沥青碎石路面【浅谈同步碎石在路面养护中的应用】

　　摘要：随着我国经济的快速发展，公路交通建设进入了一个新的高潮期。与此同时，公路养护工作成为了公路管理部门的重要工作之一。 同步碎石封层具有强度高、表面粗糙、防滑、不透水、耐久性好、防止雨天行车水雾等优点。在欧美各国已广泛用于各等级路面，在国内尚属新型的养护技术。
　　关键词：同步碎石；工艺；材料
　　中图分类号：U491.2+51 文献标识码：A
　　同步碎石封层技术作为一种路面养护新技术，已在欧美各国被广泛采用。该技术80年代起源于法国，90年代传播到整个欧洲各国及美国。所谓同步碎石封层，就是用专用设备即同步碎石封层车将碎石及粘结材料(改性沥青或改性乳化沥青)同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压形成单层沥青碎石磨耗层，主要作为路面表处层使用。同步碎石封层技术的最大优点是同步铺洒粘结材料和石料，实现喷洒到路面上的高温粘结料在不降温的条件下即时与碎石结合的效果，它将粘结剂的喷洒和集料撒布两道工序集中在一台车辆上同步进行。这样做的好处是促使碎石颗粒立即与刚喷洒的粘结剂相接触，由于热沥青或乳化沥青的流动性较好而使石屑能更深地埋入粘结剂内，并更好地渗入到路面的裂缝中。对于热沥青来说，在温度尚未下降之前沥青的粘度较低，而对于乳化沥青来说则在尚未破乳前，喷洒的粘层油具有更厚的铺层，这些都有利于增加石屑埋入的深度和由于毛细管作用而增高石屑颗粒间粘结剂吸附的高度。同时，较好的流动性也有助于粘结剂更好地渗入到原路面的裂缝中而改善它的封水性能。
　　从对沥青路面的预防性养护的角度来看，与其他的技术相比，同步碎石封层技术并没有对施工条件提出更高的要求，但是为了提高养护性能，充分发挥这种新技术的优势，还是需要有一定的条件。首先，要对公路表面损伤进行诊断，明确将要进行修补的要害问题，保证基层强度较好；充分考虑沥青结合料和骨料的质量标准，比如其润湿性、粘合性、耐磨性、抗压性等；在技术规范所允许的范围内进行摊铺操作；正确合理地选择材料，确定级配，正确操作摊铺设备。
　　1 同步碎石封层施工工艺
　　1.1 常用的结构
　　普遍采用间断级配结构，碎石封层所用石料粒径范围有严格要求，即等粒径石料最理想。考虑到石料加工的难易程度及路面防滑性能的要求不同，可2~4mm，4~6mm，6~10mm，8~12mm，10~14mm等5档，比较常用的粒径范围为4~6mm，6~10mm这两种，而8~12mm和10~14mm两档主要用于低等级公路过渡型路面的下面层或中面层。
　　1.2 根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围
　　一般路面养护进行一次碎石封层即可，在路面平整度较差说可选用适宜粒径的石料作为下封层找平，然后再做上封层。碎石封层作为低等级公路路面时须2层或3层，各层石料粒径应互相搭配以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。
　　1.3 路面清扫
　　封层前要对原路面进行认真清扫，对路面上的污物及浮尘要彻底清理干净，以保证黏合料与原路面的结合。作业过程中应保证2台以上的胶轮压路机以便在沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。另外，封层后即可通车，但在初期应限制车速，车速限制20km/h，待2h后可完全开放交通，从而防止快速行车造成石子飞溅；通车2天后要迅速把封层完的路段上未粘结的石料清扫干净，以防止其与粘结好的石料经常摩擦，破坏路面的摩擦力。
　　1.4 沥青温度
　　使用改性沥青作为粘结料时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保证沥青的温度在150℃~160℃范围内。
　　1.5 喷洒高度
　　同步碎石封层车的喷油嘴高度不同，所形成的沥青膜厚度及沥青重叠情况会不同，通过调整喷嘴高度以及碎石封层车液压顶杆的高度来使得沥青膜的厚度符合要求。
　　1.6 行走速度
　　同步碎石封层车行走速度决定沥青膜的厚度及均匀度，所以应以适宜的速度均匀行驶，在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配。
　　1.7 原路面补强
　　作为表处层或磨耗层的碎石封层，其使用条件是原路面平整度和强度满足要求。所以在施工前要把原路面病害处理彻底，不能有网裂、沉陷、坑槽等病害。
　　2 同步碎石封层的材料及设备
　　同步碎石封层所用原材料主要包括粘结料和碎石两类，其选择需要考虑公路等级、路面类型、交通流量、气候和材料供应能力等各种因素。原材料的选择是实现同步碎石封层优良性能的关键和重要保证，它在很大程度上决定了同步碎石封层设计质量的好坏。因而原材料的选择和检测工作十分重要。
　　2.1 沥青
　　同步碎石封层技术的领先性能很高，但对适用沥青没有特别严格的要求。可以使用不同的沥青结合料，如软化纯沥青、聚合物改性沥青、乳化沥青、聚合物改性乳化沥青、稀释沥青等，热沥青主要由于大规模封层。
　　使用同步碎石封层技术，原则上对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青合适的洒布温度、洒布量的前提下，使用普通沥青、重交沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。应注意的是施工中沥青用量是决定封层质量好坏的一个十分重要的因素。沥青过少时所封层的路面有可能出现严重的碎石脱粒；若过多时，则会出现泛油现象。因此沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节等进行调整，如大交通量的道路用量宜减少5％～10％，秋季施工用量比夏季应增加5％左右。
