同步碎石封层技术在沥青路面预防性养护中的应用研究

2023-10-24金梓晨

运输经理世界 2023年20期

金梓晨

（遵义公路建设养护有限公司，贵州遵义 563000）

0 引言

同步碎石封层技术，作为一种相对简单的施工方法，能够显著提高沥青路面的施工效率、工程质量以及路面的防水性和抗裂性，有效延长公路的使用寿命。此外，与铣刨加铺路面养护方案相比，同步碎石封层技术的经济效益更为明显。这种技术工艺方案在现阶段的沥青路面养护施工中具有显著的优越性，具有推广价值[1]。

1 同步碎石封层技术概述

同步碎石封层技术是利用同步碎石封层机器，将碎石和黏结剂同步撒铺在路面，并用压路机进行碾压平整成磨耗层的技术。该技术能够显著提高沥青路面的耐久性和使用寿命，也可以作为低等级公路的面层施工方案[2]。

1.1 同步碎石封层技术特点

同步碎石封层技术适用场景广泛，可大规模应用，其主要特点如下：

第一，通过同步碎石封层技术，将1～2mm 厚度沥青膜与碎石表面层黏结，能够改善路面抗渗水性和抗裂性指标，可有效提高沥青路面结构质量，降低路面开裂病害的风险。

第二，该技术能够改善原路面摩擦性能，骨料直接与荷载车辆轮胎接触，摩擦系数明显增大，能提高路面防滑性能，降低事故风险，路面平整度也能得到显著提升。

第三，该技术操作简便，施工速度快，能有效缩短工期，使目标养护路段早日恢复运营，降低施工对道路通行产生的影响。

第四，该技术施工质量易于控制，后续养护施工方便。将沥青和碎石按照比例进行混合，按照施工要求进行施工即可[3]。

1.2 同步碎石封层施工对材料的要求

1.2.1 集料要求

碎石需与黏结材料牢固黏附，需保持碎石尺寸均匀，同时选取偏碱性或者中性材料，碎石强度需大于3级，压碎值需小于30%，针片状颗粒占比需小于20%，集料需混合均匀、干燥；集料级配范围达标，粒径应保持均匀，大小适宜；封层集料粒径应在4～13mm 之间，且上封层集料中9.5mm 集料比例需大于95%，下封层集料级配范围应在4～13mm，并以5mm 以下石屑作封面养护料[4-8]。

1.2.2 黏结剂

集料与黏结剂之间的黏结水平一定程度上决定了沥青路面碎石封面强度与刚性[9]。黏结性材料包括乳化沥青、稀释沥青、软化沥青、聚合物改性乳化沥青等，均可在同步碎石封层技术中广泛应用。而热沥青在大规模封层路面中的应用最为广泛[10]。

2 同步碎石封层技术在某沥青路面预防性养护项目中的运用

2.1 试验路段的选定

某公路项目始建于2010 年，路面由水泥稳定碎石基层和沥青混凝土路面层组成。经过多年服役，该路段出现了网裂、龟裂、松散和沉降等病害，且部分路段出现贫油现象。经过现场调研和论证，决定采用同步碎石封层技术实施预防性养护，目标路段为K10+000—K22+000，路段总长度为12km。

2.2 同步碎石封层施工方案选择

以目标公路等级（二级）为基础，结合路段状况及交通量指标，确定了该次项目方案为上下两层同步碎石封层施工，按照两幅施工进行，单幅为3.5m，施工厚度12mm，集料选用SCS-2 型石灰岩。

2.3 材料选取

集料：采取就近原则，选取质量达标的石场集料。

①负责大型机械人员，必须持有大型机械行车证。②在进行大型机械作业当中，工程部需要组织专门人员，对大型机械进行监督管理，确保大型机械作业的整体安全性。③科学规划作业区域，相对于出现危险点的区域，需要做好相关处理，设置警戒线，禁止与工程无关的人员入内，避免出现不必要的安全事故。④加强对相关操作人员进行安全教育管理，同时要做好安全技术较低工作。⑤基于交通相对拥挤区域，工程单位需要设置临时通道，使其与工程现场进行隔离，确保施工人员安全。⑥在大型机械设备投入使用前，机械管理人员需要预先对其进行管理，及时检查机械设备是否存在故障，或者存在安全隐患，避免其无法进行施工作业，为工程建设造成不必要的影响。

