高速公路熱瀝青碎石下封層施工技術(shù)研究

張曉敏

（京藏高速公路張家口管理處，河北張家口 075000）

1 引言

高速公路的建設(shè)不僅可有效促進區(qū)域之間的交流和流動，同時也能提高社會經(jīng)濟的發(fā)展，也能良好滿足人們的日常出行需求。由于受到外界行車荷載、氣候變化、施工工藝、材料突變等因素的影響，高速公路在投入一段運營周期后難免會出現(xiàn)各種病害問題，若不及時對公路病害進行處理，不但會加快病害的發(fā)展，且會降低公路行車的舒適性和安全性，因此，到達一定階段后需對高速公路進行必要的養(yǎng)護維修處理[1]。目前，高速公路養(yǎng)護技術(shù)較多，常用的技術(shù)之一有熱瀝青下封層施工技術(shù)。該技術(shù)能有效緩解公路病害，提高公路的抗水損害能力，延長公路使用壽命，因此，在高速公路養(yǎng)護領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。

2 下封層工程特性

在高速公路結(jié)構(gòu)層中，其下封層往往設(shè)計應(yīng)用在瀝青路面的面層和半剛性基層之間，且在整個路面結(jié)構(gòu)層中不會占據(jù)較大的結(jié)構(gòu)厚度，其主要作用為預(yù)防積水侵蝕水泥穩(wěn)定基層，以提升水穩(wěn)基層的抗水損能力，同時增強瀝青路面混凝土層和水穩(wěn)層之間的黏結(jié)效果[2]。在高速公路結(jié)構(gòu)層中下封層的主要作用可大致分為3 個方面：

1）為預(yù)防積水滲透進半剛性基層之中，降低積水沖刷半剛性基層的頂面結(jié)構(gòu)；

2）提高半剛性基層與瀝青面層之間的黏結(jié)效果，可促進形成穩(wěn)定且整體的結(jié)構(gòu)層受力體系；

3）可有效修補半剛性基層表面的收縮裂縫，避免和減緩半剛性基層頂面處收縮裂縫的快速發(fā)展。

目前，瀝青路面設(shè)計規(guī)范中規(guī)定，常見的瀝青路面下封層有稀漿封層和碎石封層，且根據(jù)膠結(jié)料的型號不同可將碎石封層分為普通瀝青碎石封層、改性瀝青碎石封層以及乳化瀝青碎石封層。因此，應(yīng)結(jié)合具體情況選擇合適的下封層結(jié)構(gòu)形式和對應(yīng)的施工工藝，以此來提升瀝青路面的使用性能。各種下封層應(yīng)用性能對比如表1 所示。

表1 各種下封層應(yīng)用性能對比

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長51.985 km，設(shè)計行車速度為100 km/h，雙向4 車道設(shè)計，路基寬度為25.5 m，路面為SBS改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，橋隧比為61.2%。該高速公路自投入運營到現(xiàn)在已有數(shù)年。該地區(qū)為旅游景區(qū)，日交通流量較大，且氣候環(huán)境變化多樣，晝夜溫差較大。隨著外界環(huán)境的不斷影響，目前瀝青路面局部路段已存在多處不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、坑槽等，嚴重影響了公路的行車舒適和安全，同時積水嚴重，降低了公路的整體美觀。因此，運營單位決定對此問題進行公路養(yǎng)護維修，且擬定采用熱瀝青下封層施工技術(shù)進行處理，路面銑刨后利用下封層進行養(yǎng)護，并選擇合適的路段作為試驗路段來檢測下封層施工的整體質(zhì)量。

4 熱瀝青下封層施工工藝

4.1 施工準備工作

在高速公路熱瀝青下封層施工應(yīng)用中常用的材料主要有乳化瀝青和石料2 種。其中，所選用的乳化瀝青對應(yīng)的流動性和滲透性需滿足規(guī)范設(shè)計要求，且可根據(jù)乳化瀝青良好黏度來提高施工便捷度。值得注意的是，乳化瀝青需要即運即灑，且不得與普通瀝青共用一輛運輸車；選用的石料其表面需干燥、整潔，且其堅硬度也需滿足相關(guān)標準。下封層施工采用的機械設(shè)備主要有運輸車、壓路機、儲存罐車、灑布車等，提前對各機械設(shè)備進行檢查，確?？烧Ｍ度牍ぷ?，運輸車車廂內(nèi)需保持干凈、干燥，確保各機具分部的閥門開關(guān)通暢且運轉(zhuǎn)正常[3]。下封層正式施工前還需對水穩(wěn)層進行全面檢查，將表面的雜物清除，最后再進行測量放樣，預(yù)留出寬25 cm 的凈寬區(qū)來控制施工質(zhì)量標準。

