预裹覆沥青碎石同步封层施工技术

刘宏丽

酒泉公路事业发展中心试验检测室 甘肃 酒泉 735000

近年来，随着我国经济的高速增长，交通量逐年增大，重车、超载车辆比例大幅度增加，公路路面在车辆的荷载下行驶质量大幅度降低，路面技术状况指数衰减严重，使得新建公路在建成通车3-5年之内的预防性养护成为越来越紧迫的工作任务。预防性养护中“四新”技术的应用也如雨后春笋般层出不穷，主要有微表处、稀浆封层、超薄层罩面、雾封层及预裹覆碎石封层等，通过加铺一层对原有路面表面功能进行修复，延续路面使用寿命的同时提升路面的服务品质。沥青碎石同步封层施工技术可使沥青路面具有良好的防水性、防滑性、耐磨性和耐久性，以及工艺简单，成本低廉，对防止和延缓半刚性基层反射裂缝有较好的效果的特点，在各等级公路的新建和养护工程中应用较为广泛。

1 沥青碎石同步封层技术原理

沥青碎石同步封层是利用沥青碎石同步封层车，将高温沥青与洁净干燥的石料同时均匀喷洒在路面上，并在外荷载的不断作用下形成强度。施工时将沥青（90#普通道路沥青）加热，同时用拌合楼对碎石进行加热和除尘。沥青的最佳喷洒温度为150℃～160℃，利用沥青喷洒时的高温，液态嵌入路面裂缝，对裂缝起到防水性能。高温沥青有利于包裹石料表面，提高其与石料的粘附性能。

对比上世纪八九十年代的沥青表面处治先油后集料，沥青温度下降快，与石料的粘附性差。近年来在同步封层基础上改进施工工艺，采用预裹覆石料，主要原理是除掉石料表面粉尘，改善沥青的粘附性，减少石料剥离数量，缩短养护成型时间，提高行车安全性能。

2 沥青碎石同步封层特性

高温沥青易嵌缝而起到抗反射作用，存在比较显著的粘弹性能，通过开展荷载变形分析，能够了解到在破坏沥青之前已经储存能量比较多，沥青性能更加适合作用在呼吸层，且调整半刚性基层路面的裂缝，缓解裂缝问题。

存在一定滑性，实施效沥青碎石同步封层的项目，生成油石比结构，特点是上小下大。借助单级配粒径碎石的操作方案，骨料镶嵌的粗糙度可提高路面的摩擦系数，是提高路面防滑性的要求。

有较强耐久特征。众所周知，沥青这种物质对温度生成的敏感度不高，由此工作者可以提高洒布量，形成更厚的油膜和结合料层，促进结构层耐久性满足工程进展需求。

施工便捷性。实施沥青碎石同步封层项目，将其和基本的修罩面项目比较，成本大大减少，甚至是混合料罩面的35%，且施工操作相对简便。此施工作业成本不高，操作流程少，属于新型的养护方案。

3 预裹覆沥青碎石同步封层混合料设计

3.1 沥青

选用90号普通道路石油沥青，沥青洒布量1.35-1.40kg／m2，洒布量的设定应以沥青爬升为基本参照点，即沥青高度到碎石60～70%左右，若高度指数较大，会增加泛油可能性。若高度指数较小，会增加沥青膜厚度的不合理性，不能保障结构层应用效果。

3.2 石料

集料的选取，通常情况下要定位为单粒径级配碎石，也就是玄武岩，粒径所处9.5～13.2mm之间。并且合理化对集料撒布量进行设定，大约为17-22kg/m2之间。

3.3 预裹覆

因碎石表面存在尘土、石粉等杂质，不利于沥青与碎石的粘合。为了使碎石和沥青能够良好的结合，可将碎石预裹覆0.2-0.3%的热沥青（乳化沥青），让热沥青（乳化沥青）提前浸润到碎石表面的条纹、沟槽、凹坑与微孔内，使碎石颗粒表面裹覆粘结一层极薄沥青膜，在进行封层时，沥青与碎石的结合变为沥青与沥青的结合，极大提高了沥青对碎石的裹覆强度，有效的提高了沥青碎石同步封层的质量和效果。

沥青预裹覆碎石所用设备可以是拌合楼，也可用预裹覆专用设备。为了节省预裹覆费用，当预裹覆乳化沥青时，可利用沥青拌合楼的除尘功能将碎石除尘后进入拌缸，然后在拌合楼外单独安装1条长6m、高5m并且带有流量表的电子控制系统的输送油管，连接乳化沥青储油罐和拌合楼搅拌缸，按照基质沥青含量换算出的乳化沥青掺配量（油石比为0.2%-0.3%）将乳化沥青输入至搅拌缸中与已除尘后干净的石料搅拌均匀，对集料进行预裹覆。

