥青拌和设备对碎石进行筛分、除尘、加热，按确定的油石比拌和混合料（沥青拌和设备除尘装置完好，达到环保生产要求的标准）。通过试拌确定生产油石比，通常油石比采用0.3%～0.4%，确保在洒布碎石时不发生黏团现象。

碎石封层车的标定：在施工之前，对预裹覆沥青碎石封层车的温控、计量、碎石洒布系统等进行标定，通过试洒，确定沥青洒布量和碎石洒布量，确保施工时计量准确。

沥青喷洒设备标定按以下步骤进行：①准备3块形状规则的塑料布，测得其面积S1和质量M1；②将塑料布平铺到路面上，启动喷洒车，按设定速度和喷洒量驶过；③称取塑料布与其上材料的总质量M2；④按下列公式计算噴洒率S2，S2=（M2?M1）/S1；⑤通过三次试验后计算喷洒率的平均值作为测试结果[1]。

石料洒布设备标定按以下步骤进行：①准备3块形状规则的木板，测得其面积S1和质量M1；②将木板放置到路面上，启动集料洒布车，按设定速度和洒布量驶过；③称取木板与其上材料的总质量M2；④按下列公式计算洒布率S2，S2=（M2?M1）/S1；⑤通过三次试验后计算洒布率的平均值作为测试结果[1]。标定准确方可进行同步封层施工。

封层开始前，确定好洒布范围，用生石灰划定封层施工区域。对施工路段按照公路养护作业现场安全管理标准规范设置安全标志设施，封闭施工的半幅路面，安排专人进行交通疏导，做好安全保通措施。

预裹覆沥青碎石混合料和沥青等材料就位后，启动碎石同步车，沥青温度保持在160～170 ℃范围内，同步洒布沥青和碎石混合料，如沥青喷洒出现条状时及时停机处理，对局部碎石洒布量不足的地方进行人工补料。试验路段铺筑长度不宜小于200 m，根据试验路段情况对设计沥青喷洒率和石料洒布率作适当调节，并确定施工工艺各参数。

沥青和碎石洒布完成后，采用16 t胶轮压路机紧跟碾压。由于封层厚度较薄，要通过胶轮压路机揉搓作用使碎石紧固镶嵌在沥青中，所以初压时控制碾压速度为1.5 km/h左右，后续可逐步提高碾压速度，但最快不得超过3 km/h，每一遍碾压时压路机轮迹带部分重叠，碾压轨迹重叠30 cm，碾压遍数不少于4遍。严禁在碾压时急刹车或急打方向，碾压时遵循从外到内的原则，碾压后使集料之间嵌挤紧密，与沥青很好黏结。

终压完毕后，对漏撒或少撒处进行人工补撒，清除封层上未黏结松散碎石，验收合格后及时开放交通。每天施工结束前，组织人工对路面上多余的集料进行清除。在开放交通初期，安排专人指挥交通，控制行车速度，行车速度在20 km/h以内。

5 预裹覆沥青同步碎石封层施工技术的质量控制

5.1 沥青温度的控制

为保证沥青喷洒后形成均匀、等厚度的沥青膜，不出现因沥青温度不够导致喷洒不匀出现条状而不能全面覆盖路面，沥青温度必须在160 ℃以上，但沥青温度也不能高于170 ℃。沥青温度太高容易引起沥青的老化，降低封层的使用效能和使用寿命。

5.2 沥青用量的控制

沥青洒布量中粒式控制在2.0 kg/m2左右，细粒式控制在1.2 kg/m2左右，施工中严格控制沥青用量，避免沥青过少导致碎石不能很好地与沥青黏结，过多时又出现泛油现象且增加养护成本。

5.3 碎石混合料质量要求

为保证施工的平整度和抗滑性能要求，要严格控制所用石料的粒径范围，利用沥青拌和设备对超粒径骨料进行再次筛除。混合料从拌和场运输到封层现场时确保温度保持在140 ℃以上，运输过程中用篷布覆盖，防止温度损失。