4.2 灑布瀝青

熱瀝青下封層施工過程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一為熱瀝青灑布，其施工過程較為復(fù)雜且困難，需對瀝青的灑布量進行合理控制，且在灑布過程中保持連續(xù)均勻。本項目選用的瀝青灑布車進行施工，且配備有1 t 的人工灑布設(shè)備。提前將瀝青灑布位置進行規(guī)劃，并調(diào)試好噴嘴的位置，保持與地面50 cm 左右的間距，人工灑布瀝青過程中應(yīng)適當(dāng)將噴嘴抬高。瀝青的灑布量規(guī)定在1.2 kg/m2范圍內(nèi)，瀝青灑布完畢后若存在缺角情況時應(yīng)再次進行人工灑布補充，而存在灑布堆積時需將凸起部分拆除。

4.3 接縫處理

施工過程中需根據(jù)接縫的具體類型來選擇對應(yīng)的接縫處理技術(shù)?？v向接縫存在較多灑布帶時會容易導(dǎo)致邊坡與路緣石構(gòu)成搭接，此時應(yīng)及時將灑布車位置更換，將彎曲狀轉(zhuǎn)變?yōu)轫樦睜睢栏窨刂拼罱犹幍臑r青灑布量，以免導(dǎo)致搭接處處理不合理。當(dāng)出現(xiàn)花白現(xiàn)象和空白問題時，施工技術(shù)人員需針對該區(qū)域進行精準補料，同時采用廢紙將剩余的瀝青吸出，灑布完畢后再將廢紙清除。設(shè)置橫向接縫的主要原因之一為多段灑布，此時需在相應(yīng)位置鋪設(shè)一層一定厚度的鐵板，以便灑布車可進行均勻地灑布施工。針對終點處的瀝青灑布，由于該位置灑布難度較大，灑布車應(yīng)進行合理的減速，并鋪設(shè)5 m 長的覆蓋物輔助施工。

4.4 撒布石料

本項目選用同步瀝青碎石撒布車進行石料的撒布施工，且與瀝青施工可同步進行，選用的石料粒徑應(yīng)宜9.5～13.2 mm范圍內(nèi)。石料的撒布應(yīng)保持速率和時間滿足規(guī)范要求，石料撒布后其厚度不得大于6 mm，同時其撒布量要在60%～80%范圍內(nèi)，以能足夠形成空隙結(jié)構(gòu)。部分區(qū)域缺料時應(yīng)及時補充，撒布過量區(qū)域則需及時清除。

4.5 碾壓

石料均勻撒布完畢后先對其表面進行處理，確保各區(qū)域的厚度一致，再進行碾壓施工[4]。將所用的熱瀝青溫度控制在90 ℃左右，再利用膠輪壓路機進行2 遍以上的碾壓，以此來增強石料與熱瀝青之間的黏結(jié)效果。壓路機的碾壓速度需保持在1.5～2.0 km/h，碾壓帶相鄰重疊區(qū)域其輪寬保持在1/2左右。

4.6 開放交通及養(yǎng)護

熱瀝青下封層施工完畢后需進行一段周期的養(yǎng)護，將表面水分充分蒸發(fā)，對過往車輛的行車速度進行嚴格控制，必要時需在特定區(qū)域設(shè)置路障，提高下封層的養(yǎng)護效果。

4.7 施工質(zhì)量檢查

本項目采用熱瀝青下封層施工技術(shù)進行公路養(yǎng)護維修，施工完畢后選擇200 m 長的路段作為試驗路段來評價下封層施工質(zhì)量，以施工前后構(gòu)造深度變化情況作為評價指標。在試驗路段上選擇8 組具有代表性的測點來進行試驗檢測，施工前后構(gòu)造深度變化情況如表2 所示。檢測結(jié)果表明，采用熱瀝青下封層施工技術(shù)后各測點構(gòu)造深度均減小，表明路面抗水損害能力得到增強，且施工質(zhì)量良好，對路面各處的病害也有一定的修補、填充作用。

表2 試驗路段施工前后構(gòu)造深度檢測對比結(jié)果

5 結(jié)語

高速公路養(yǎng)護技術(shù)較多，常用的技術(shù)有熱瀝青下封層施工技術(shù)，該技術(shù)能有效改善公路病害，同時能提高公路的抗水損害能力，且能延長公路使用壽命，因此，在高速公路養(yǎng)護領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。本文重點對熱瀝青下封層施工工藝進行研究。研究結(jié)果表明，采用熱瀝青碎石下封層施工技術(shù)可有效改善公路病害問題，提高公路整體通行能力，并能有效延長公路使用壽命，具有一定的可行性和實用性。