路網(wǎng)路面大修工程瀝青碎石封層施工質(zhì)量控制分析

易先鴻 彭濤 邱華

摘要：為提高路網(wǎng)路面大修工程加鋪層結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性，文章依托實體工程，介紹了路網(wǎng)大修工程熱瀝青同步碎石封層施工設(shè)備與材料要求，分析了施工準備工作，并提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量控制措施，為路網(wǎng)干線公路路面大修工程設(shè)計與施工提供參考。

關(guān)鍵詞：道路工程;碎石封層;膠輪壓路機;溫度;厚度

中圖分類號：U418.6文獻標識碼：ADOI：10.13282/j.cnki.wccst.2021.01.020

文章編號：1673-4874（2021）01-0072-03

0引言

瀝青碎石封層源自20世紀80年代路網(wǎng)大中修養(yǎng)護工程常用的瀝青表面處治，其采用人工或者專用車輛將瀝青、粗集料灑布在基層或者舊路面上，通過壓路機及時碾壓并開放交通行車碾壓形成的1～3cm薄的結(jié)構(gòu)層。普通瀝青碎石封層施工時，一般是采用膠結(jié)料灑布機對膠結(jié)料進行灑布，此后采用人工或碎石灑布機撒布碎石，膠結(jié)料的灑布與碎石的灑布之間存在一定的時間間隔。同步碎石封層則是采用專用車同步噴灑熱瀝青灑布碎石，將碎石均勻灑布在熱瀝青上，施工效率高、質(zhì)量好，有利于瀝青碎石封層的成型，廣泛應(yīng)用于路網(wǎng)干線公路路面大修工程中[1～3]。

廣西路網(wǎng)路面大修工程的工作背景主要為：舊路病害特征不一、不能中斷交通、重型貨車剎車水引起的路面潮濕。為利用舊路的剩余壽命，利用過往重車的壓實功，合理控制造價，考慮加鋪層路面結(jié)構(gòu)在施工過程及設(shè)計年限運營期間的抗重載能力及結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性等，自2015年3月百色省道S210線祥龍路段起，至2020年G210線大直至灘營段瀝青路大修工程，先后在16個約185km的養(yǎng)護大中修工程中采用柔性材料的設(shè)計方案，即（病害處治）舊路面+15～30cm厚2.0%水泥改善大粒徑級配碎石基層+1.5cm厚兩油兩料同步碎石封層+6～9cm厚瀝青路面。其中，同步碎石封層主要為防止水分侵入而在柔性的2.0%水泥改善大粒徑級配碎石基層上鋪筑的有一定厚度的薄層，起著防水作用，而且，封層也能修補柔性基層的某些位置表面因養(yǎng)生不及時出現(xiàn)的松散脫落，起到加固補強作用，有利于提高柔性的2%水泥改善級配碎石基層及柔性加鋪層結(jié)構(gòu)層間的連續(xù)性。此外，柔性基層在瀝青面層鋪筑前，不中斷開放交通，瀝青碎石封層可在不超過15d內(nèi)防止或減少柔性碎石基層因連續(xù)降雨或暴雨沖刷、重載交通車輛作用出現(xiàn)坑槽等水損壞現(xiàn)象。S101線橫縣至蓮塘段、S311線上思段瀝青路面大修工程等12個項目竣工質(zhì)量鑒定等級為優(yōu)良[3]。本文依托這些實體工程，不斷改進與提升路網(wǎng)大修工程熱瀝青同步碎石封層的施工質(zhì)量控制措施，主要包括封層用碎石經(jīng)過烘干除塵、大噸位輪胎壓路機緊跟同步碎石封層車及時碾壓碎石、防封層脫皮技術(shù)措施等，供路網(wǎng)干線公路路面大修工程設(shè)計與施工參考。