3.4 预裹覆沥青碎石同步封层施工工艺

（1）施工准备

施工前，组织技术人员对原路面进行路况检测，对路面局部不平整、拥包进行精铣刨处理；对路面裂缝缝宽在5mm以上的裂缝采取开槽灌缝进行封堵，对于缝宽大于3mm而小于5mm的纵横向裂缝，工作者要借助密封胶充分灌封，在路面上有其他类型物质时，实施对应冲洗操作。围绕设计基本理念，事先准备好沥青设备、石料等。机械的使用包含沥青碎石同步封层机1台，50型装载机2台，26t胶轮压路机1台，10t钢轮压路机1台，路面清扫车1台及其他小型机具。工作者在具体施工之前应结合交通安设标志牌，促进车辆以及行人有序通过。

（2）铺筑试验段

从设定的计划入手，标注好同步封层车的使用方法，尤其是石料撒铺量指数、行车速度指数。在具体铺筑检验中，综合矫正相关参数，完成矫正后加以施工作业。

（3）结合料、集料撒布

沥青洒布，封层车沿原路面的标线作为参照物，确保封层车可以顺着标线正常行驶。封层操作，工作者以一定的速度调整均速移动，在封层车到达工程现场之前，对沥青设定罐内循环模式，事先在铁皮板上进行接缝的预洒操作。这样均匀化喷洒沥青石料，一旦有异常问题，开展人工模式处理工作。压路机的使用，跟随在封层车之后，动态碾压路面，这样撒布石料以及对应沥青之间可以互相粘结，构建有机组合体，用人工回补时应做到不漏点、无浮料（因集料粒径较大，一般都会有浮料）。

（4）标线遮挡

根据设计图纸要求，沥青碎石同步封层时不得污染路面行车道边缘线。为此我们采用了简易可行的遮挡方法：即在碎石封层车的左侧喷油嘴外端悬挂一块长70cm（沥青在喷洒时有一定的压力，此长度可确保油料不会喷溅到标线上），宽90cm（便于人抓扶）的轻质木板，此木板不是固定的，可适当活动，行进过程中手扶木板的人员需将前端稍微提起，并稍微调整木板与标线之间的适当距离即可。

（5）接缝处理

横缝的处理:横缝采用对接法处理方式。在每段接头处，先将未压实的集料清除掉10cm，并用铁锹将沥青膜也铲除10cm的预留空间，以便与下一车的起点横缝衔接，后续在工程起点的部位以及工程终点的位置进行锌铁皮铺设，确切开展横向衔接，通过封层车完全处理好锌铁皮。对于纵缝的施工，明确第一幅右侧的沥青铺设位置，开展常规化喷洒作业，碎石的处理应尽量减少宽度，以卸料槽宽度为宜，促进接缝操作有序进展。之后明确第二幅左侧的沥青洒布，将其和第二幅共同交叉的部位，大约10cm，互相重叠后设定沥青使用量，需要注意的是，碎石撒布属于一般幅宽的范围。

（6）碾压

在洒布时，胶轮压路机（26t）与碎石封层车相距不超过20m，在封层车之后开展碾压施工，速度记作5km/h，这样沥青中能够牢固化混合单粒径级配碎石，甚至实现碾压重叠1/3的要求。并且碾压应大于等于四次，结束碾压后实施开放交通，再次以过往行车的方法碾压封层。（个人施工经验分享：碾压时胶轮压路机（26t）不用喷洒任何防粘轮的食用油或水，直接进行碾压，干轮碾压不会将已经黏附在沥青膜上的石料粘起，而是将重叠的石料抓起，再掉落时，石料会落在撒布较稀疏的孔隙里；胶轮压路机碾压四遍后，开始人工补撒石料，最后用钢轮压路机（8-10t）对石料进行定位碾压一遍即可）

（7）清扫浮料

用胶轮压路机碾压4-6遍，钢轮压路机再碾压一遍后，最好由交通引导员封闭一个车道，仅留另一个车道，引导过往车辆在限速30km／h的条件下交替匀速通行，时间不少于2小时为限，以确保整个车道在重型车辆的碾压下初步成型，此时应及时启动路面清扫车将浮料清扫出路面，以防浮石搓动，造成集料脱落。

（8）养护

实施沥青碎石同步封层的铺筑操作，后阶段养护相对重要，为此要在两个月内进行行车碾压，促进高温泛油处理。此阶段要分析是否有局部泛油的情况，增加撒石料量，对剩余的石料完全清除和处理。

（9）施工注意事项

1）在原有路面比较干燥的情况下进行施工，若涉及到大风天气、雨水天气，不应该施工。因为温度比较低的情况下，直接降低沥青以及相应石料两者的结合程度，产生脱粒问题。

2）喷洒沥青时，温度应适宜，比较低的情况下增加喷洒粘度，增加沥青雾化失效可能性。或者使得沥青分布不够均匀化，温度比较高时减少沥青粘度，阻碍了工程有效开展。为此关联具体经验，喷洒沥青的温度应调整为160℃，且记作最佳温度。

