马上峰

（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心，甘肃 嘉峪关）

1 碎石封层的特点及作用

碎石封层是一种通过层铺法将沥青铺洒于路面，再在其上撒布一层碎石，经过碾压后最终形成一种全新的结构层的施工方法，有单层式、双层式、嵌入式三种工艺，如图1 所示。其主要起到防止地表水渗入基层，保护路面，对磨损严重的路面进行修复，增加路面面层摩擦系数，减少交通事故等作用，同时可以起到预防性养护，减少养护支出的作用[1]。

图1 碎石封层的结构形式

相较于微表处、稀浆封层、薄层罩面等工艺，碎石封层适用范围更广，尤其是应用于裂缝较多的沥青混凝土路面时，其使用效果和耐久性更好，主要是由于在路表的沥青层能有效的阻止地表水的下渗，并能吸收一部分应力。除此之外，碎石封层造价也相对较低，单层碎石封层成本约10 元/m2，仅为其他工艺的1/3～1/2[2]。

2 碎石封层材料

2.1 碎石

碎石封层的质量好坏在很大程度上取决于碎石质量的优劣。在选用碎石时，应优先选择尺寸单一、洁净程度高、棱角分明的碎石。常用碎石粒径主要有3个等级，分别为4.75～9.5 mm、9.5～13.2 mm、9.5～16 mm，一般情况下，上封层宜优选9.5～13.2 mm 档碎石，高速公路下封层宜优选9.5～16 mm 档碎石，其他等级公路宜优选4.75～9.5 mm 档碎石。但无论选择哪一种尺寸，均应保证尺寸一致。选用的碎石力学性能指标应满足表1 中的规定。

表1 碎石封层集料物理力学性能

2.2 沥青

可优先选用道路石油沥青、橡胶沥青、改性沥青等，选用道路石油沥青时，可选择90 或70 号A 级沥青；选用橡胶沥青时，其橡胶粉应采用常温磨细的橡胶粉，可优先选用废旧轮胎磨细的橡胶粉，其物理及化学性能应满足表2 的规定。

表2 橡胶粉物理及化学性能

拌和好的橡胶沥青应在24 h 内全部用完，必须储存时，应储存于145～155 ℃的环境中，最长不应超过3 d，储存时应不断搅拌，防止离析，再次使用时，必须经检测合格后方可使用。无论采用何种沥青，其掺量均应经试验确定。

3 碎石封层施工

3.1 路面状况调查及处理

正式施工前，应对拟处理路面进行路面状况调查，如病害情况，横坡及弯沉等进行详细摸底，并制定相关处理方案，同时确保路面净空不低于6 m，以满足碎石封层机械化施工的需求。

原路面处理主要包括路表处理及清扫及确定单幅施工宽度。首先应对拟施工路面的车辙、拥包、裂缝等病害进行处理，如果其强度不能满足要求，则应对其进行补强处理；对于陡坡以及急转弯路段应进行铣刨拉毛处理；对于裂缝小于5 mm 的路段，可不进行处理。拟施工路段病害处理完成后，应对其进行全面清扫，若为基层，则应喷洒透层油。路面处理完成后，应根据拟施工路段路面宽度及机械性能确定单幅施工宽度，在满足要求的情况下，尽可能减少施工幅数[3]。

3.2 施工工艺

碎石封层施工主要包括施工准备阶段和施工阶段两大阶段，施工准备阶段主要包括人员、设备、材料等方面的准备工作，施工阶段主要包括胶结材料撒布、碎石撒布、碾压、修补及养护等工作，施工工艺流程如图2 所示。

图2 碎石封层施工工艺流程

3.3 施工注意事项

按照设计文件，自下而上分层施工。首先撒布胶结材料，撒布时，应注意撒布速度与机械设备生产能力相适应，避免胶结材料撒布完成后等待过长时间后再撒布碎石。如果胶结材料为沥青，则应在沥青破乳前完成碎石的撒布，同时注意撒布时沥青温度变化情况、碎石撒布用量及均匀性。撒布碎石前，应严格按照设计数量撒布，不能随意减少或增加碎石的撒布用量，否则将对结构嵌挤条件造成一定影响，最终影响其施工质量。碎石封层通常使用轮胎压路机进行碾压，既能保证压实质量效果，又不会对碎石造成破坏，压路机质量宜选用16～20 t，质量越大，越能达到较好的压实效果。进行碾压时，一般情况下应碾压3～4遍以上，速度应保持一致，不宜过快，初压以2 km/h为宜，复压可适当增加碾压速度，但不宜超过8 km/h。如果选用乳化沥青为胶结材料，则应等待沥青破乳、水份完全蒸发并且基本成型以后才能通车，其他沥青材料在碾压密实以后就可以开放交通，开放交通后还能起到进一步压实的作用。但在通车初期应设置相关标志、标牌，防止车辆速度过快，应限制在20 km/h 以内。如果局部存在泛油等情况时，应及时在泛油处补撒一层嵌缝料并将其扫匀，嵌缝料粒径应与撒布的碎石粒径保持一致，如果路面存在过多的碎石应及时将其清扫出路面或者回收利用[4]。

3.4 质量控制

施工过程中应及时对胶结材料和碎石撒布用量、撒布温度、撒布均匀性、碎石与胶结材料的粘附性等进行控制，具体如表3 所示。

表3 碎石封层施工质量检查

胶结材料、碎石撒布用量可有两种检测方法，分别为实测法和总量推算法。两种方法均可对其撒布用量进行较为准确的检测。

（1）实测法。试验方法：将已知重量为m1和面积为S 的油毛毡平铺于路面，待撒布车通过该处后称取油毛毡质量记为m2，将油毛毡上的胶结材料或碎石刮除，再用三氯乙烯浸泡冲洗法获得胶结材料或碎石的重量记为m3，然后再通过下式可计算得出胶结材料和碎石用量。该方法对于洒布车车速依赖较大，因此，在检测过程中应尽量保持其速度恒定，至少应检测3组，且该检测结果为实时结果。

式中，P胶i代表第i 试验胶结材料用量（kg/m2）；P石i代表第i 次试验碎石用量（kg/m2）；P胶代表胶结材料平均用量（kg/m2）。

（2）总量推算法。该方法通过对胶结材料或碎石的总用量与总施工面积来进行计算，最终得出施工区域每单位面积的胶结材料或碎石的用量，该方法通过总量来进行控制，无法实时对用量情况进行检测，对需要施工过程控制来说有一定不利影响[5]。

4 应用情况

某一级公路全长23.12 km，路面面层采用8 cm 厚AC-20 +6 cm 厚 AC-13+4 cm 厚SMA 形式，由于通车年限较久，车流量大，且超载车辆较多，路面出现了不同程度的损坏，为对损坏路面进行修复，采用了改性沥青碎石封层施工。施工结束后，对全线损坏程度较为严重的路段进行检测，投入运营8 个月后，路面平整度仍然较好，色泽一致，无明显裂缝及拥包现象，抗滑性能较修补前有明显提高，表明碎石改性沥青碎石封层起到了良好的作用。

5 结论

实践表明，碎石封层是一种非常有效且造价低廉的养护施工技术，不但可以改善旧路外观质量，还能提高旧路的抗滑性能，有效地防止地表水渗入基层，防止道路病害进一步发展，能有效提高道路使用寿命。为保证碎石封层施工质量，首先应对原材料质量进行把控，同时加强施工过程中的质量控制，最后再严格按照相关要求进行质量检验，最终才能圆满完成施工任务。