1路網(wǎng)熱瀝青同步碎石封層對設(shè)備和材料的要求

1.1設(shè)備

路網(wǎng)熱瀝青同步碎石封層常用的機械設(shè)備如下：

（1）熱瀝青同步碎石封層應(yīng)采用可有效控制瀝青灑布劑量和碎石灑布量、具有加熱保溫和攪拌功能的專用同步碎石封層車。

（2）同步碎石封層車至少1臺，設(shè)備的瀝青容量為6～8t、碎石容量為8～13.5m³。

（3）26t膠輪壓路機至少1臺，灑水車兩臺、森林滅火器4～6臺、鐵鏟若干等。

不提倡使用8～12t的雙鋼輪壓路機碾壓，因為鋼輪壓路機碾壓過后的碎石碎裂較多，會影響碎石與瀝青的粘結(jié)效果，影響瀝青碎石封層結(jié)構(gòu)的完整性。

1.2原材料

集料的力學(xué)強度、顆粒形狀、含（泥）粉量、雜質(zhì)對瀝青碎石封層的品質(zhì)有較大的影響。粗集料的物理、力學(xué)性能應(yīng)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的技術(shù)要求，封層一般選用與瀝青粘附性好的堿性石灰?guī)r粗集料，嚴禁采用石英巖和花崗巖質(zhì)的酸性粗集料。為保證瀝青碎石封層集料之間的嵌擠效果和封層厚度，采用規(guī)格為10～20mm、5～10mm的粗集料，其中，下層采用10～20mm粗集料，表層采用5～10mm集料。若選用規(guī)格為S10 10～15mm、S12 5～10mm的集料，封層厚度難以滿足15mm的設(shè)計要求。

集料采用瀝青拌和站對碎石進行加熱烘干除塵處理，碎石的烘干過程溫度控制為110℃～140℃。烘干除塵過的碎石應(yīng)在當天使用完，避免過夜吸水受潮。集料表面若裹附有較多灰塵或者潮濕的碎石，灰塵或水膜裹覆在碎石表面，阻止碎石和瀝青粘結(jié)，易導(dǎo)致瀝青碎石脫粒。

瀝青材料應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）中“道路石油瀝青技術(shù)要求”的技術(shù)要求，多選用70^#A級道路石油瀝青，也可采用90^#A級道路石油瀝青。夏季施工時，90^#熱瀝青的同步碎石封層成型速度快于70^#熱瀝青。

2路網(wǎng)熱瀝青同步碎石封層施工前的準備

2%水泥改善大粒徑級配碎石基層在鋪筑封層前，必須及時灑水進行保水養(yǎng)生，同時防止揚塵，對鋪筑好的基層設(shè)置限速等安全標志標牌，杜絕交通事故的發(fā)生，維護沿線居民的生命健康或者交通安全。

不同于半剛性基層、柔性碎石基層上的同步碎石封層路面準備，其主要包括修復(fù)柔性基層所有的坑洞、沉陷，清掃基層。

2.1柔性2%水泥改善大粒徑級配碎石基層

柔性2%水泥改善大粒徑級配碎石基層的灑水養(yǎng)生很重要，基層表面露石率為90%時應(yīng)封層施工。其中，2%水泥改善（花崗巖）石灰?guī)r質(zhì)大粒徑級配碎石層1-3d成型，石灰?guī)r質(zhì)大粒徑級配碎石基層3- 5d成型，花崗巖質(zhì)大粒徑級配碎石基層5-7d成型穩(wěn)定，一般都不宜超過15d，防止雨天、重載交通下，碎石基層頂面出現(xiàn)剝落、坑槽等損害。下雨多的時候2%水泥改善大粒徑級配碎石基層也會出現(xiàn)小坑槽。為避免出現(xiàn)坑槽、松散現(xiàn)象，2%水泥改善大粒徑級配碎石基層長約1～2km，就可進行封油施工。

在連續(xù)降雨，特別是暴雨或者低溫條件下，先做路肩墻，即使鋪筑了兩油兩料熱瀝青同步碎石封層，在重載交通工況條件下，2%水泥改善大粒徑級配碎石基層也會出現(xiàn)大面積坑槽。為此，柔性基層鋪筑了封層瀝青路面后才能施工路肩、培土路肩。但在未培土路肩，距路肩邊部50cm位置，2%水泥改善大粒徑級配碎石層多松散，在保證行車、行人安全的前提下，需要設(shè)置錐桶控制過往車輛壓邊，采用≥26t的輪胎壓路機專門壓邊，提高2%水泥改善大粒徑級配碎石基層邊部的密實性及承載力。

