重交通条件下改性沥青碎石同步封层的施工体会

李雄佼

【摘 要】改性沥青碎石封层是指利用同步碎石封层车将改性沥青的喷洒和骨料的撒布同时进行，使改性沥青与骨料之间有最充分的接触，以达到它们之间最大限度的粘结。笔者经过近几年工程实践，改性沥青碎石封层可有效防止公路早期病害，延长使用寿命。

【关键词】改性沥青；同步封层；体会

一、前言

S202线西长二级公路经过2005年大修后，路面状况有了很好改善，但随着交通量的大幅增长，日平均交通量已突破10000辆，且超载超限车辆很多，致使路面网裂、龟裂、脱皮现象非常严重，养护工作量大增，虽然养护经费投入逐年增加，路况质量却呈下降趋势，总段近两年安排了养护维修工程，经过近两年的工程实践，对路面平整度好、龟裂网裂脱皮较严重路段采取改性沥青同步封层施工，取得了较好效果。

二、改性沥青碎石同步封层的定义

改性沥青碎石同步封层就是指利用同步碎石封层车将改性石油沥青结合料的喷洒和石料的撒布同时进行，使沥青结合料与石料之间有最充分的接触，以达到它们之间最大限度的粘结度。

三、改性沥青同步封层的特点

同步沥青碎石封层是利用专门的施工设备——同步封层车 ，将高温沥青（喷洒时热改性沥青的温度应达到 175-180℃）与洁净干燥的均匀，石料几乎同时（1s内）喷洒在路面上，保证沥青与石料在最短的时间内完成结合，并在外荷载的作用不断形成强度，骨料摊铺停止时，沥青结合料的摊铺自动停止，不存在等待骨料的沥青结合层。结合时，高温沥青结合料的流动性很好，由于流体沥青的表面张力，使热沥青沿石料表面向上爬升高度约为石料高度的2/3，并在石料表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达到70%，保证了沥青与石料有足够的结合强度。改性沥青同步碎石封层不但具有良好的防水效果，提高防水层的高温抗剪强度，改善了防水层的低温抗裂性与延缓反射裂缝的能力，对保护基层免受冲刷破坏和沥青面层早期损坏具有的重要作用。同时，同步碎石封层技术简单、迅速，提高工作效率；可以节省材料、设备成本，降低工程造价，性价比高，同步碎石封层设备的高精确度，使劳动强度大大降低。

四、改性沥青碎石同步沥青碎石封层技术主要有以下几个优点

1）同步碎石封层是低能量沥青结合料顺利渗入基层表面微裂缝的技术，起着很好的封缝作用，改性沥青效果更加明显。

2）同步碎石封层实质是靠一定厚度沥青膜（1～2 mm）粘结的超薄沥青碎石表面处治层，其整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝、提高路面防渗水性能 。

3）同步碎石封层可以大大提高原路面的摩擦系数，即增加路面防滑性能，并能使路面平整度得到一定程度的恢复。

4）同步碎石封层工序简单、施工速度快，可即时限速开放交通。

5）同步碎石封层的性能价格比明显优于其他养护方法，从而大大降低道路的维修养护成本。

改性沥青碎石同步封层不足之处有

1）改性沥青碎石同步封层，对材料和工艺控制相当严格，尤其对石料的要求甚严，如石料硬度不能满足要求，施工效果不是很理想。

2）原有路面有车辙坑槽沉陷等病害不能使用碎石同步封层。

五、改性沥青碎石同步封层材料规格

根据庆阳市的气候特征，采用SBS改性石油沥青。用量控制在1.2kg/m2至2.0kg/m2为宜。如果洒布量过多，导致行车碾压过程中，沥青粘结料从石料空隙中溢出，从而导致路面泛油，摩擦系数降低；如果过少，不能将骨料固定住，会出现脱粒等现象。同时石料必须具有足够的硬度抵抗交通磨损；级配一般采用单一级配，不含粉料；形状上尽量采用立方体的骨料，避免针片结构，以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度。碎石要求经过反击破碎（或锤式破碎）得到的碎石，针片状石料严格控制在15%以内，几何尺寸要好，不含杂质和石粉，压碎值小于20%，集料与沥青粘附性大于4级。

六、同步碎石封层设备

改性沥青同步碎石封层主要设备有：同步碎石封层车1辆，50型以上装载机1台、石料筛分或除尘设备1台、20t以上胶轮压路机2台、8t以上水车1台、清刷机1台、森林灭火吹风机2台，小型铣刨机1台，25T以上沥青加（保）温车1台。同步碎石封层车对操作手的要求较高，操作人员必须懂得机械的工作原理，同时操作要相当熟练。我段采用西安达刚筑路设备公司生产的同步封层车，近几年通过和其它公司生产同类型设备的对比，性价比较高，施工可靠性高。