3）行驶沥青碎石同步封层车，要按照已经设定完成的速度加以运行，保持均匀化速度。以此为基础使得石料以及沥青之间有较大撒布匹配程度，在喷嘴高度的调节过程中保障沥青膜厚度处于均匀化水平。

4）安排专业工作者处理碎石，利用竹扫帚在封层车之后调控摊铺宽度，保障碎石均存在于摊铺范围内。还要进行挡板加工，避免碎石存在于摊铺范围之外，对出现重叠现象的碎石进行及时处理。

5）按照预裹覆的方法处理随时，提高摊铺质量，通车大约30天之后，关注路面是否平整。若有高温影响因素，路面摊铺的结构层会有颜色加深变化，且关注骨料的剥落脱皮问题，增强施工作业的综合成效。

图1 混合料摊铺

4 质量控制与检验

1.分析施工基本条件，科学化进行施工技术的应用，组织专业工作者负责此工作任务，全面体现工程作业的持续性和有效性。

2.分析原材料的质量，开展一系列检验操作。首次检验中要评估沥青技术施工标准、石料施工标准，生产过程以批次化形式了解施工多个指标，包含乳化沥青黏度和蒸发残留物含量。

3.管理好施工原材料的洒布温度指数，如今进行沥青碎石同步封层工程项目，往往配置对应自动化管理系统。工作者便需要结合设计标准开展计量管理，在封层车施工结束后评估洒布量情况，动态分析沥青洒布结果、碎石洒布结果，使得两者处于均匀化，由此不出现漏空的问题。沥青洒布温度，直接关联着施工效果，工作者要对其管理为±5℃的范围。因为温度不恰当，会降低洒布均匀性，不利于科学调整洒布量[1]。

4.碎石封层施工工程中易产生“鬼剃头”、“布条状”等质量缺陷问题的原因及预防措施：

（1）原路面

路面表面施工前未清扫干净，存在异物或路面有不慎洒落的柴油等溶剂，导致撒布时，沥青、碎石仅是撒布在异物表面，当异物掉落或撒布后的沥青被溶剂类油料溶解，会形成“鬼剃头” 或“布条状”。

预防措施：每天施工前对原路面均进行彻底清扫，并人工徒步查看路面有无异物附着，并将溶剂类油料清理干净方可实施洒布作业。

（2）原材料

原材料不干净，局部有沙土、织物、塑料片等异物或结团石块，当碎石封层车撒布后，沙土、织物、塑料片等的存在会导致该处单位面积集料撒布量低于设计值或规范允许值，致使集料与结合料隔层、未粘结；亦或结团石块在掉落卸料口前，集料撒布量亦会低于设计值或规范允许值，如果补料不到位，也会出现“鬼剃头”或“布条状”。

预防措施：碎石封层集料储备时应进行防沙土、异物落入的遮挡覆盖，当遮挡不力时，应及时用吹风机将沙土清理干净或人工将异物捡拾干净；结团石块造成的集料撒布量不足，要及时紧跟人工清除异物并补撒石料，以便影响集料黏结[2]。

（3）撒布设备

1）每天洒布工作结束后，碎石封层车的喷油嘴清洗不干净，导致沥青凝固堵塞喷油嘴，出现“布条状”情况。

预防措施：每天洒布结束后彻底清洗喷油嘴，并在第二天第一罐沥青洒布时，观察喷洒情况，如有喷油嘴不出油，即可停止洒布，进行喷油嘴冲洗。

2）碎石封层车喷洒沥青后，有的喷油嘴会出现喷洒出油延时，尤其是前车与后车洒布时间超过1-2小时，亦出现此类情况。

预防措施：此类情况出现在第一罐沥青洒完，装运第二罐沥青耗时超过1小时时，会有一个喷油嘴出现近20cm的延时，一般采取接缝处必须搭接幅宽达到1米以上的锌铁皮或油毛毡，将延时喷洒沥青的缺陷消化在接缝搭接物上。

（4）施工温度

施工环境温度过低或受突发性天气变化影响，地表温度上升较慢时施工，容易造成局部或大面积脱落。

预防措施：碎石封层施工时地表温度不得低于20℃，且环境温度应呈现上升趋势。实施前应提前留意天气预报，及时掌握工程实施路段的天气状况，如遇沙尘、降温、阴天等特殊天气尽量避免施工，严禁在下雨或即将下雨、雨季施工，严禁在过湿或积水路面进行施工。

5 结语

对于施工项目，应用预裹覆沥青碎石同步封层技术，可以满足路面基础结构、路基强度等条件，促进路面的性能有效恢复，避免沥青路面因为水积蓄损害路面完整性，对轻微裂缝产生治愈作用。此技术的应用，让路面存在更多抗滑性，避免路面有老化趋势，施工成本比较低廉。施工过程基本上不会影响正常交通，良好性能是可以被大力推广的，此技术被理解为性价比较高的养护方式，取得的经济效益可观。