黏结剂：结合项目特点，考虑到路段荷载水平、气候条件、封层厚度等指标，最终确定该项目沥青路面同步封层黏结剂选择高富90 号石油沥青。

2.4 施工前的准备工作

第一，按照要求制备好足够数量的沥青和碎石：确保施工环节沥青温度在160～170℃之间，分两幅施工，单幅宽度为3.5m，每公里用料量需控制在700m2以内。第二，准备施工机械：热沥青罐车1 台，同步碎石封层车1 辆，胶轮压路机1 台，ZL50 装载机1 台。第三，路面清扫：采用强力吹风机和路面清扫车清扫路面，确保路面整洁干燥。

2.5 施工技术要点

施工工艺流程如图1 所示：

图1 同步碎石封层施工工艺流程图

病害局部修复处治及路面补强工作：针对目标施工区域沉降、松散、网裂、龟裂等病害以沥青灌入式修复，先用填缝料处置作业路段内5mm 以上裂缝，注入沥青沉陷深度大于20mm 区域。

施工放线：对K10+000—K22+000 段路面进行清扫，确保施工路面无杂物、整洁、干燥，进行施工放线并采取交通管制措施。

下封层与上封层施工：分两层施工，单幅宽度3.5m，施工厚度保持在9mm 以上，用油量控制在0.9kg/m2，用料量控制在80m3/km。上封层单幅宽度与下封层一致，施工厚度为3mm，用油量控制在0.12kg/m2，用料量控制在45m3/km。

碾压：人工配合机械碾压修正，找平后碾压确保与封层施工同步，以胶轮压路机碾压3～4 遍。

施工后局部泛油路段处理：施工完毕后，对施工完工路段进行检查，及时铺撒石料并处治泛油路段。

3 施工质量控制与验收要求

3.1 施工温度

沥青碎石封层施工应当于路面温度大于10℃情况下进行，降雨天气禁止施工。

3.2 施工作业段长度

根据石料数量与沥青喷洒面积确定施工作业长度，施工中确保各项工序有序进行，严格执行工艺流程，防止施工脱节，当天施工路段需当日完成作业。

3.3 清扫沥青路面

以强力吹风机或路面清扫车清扫路面，彻底清除杂物、碎料，保持路面清洁干燥。

3.4 喷洒沥青

沥青喷洒施工前，需详细检查沥青洒布车性能，确保测量表、输油管道、保温设备、油泵系统均处于正常工作状态下且性能良好。检查完毕后，将沥青灌入油罐内进行试洒，调节沥青洒布车行进速度和洒油量，对同一区域进行统一喷洒，确保三个喷油嘴同时喷洒沥青以提高沥青喷洒均匀性。喷洒施工需确保沥青温度在150～165℃之间，严格按照试洒用量进行沥青喷洒，严格控制喷洒行进速度。确保喷洒量与车速相吻合，确保喷洒沥青均匀度。

3.5 撒铺石料

在撒铺石料环节，应控制交通，以防止社会车辆误入现场，影响施工质量和进度。在撒铺石料时，应使用粒料撒铺机及时、均匀地撒铺石料。对于机械设备撒铺不均匀的区域，应采用人工撒铺的方式进行补料。同时，要加强现场检测，发现石料堆积应及时清理并平整路面。在石料撒铺过程中，需在两幅路段搭接位置预留10～15cm 的空隙。在两幅路段均已撒铺完毕后，再对空隙内进行撒铺石料并填平压实。对于因撒铺均匀度不佳导致的油渍，应及时采取相关措施加以清理。

3.6 碾压

石料撒铺完毕后，应及时使用胶轮压路机进行填料碾压。按照路段边坡两侧向中间碾压的顺序进行碾压。两次碾压应保留重叠，重叠区域约30cm。碾压行进速度为2～3km/h，碾压次数需大于5 次。在胶轮压路机碾压施工中，根据现场情况进行工序调整和参数优化。

3.7 质量检查

施工应严格遵循工艺标准和施工流程，执行沥青碎石封层施工技术标准及其管理规范。需建立并完善质量管理制度，严格落实岗位责任制，明确施工人员不同岗位职责与工作目标。采取目标管理制度和工序管理机制，通过检查、控制、测定确保各个施工环节的施工质量达标，加强实时控制，确保施工质量达标。同步碎石封层施工质量要求及检测项目如表1所示。