七、沥青碎石同步封层施工时间

经过大量的工程实践，沥青碎石同步封层对施工温度要求高，每年6月-7月气温最高时宜施工。

八、改性沥青同步封层的施工工艺

SBS改性沥青封层施工顺序：准备工作→沥青洒布→碎石撒布→碾压→养护→质量检测。

（一） 施工准备

1、路况调查

沥青碎石封层施工前，对原路面路况进行调查，根据路况调查结果，提出针对性的路面病害处治方案和清扫措施。同时确保原路面上方净空不低于6.5m，以满足碎石封层车料斗卸料时具有足够的有效工作高度。

2、原路面处理

施工前，对原路面翻浆、沉陷、拥包、坑槽、裂缝等病害进行全面详细调查和彻底处理。

对小于6cm的沉陷，先用铣刨机铣刨其表面，并扫净碎屑、杂物，喷洒或涂刷粘层沥青，然后用沥青碎石将沉陷部分填补到与原路面齐平并压实。因路基沉陷而导致路面下沉的，先处理路基。路基强度局部不足路段予以补强处理后，再逐层进行面层的修补。

出现裂缝的路段，进行前期灌缝处治。对于2mm以下的裂缝，可不作专门处理，利用沥青碎石封层作业中喷洒高温沥青层，即可将这类裂缝封死；对于2～5mm的小裂缝，则采用灌缝或抹缝工艺处理；对于5mm以上的裂缝采用扩缝清洁、干燥后的填封工艺；对于轻度块状裂缝的路段，先清除裂缝中的杂物，均匀喷洒乳化沥青，再均匀撒布4～6mm干燥洁净的石料，最后用8～10T钢轮压路机将石料压入缝隙中。

对坑槽、松散及重、中度块状裂缝采用坑槽的修补工艺进行处理，即挖除处理成规则的形状，喷洒粘层油后，用沥青混合料填平并压实。

3、路面清洁

对己处理完毕的下承层进行彻底清扫，清除一切松散材料、杂物及尘土，防止喷洒的沥青被粉尘包裹而形成隔离层，并保持下承层干燥。

4、确定施工幅宽及备料

根据原路面的宽度及设备施工能力，确定合理的施工幅数及每幅施工宽度。施工时应选定标尺，确定参照物（一般以路缘石、路面标线为参照物）使司机能够按照参照物行走，要求既能保持沥青碎石封层的线形，又可以保证下一幅施工接缝平顺。确定施工幅宽时，尽量减少施工幅数，以减少纵接缝的数量。

根据工程量大小分批备料，且每批碎石不得混杂堆放，有防雨设施。施工前对碎石进行筛分，避免超粒径的石料堵塞卸料孔。若石料粉尘超标，则要事先采取清洗、晾晒及其他除尘措施，保证石料的清洁、干燥。

5、标定、检查

施工前，对同步碎石封层设备、沥青洒布车、石料撒布机的计量系统、控温系统等进行标定，通过试洒（撒），确定洒（撒）量、洒（撒）宽度是否满足设计要求，经检查确认设备正常完好后投入使用。

施工前，检查沥青洒布车的油泵系统、输油管道、油量表、保温设备是否正常；调整喷洒嘴与洒油管的角度，应控制同一地点接受两个或三个喷油嘴喷洒的沥青；调节喷洒沥青的宽度与撒铺石料宽度一致；检查石料撒布机出料口是否堵塞。

6、交通管制

施工前，在作业现场按照《公路养护安全作业规程》和《甘肃省省养公路养护施工作业安全管理规定（试行）》提前封闭交通，设置醒目的安全指示牌及限速牌等交通标志，并设专人负责管理，指挥疏导交通，确保施工安全。

（二） 施工工艺

1、沥青洒布

洒布前，根据路况和试洒情况确定最佳沥青用量。沥青洒布时，要求沥青洒布车喷洒后形成均匀、等厚度的沥青膜。在洒布过程中，确保车速与喷洒量保持稳定，尤其在弯道和陡坡路段。

沥青温度控制是非常重要的环节，沥青加热或存储时，防止温度过高导致沥青过早老化；沥青洒布时，要求具有足够的温度使沥青形成雾状并实现均匀喷洒。一般情况下，热改性沥青洒布温度控制在175℃～180℃。