5.4 碎石与沥青要充分裹覆

除了沥青的洒布量、碎石的洒布量对沥青与碎石的裹覆效果有影响外，洒布的均匀性，施工温度及碾压的及时性也会对裹覆效果产生直接的影响，在施工中要注意观察裹覆情况，裹覆率过大，容易造成碾压时粘轮现象严重，裹覆率不够则会造成飞砂现象严重。在施工中如果出现沥青条纹状洒布或泄漏的情况，应立即停止作业，查找出问题并解决。

5.5 碾压

碎石洒布完成后，应尽快碾压。沥青喷洒、碎石洒布、碾压各工序的间隔时间尽量缩短。为保证施工起点和终点位置的喷洒边缘整齐，每天在施工的起点和终点位置预铺设油毛毡。封层的横向和纵向接缝处要顺滑衔接，避免由于漏洒导致横向接缝处出现跳车现象，平整度不达标导致施工质量下降。

5.6 施工时间

施工气温不低于15 ℃，大风、雨天、浓雾天气不得施工。施工时间宜选在上午10：30～16：30前进行，中午施工效果最佳，现场施工人员要随时掌握天气动态，如天气骤变不宜施工就要立即停工并采取应对措施。

6 施工期间的安全保障措施

在施工中要认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，统筹发展和安全，树牢安全发展理念，以万无一失的责任感把安全生产工作抓实抓细。要遵照国家颁发的有关安全技术规程和安全操作规程施工，对全员进行安全教育培训，做好现场安全技术交底，形成人人、时时、处处讲安全、抓安全，从而确保施工过程安全。

施工现场要按照《云南省普通国省干线公路养护安全作业规程解析》要求规范设置安全作业控制区，对车辆通行的半幅路面每隔5～6 m摆放一个安全锥桶，并安排专人进行交通指挥，现场施工人员按规定穿着反光服、佩戴标志帽，操作人员的防护措施必须到位。

7 文明施工及环境保护

7.1 文明施工措施

施工时要合理进行施工组织，做到工完料尽，现场干净整洁，设备停放规范，不影响行车安全。施工人员要尊重当地民风民俗，遵守乡规民约，与当地群众和睦相处，建设安全文明标准工地。

7.2 环境保护措施

要牢固树立绿色发展理念，做到绿色环保施工，并制定切实可行的环境保护措施。施工期间，对已封层路段通车路段进行洒水降尘。运料车辆按规定进行覆盖，以减少施工扬尘，以免污染空气。施工中防止施工机械漏油，施工完毕后清洗机械设备的废水和生产废水采取集中回收至沉淀池自然沉淀后排出，避免污染地下水源。

8 施工效果

8.1 提高同步碎石封层质量

通过对碎石进行沥青预裹覆，有利于沥青和碎石的粘接，很好地形成一个整体上封层，大大提高了沥青路面的整体力学性能。

8.2 提高封层平整度指标

预裹覆沥青碎石与沥青黏结效果好，不会形成纵向条痕，能在很大程度上提高路面的平整度。

8.3 节能环保方面有显著提升

由于预裹覆沥青封层用碎石在封层中大大提高了沥青与碎石的黏结性，通车后的飞砂、松散现象很少，大大降低了施工时的粉尘污染。

8.4 病害修复的快捷性

预裹覆沥青同步封层机械化程度高、施工速度快，可及时限速开放交通，降低施工安全风险。

9 结语

预裹覆沥青碎石同步封层技术能封闭路面表面细小裂缝，形成一个有效的防水层，从而减少路面反射裂缝。它还具有良好的抗滑性和耐磨性，能有效防止路面表面松散，延缓路面老化。通过实践运用，其防水抗滑性能及耐久性均得到较大改善。该施工工艺具有工序简单、成本低、机械化程度高、能耗小、施工速度快、可即时开放交通等诸多优点，可加大其在沥青路面预防性养护中的运用推广，不仅能提高沥青路面的路用性能，也极大地延长了公路使用寿命，并充分发挥好资金的使用效益和绩效，满足了人民对美好交通出行的迫切需要。

参考文献

[1]公路沥青路面预防性养护技术规范： JTG/T 5142-01—2021[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2021.