對局部出現(xiàn)的大坑槽，要先將挖補范圍按正方形或規(guī)則形狀挖至穩(wěn)定的下一層上，將挖出的余料鏟出路肩，用新拌3%水泥穩(wěn)定級配碎石予以填補，壓實后方能通行。待開放交通一段時間后沒有變形，經(jīng)過檢查合格后才允許封油。

對于霎散的、小的基層坑洞應(yīng)采用熱拌瀝青混合料填補，以保證路面結(jié)構(gòu)承載力，否則這些部位的加鋪層瀝青路面易早損，出現(xiàn)裂縫。

2.2基層界面清掃

柔性基層的界面多粉塵，尤其是靠近路肩的75cm范圍內(nèi)。清掃的目的是要清除柔性碎石基層邊部聚集的含走散的嵌縫料、灰塵的料薄層。若基層界面多粉塵，瀝青碎石封層易出現(xiàn)脫皮、剝落。

不同于高速公路常采用山貓等專用掃地車清掃半剛性基層界面，掃地車揚塵大，影響路網(wǎng)沿線居民的出行，掃地車鋼刷也會損傷柔性的2%水泥改善大粒徑級配碎石層，特別是邊部密實性較差、松散的碎石基層。在不中斷交通，做好安全防護措施的條件下，清掃的步驟是：先提前12h用灑水車沖洗柔性碎石基層邊部（當碎石基層頂面有泥土污染時，也提前12h進行清洗），封層施工前，至少需要兩個工人用鐵鏟清除基層兩個邊部的細集料聚集薄層，隨后采用至少四臺森林滅火器清除碎石基層頂面的砂粒粉塵等雜質(zhì)，再采用灑水車適量灑水潤濕碎石基層，注意不能積水淌水。

如果行車使得碎石基層出現(xiàn)砂粒、粉塵等，在瀝青灑布前，還需再次清掃。若清掃不干凈，瀝青碎石封層易出現(xiàn)脫皮剝落的情況。

2.3封層的施工時機

同步碎石封層施工過程中的環(huán)境溫度、濕度影響同步碎石封層的質(zhì)量。瀝青和碎石的粘附過程與瀝青的黏度密切相關(guān)，干燥、相對高的氣溫不僅使瀝青和碎石接觸緊密，也讓瀝青碎石封層與柔性碎石基層頂面粘結(jié)緊密。

雨季施工應(yīng)注意天氣預(yù)報，要絕對避免在下雨或即將下雨的天氣進行封層施工。

在低溫、潮濕、中輕交通工況下，封層宜采用三油三料，考慮到瀝青遇到水膜和粉膜時，瀝青碎石封層會脫皮卷起，與基層分離，底層瀝青改用（改性）乳化瀝青，其余兩層必須采用熱瀝青，瀝青的灑布量為1.2～1.4kg/m²，第一層、第二層采用10～20mm粗集料，第三層采用5～10mm嵌縫料。低溫潮濕無風(fēng)時，可采用森林滅火器輔助乳化瀝青蒸發(fā)破乳，這樣可以避免或減少瀝青碎石封層脫皮被卷起。

持續(xù)或間斷的下雨會使封層失效。在低溫、潮濕、重載交通工況下，必須施工時，封層宜采用—油—料，瀝青的灑布量為1.0～1.2kg/m²，10～20mm碎石撒布面積宜為50%～60%，瀝青路面下面層應(yīng)同步緊后施工覆蓋封層。

3路網(wǎng)熱瀝青同步碎石封層施工質(zhì)量管理

在柔性基層清掃干凈、半幅交通管制的前提下，同步碎石封層車、膠輪壓路機、灑水車、農(nóng)用車、不少于4個工人到位后，即可開始施工。

不同于高速公路，路網(wǎng)封層施工先灑水潤濕柔性的2%水泥改善大粒徑級配碎石基層表面，但不淌水，再施工熱瀝青同步碎石封層，層間粘結(jié)效果會比在干燥的碎石基層工況下好。