　　2.2 石料
　　石料是同步碎石封层的重要组成部分之一，它主要承受车辆的荷载作用，并为行车提供抗滑作用，因而应选用材质优良的石料。同步碎石封层一般要求使用经过反击破碎(或锤击破碎)所得到的碎石，针片状含量应严格限制在15％以下，而且几何尺寸要好，不含杂质和石粉，压碎值不大于14％，并严格经过水洗风干，而对石料酸碱性无特殊的要求。
　　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14%，对石料酸碱性无特殊要求，并严格经过水洗风干，保证其干燥度，并要准备好防雨措施，防止石料雨淋。
　　2.3 同步碎石封层设备
　　同步碎石封层技术的主要是同步碎石封层车，与1辆同步碎石封层车配套的主要机械设备有40加长臂型以上装载机1台、石料加工清洗设备1台、石料筛选设备1台、12~16t胶轮压路机2台、8t以上水车1台、路面除尘设备（空压机）1台、小型铣刨设备1台。25t热沥青加（保）温车1~2台、（乳化）沥青运输车若干台。在同步碎石封层车的使用上，该项技术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，否则将铺不出高质量的路面。
　　3 同步碎石封层施工技术要求
　　沥青路面的预防性养护和修复性养护一般采用二次封层：第一次用6～l0mm、10～14mm粗碎石形成骨架；第二次用2～4mm细碎石嵌缝。两次封层后用轮胎压路机碾压，也可通过自然行车碾压。沥青路面若有10cm以上的车辙、沉陷等病害时，可采用多次封层不同粒径碎石的施工方法。施工前首先对待施工路段的路面状况、交通量等进行实地勘察。根据检测数据，认真分析并做试验，确定施工方案，其内容包括：施工结构选择，沥青和碎石的选用，对车辙、坑槽等病害的预处理等，做好配套机具的调配、组织等工作。
　　3.1 同步碎石封层施工技术要点如下
　　3.1.1 选用技术性能先进的同步碎石封层机并保持其良好的技术状态是保证沥青路面同步碎石封层质量和效率的前提和基础，其中包括：结构合理的沥青喷洒装置，保证对沥青喷洒量及均匀性进行精确调节与控制；先进合理的沥青控制系统；精确调节和控制碎石的撒布量及均匀性；沥青喷洒与碎石撒布要保持高度一致。
　　3.1.2 喷嘴高度不同时喷洒后形成的沥青膜厚度不同(各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青的重叠情况不同)，因此要通过调整喷嘴高度使沥青膜厚度适宜。
　　3.1.3 使用改性沥青作为粘结剂时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保持沥青在160℃～170℃的温度范围内。
　　3.1.4 同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶，在此条件下碎石和沥青的撒布率必须匹配。
　　3.1.5 根据路面平整度和抗滑性能要求，应严格控制所用石料的粒径范围，但考虑到石料的破碎及筛分有一定困难，针片状石料要限制在15％以内，不含杂质和石粉，压碎值小于14％，要经过水洗、风干。
　　3.1.6 作为沥青路面表面处理层或磨耗层的同步碎石封层，其平整度和强度必须满足要求。
　　3.1.7 一般沥青路面预防性养护进行一次同步碎石封层即可。若旧沥青路面平整度较差时可选用适宜粒径的粗碎石作为下封层找平，然后用细碎石再做上封层。低等级公路采用同步碎石封层时须两层或三层，各层碎石粒径应为互相搭配，以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。
　　3.1.8 封层作业前要对原路面进行认真清扫，以免尘土影响沥青的粘结剂作用发挥。
　　3.1.9 封层作业过程中要保证足够数量的轮胎压路机，以便在热沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。
　　4 同步碎石封层施工应注意的问题
　　为了获得满意的同步碎石封层施工效果，需要注意以下几个问题。(1)沥青路面损伤的类型与程度的准确判断及正确选择同步碎石封层施工工艺。(2)根据交通量、气候和供应条件，合理选择沥青和碎石，并使沥青品质(润湿性、粘结性和内聚性等)与碎石品质(粒度、耐磨性、抗压性和持久性等)之间有良好的相容性。(3)保持同步碎石封层机和配套机具良好的技术状态，以保证封层施工质量和生产率。(4)在施工工艺及技术规范所允许的范围内正确调整和操作同步碎石封层机及其它机具。(5)必须进行试封层，并依此对选择的技术参数作必要的修正。(6)聘用训练有素的人员。
　　结语
　　通过室内试验及铺筑试验路表明该项技术已达到国内领先水平，其中各种路用性能指标均符合现行规范要求。该项技术对石料具有较宽的适用范围，有利于就地取材，降低工程造价。延长了公路的维修周期，提高了经济效益。施工方便、快捷，开放交通迅速，节约能源，保护环境。
　　参考文献
　　[1]王国斌,同步碎石封层技术的研究及其应用[J].科学之友，2010(12).
　　[2]蓝青.同步碎石封层施工技术分析[J].交通世界(建养.机械)，2011(01).