沥青洒布时，对沿线构造物，路缘石等外露部位采取防污遮盖措施，防止沥青对沿线构造物、周围环境等造成污染。

2、碎石撒布

沥青喷洒后同步撒布碎石材料，碎石覆盖率应达到100%，尽量不出现碎石重叠、沥青膜外露现象。碎石撒布时，在两幅搭接处预留10～15cm不撒石料，待后幅施工时一并撒布。

3、胶轮碾压

在碎石撒布的同时，立即采用胶轮压路机紧跟碾压。碾压时应保持2～3km/h匀速行驶，先两边后中间、先慢后快，碾压时每次轮迹重叠30cm，且压路机每次返回位置避免在同一断面上，碾压遍数不小于5遍。碾压后，使集料之间嵌挤紧密，石料不得出现较多压碎现象。

4、缺陷修补

沥青洒布时，当发现喷洒沥青后有空白现象，及时进行人工补洒；当有沥青积聚时应刮除，防止因沥青不均匀喷洒导致石料的剥离、斑纹和泛油；

当发现有油条时，及时关闭喷油嘴和料门，检查喷油嘴的压力是否符合要求，料门是否被大粒径石料堵塞。当发现有泛油时，应在泛油处补撒2-4mm的嵌缝料，并扫匀。

碾压结束后，如仍出现较多浮动石料时，扫出路面，并不得搓动已经粘着在位的石料。

5、接缝处理

在施工缝及构造物两端的连接处，施工时认真仔细操作，确保接缝紧密、平顺。

在施工初始前的新旧路面及前后两车喷洒时产生的接茬应搭接良好。横缝采用对接法处理。在每段接茬处，用铁板或油毡纸横铺在本段施工起洒点前及终点后，其长度为1～1.5m，以杜绝重复洒油或撒碎石现象，避免影响平整度和出现油包。

沥青洒布要保证行车直顺，纵向接缝处沥青洒布重叠部分不得超过10cm，避免纵向条带状泛油现象。

施工时，应注意几点：

① 为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保证SBS改性沥青洒布温度在175℃以上。

② 洒布SBR改性沥青封层的施工气温不应低于20℃ ，大风、浓雾或下雨天不得施工。

③ 喷油嘴高度不同沥青膜厚度不同（各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青重叠情况不同），通过调整喷嘴高度使得沥青膜厚度适宜和均匀。

④ 碎石封层车应以适宜的速度匀速行驶，在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配。

⑤ 改性沥青与碎石洒布后，立即进行人工修补或补撒，修补的重点是起点、终点、纵向接缝、过厚、过薄或不平处。

⑥ 派专人手拿竹扫帚紧跟同步碎石封层车后边，及时把弹出摊铺宽度（即沥青洒布宽度）外的碎石扫到摊铺宽度内；或加工挡板防止碎石弹出摊铺宽度。

⑦ 当同步碎石封层车上任何一种料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关。查对材料剩余量，校核拌和准确性。

6、初期养护及开放交通

沥青碎石封层施工结束后，视现场具体情况，可限速开放交通。在通车2h之内，设专人控制行车，使车速不得超过30km/h。

7、现场质量检测。

外观检测：改性沥青封层的改性沥青洒布应均匀，无漏洒和油层过厚现象。改性沥青封层的单粒径碎石撒布应均匀，不重不漏。洒布量检测：分总量检测和单点检测。前者控制施工路段的总体洒布量，对碎石和沥青过磅称重，根据洒布路段的长度和宽度计算洒布面积，然后计算施工路段的总体洒布量。后者控制单点洒布量和均匀性。单点检测采用摆盘子法。

九、施工体会

经过近两年改性沥青同步封层的施工，对沿线交通量较大，在旧路面平整度好，主要病害为龟裂网裂脱皮的路段，在气温多雨地区，使用改性沥青同步封层进行预防性养护，对原路面裂缝有一定的修复作业，改善路面的抗滑性能，提高路面的防水能力，防止水损害；同时可以节省材料、设备成本，降低工程造价，全部机械化施工，养护作业时间短，工作效率高，较好的延长路面使用时间，提高服务水平。

参考文献：

[1]中华人民共和国行业标准 JTG H10-2009，公路养护技术规范，人民交通出版社.

[2]中华人民共和国行业标准 JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范，人民交通出版社.

[3]中华人民共和国行业标准 JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范，人民交通出版社.

[4]甘肃省国省干线公路沥青碎石封层施工技术指导意见.