同步碎石封層車施工先兩邊再中間，先邊后中。兩邊各幅寬度宜為4m，中間寬度為1m。施工過程中工人應(yīng)及時觀察瀝青噴灑及碎石撒布情況。瀝青灑布不均勻、碎石有漏灑的，應(yīng)及時停車調(diào)整校正噴油嘴及相關(guān)參數(shù)。

70^#或90^#A級基質(zhì)瀝青的灑布溫度宜控制在145℃～165℃，?？刂圃?50℃～165℃，否則瀝青難以呈霧化噴射狀態(tài)，但也不宜過高，灑布的基質(zhì)瀝青溫度超過184℃時，噴灑過程會伴有很大的白煙，而基質(zhì)瀝青老化會影響瀝青碎石封層的柔韌性及耐久性。同步碎石封層車應(yīng)控制好車速，特別是長大縱坡路段的行駛速度，保證瀝青的噴灑用量：兩油兩料碎石封層第一層瀝青灑布量為1.0～1.4kg/m²，第二層瀝青灑布量為1.0～1.2kg/m²。建議第一層瀝青撒布量按中值偏上控制，第二層撒布量宜根據(jù)現(xiàn)場實際效果控制，兩層合計的瀝青撒布量不低于2.0kg/m²，不超過2.6kg/m²。第一層10～20mm碎石的撒布量約為10kg/m²，第二層5～10mm嵌縫料約為7kg/m²。瀝青用量是否合適的標準是碎石基層表面全黑不露白、瀝青不集聚不流淌，特別是在起步、分幅施工的搭接處，在起步、收尾階段設(shè)置油毛氈等隔離物，分幅施工，灑布瀝青盡量不重疊。碎石灑布量是否適量的標準是瀝青表面不露白、碎石飽滿、不漏空、少重疊。在局部缺料位置，人工配合裝載有嵌縫料的拖拉機或小型農(nóng)用車找補碎石，重疊、過多的碎石，以人工用鐵鏟鏟出。若碎石規(guī)格≤15mm，灑布量不夠，封層厚度一般不超過10mm。

路網(wǎng)路面寬多為9m，每工作日封層分幅施工，逐段推進，膠輪壓路機緊跟同步車趁熱及時碾壓碎石，膠輪碾壓遍數(shù)不少于兩遍，每幅封層碾壓成型后即可開放交通。正常施工條件下，每工作日可完成1.0～1.2km封層。

封層施工后開放交通，利用過往車輛壓實成型。但在開放初期應(yīng)做好交通組織，行車速度宜≤20km/h。

開放交通運營后封層若有缺損，應(yīng)要求勞務(wù)隊及時修補，封層若有嚴重泛油的，可局部挖補重鋪，也可灑布嵌縫料進行罩面。

在施工同步碎石封層作業(yè)中，為保障作業(yè)的安全，并保證非施工車道的暢通和施工車輛的順利通行，必須進行交通安全控制和交通流量控制，按照交通疏解方案，交通標志和標牌等安全警示設(shè)施應(yīng)醒目地設(shè)置安放在施工作業(yè)區(qū)域內(nèi)。

開放交通條件下兩油兩料同步熱瀝青封層1～3d穩(wěn)定成型，厚度約為12mm，瀝青碎石的露石率≥95%，碎石封層養(yǎng)護5～15d后宜攤鋪成型下面層瀝青路面。

4結(jié)語

（1）路網(wǎng)干線瀝青路面大修工程宜采用兩油兩料熱瀝青同步碎石封層。交通荷載等級為極重、特重時建議采用三油三料熱瀝青同步碎石封層。

（2）在低溫、潮濕、中輕交通工況下，封層宜采用三油三料，但底層采用（改性）乳化瀝青。

（3）在低溫、潮濕、重載交通工況下，封層宜采用一油一料，瀝青路面下面層同步緊后施工覆蓋瀝青碎石封層。

參考文獻

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