碎石封层技术公路养护中的应用

同步碎石封层技术公路养护中的应用

摘要：文章通过安徽省合铜公路的3段同步碎石封层试验路，对同步碎石封层技术的材料选用、路用性能及施工工艺进行了研究和探讨。阐述了该项技术椎广应用的可行性，为我国公路养护提供了一种全新的养护方法。实践证明，同步碎石封层技术作为一种全新的养护手段，其经济性能和技术性能都十分优越。我们应沿着引进、消化、吸收、改进、提高的技术路线将该技术早日推广到公路建设和养护生产中。

关键词:道路工程同步碎石封层材料选用试验段

目前，我国的公路养护部门大多还习惯采用传统的公路维修养护方法，虽然已陆续出现了一些路用新材料、新技术、新工艺，但仍不能满足公路养护工作日益增长的需求。因此，引进、研究、开发新的公路预防性养护技术已迫在眉睫。而同步碎石封层技术是一种经济、有效的路面养护技术，已在国外应用多年。

同步碎石封层是指用专用设备即同步碎石封层车将单一粒径的石料及沥青胶结料同时洒布在路面上，在胶轮压路机或自然行车碾压下，使胶结料与石料之间有最充分的表面接触，以达到它们之间最大限度的粘结，从而形成保护原有路面的沥青碎石磨耗层。其核心技术主要有3方面：路用材料的选用、施工设备、施工工艺。

同步碎石封层的工作原理是利用专门的施工设备——同步碎石封层机，将流体沥青与洁净干燥的均匀石料几乎同时喷洒在路面上，保证沥青与石料在最短的时间内完成结合，并在外荷载作用下不断形成强度。同时，由于流体沥青的表面张力，使沥青沿石料表面向上爬升，爬升高度约为石料高度的2/3，并在石料的表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达约70％，有足够的结合强度。为此提高沥青与集料的粘附性，增加石料被沥青裹覆的面积，是该技术的关键。

1 同步碎石封层材料的选用

1.1 石料的选择

1.1.1 石料的技术指标

硬度，必须有足够的硬度已抵挡交通磨损。在相对重载车较多，车流量较大的情况下，骨料的硬度尤为重要。

级配，近乎单一级配，几乎不含粉料。

形状，尽量使用立方体的骨料，避免针片结构，以保证骨料在沥青中达到合适的嵌入深度。

范》(JTGF40-2004)粗集料的要求制定

了本次试验路石料的技术指标，并做

了相应试验，结果见表1。

本次试验段根据施工工艺和路面

要求，选择玄武岩2号(5～10mm)料和

3号(3～6mm)料进行加工，方法分别

是：2号料先在筛料机上过10mm的筛，

后在出料口支撑一个6mm的筛子，对

于3号料也是过筛料机10mm筛，再在

出料口支撑4mm这样一来，筛除过大

和为了得到更精确的石料撒布量，在

了试验。

1.2 胶结料的选用

从同步碎石封层的原理可知，同步碎

青必须具有足够的粘结性，以保证一定

的粘结强度；要具用足够的爬升高度，

以保证一定的裹覆面积；要具用较宽泛

的适用性，以保证与石料的配伍性。本次试验路采用乳化沥青。以下就乳化沥青用于同步碎石封层的性质和相关因素作说明。

1.2.1 乳化沥青的性质

首先，用于乳化沥青生产的恰当的沥青标号的选择应该由当地的气候条件，环境温度来决定。总体来说，在相似的气候条件下，沥青的软化点越高，相应的乳化沥青洒布量就可以越多。沥青软化点的增加可以通过选择更硬更低标号的沥青或添加一定量的改性剂到乳化沥青当中实现。

另外，用于碎石封层应用的乳化沥青必须达到足够的粘度，以保证在满足单位面积洒布量的情况下在洒布石料之前不会流淌，从而保证石料在沥青膜中的嵌入深度，减少骨料的脱落。同时，乳化沥青的破乳速度直接决定了在保证没有过多骨料脱落的情况下可以多快开放交通。乳化沥青的破乳速度与乳化沥青的稳定性是相互矛盾的两个特性，这就需要在两个特

性中寻求一种平衡。

会)规范的要求，应用小型乳化沥

青生产设备进行了多次CRS－2用

于碎石封层应用的高粘度阳离子

快裂乳化沥青)乳化沥青生产，通

过室内试验对各种配方进行筛选，

从而得出最优化的乳化沥青配方。

乳化沥青配方和乳化沥青质量的

检测结果分别见表5和表6。

1.2.2 乳化沥青的洒布量

适合的乳化沥青洒布量是非常重

要的。最少的乳化沥青使用量应该

是可以将骨料固定住，并且将其粘

结到旧路面上。同时乳化沥青也存

在一个最多使用量。如果乳化沥青

洒布过多，会导致在行车碾压过程

中，沥青粘结料从石料的空隙中溢

出，从而导致路面泛油，摩擦系数

降低，在潮湿的天气里，问题尤为

突出。

为了达到理想的路面表现，乳化沥青的洒布量应该由不同类型的沥青选择，石料层的空隙容量，石料的形状及尺寸，交通量以及旧路面的状况来共同决定。在有坡度的情况下，乳化沥青的使用量应该做适当调节。表7提供了对于特定尺寸的石料做单石单料的碎石封层应用时乳化沥青的一个大致洒布量。

2 试验段施工及检测

同步碎石封层的施工工艺：原有旧路面的处理一施工材料的准备一现场施工一胶轮压路机碾压一开放交通一路面清扫，剩余骨料回收。

原有旧路面的处理。本次试验段选择了两种具有代表性的路面：K48+700～K49+600段路面无纵横裂缝、抗滑系数低；K59+000～+200段路面抗滑系数低、网裂众多。为使洒布层与原路面有良好的粘附力，在封闭的作业区内先进行泥块等杂物进行清扫，再用吹风机清除灰尘。

施工材料的准备。本次试验段选用SK－70号基质沥青，乳化剂采用DF62型快裂乳化剂。

乳化沥青的生产将基质沥青温度控制在135～140℃，乳水温度控制在45～50℃，总体来讲

在180～190℃。根据工艺要求和施

工的情况来看，乳化沥青的固含量的

66％～68％。洒布时乳化沥青温度要

求60～70℃。

现场施工：

在K48+700～K49+600段做第1

种工艺，乳化沥青洒布量为 1.4k～

m2(乳化沥青固含量66.5％，下同)，

2号石料覆盖率为110％，撒布后10～15min用胶轮压路机(9.5t)碾压两2～3遍。目的是使撒布的石料均匀密实，2～3h后开放交通，自然碾压4h后，清扫回收脱落的石料再利用。

在K59+000～+100段做第2种工艺，分两层施工。下层油的洒布量为1．2k～m2，2号石料覆盖率为90％；上层洒布乳化沥青量为1.0kg/m2，3号石料覆盖率为100％，养生、开放交通及清扫回收石料与第1种工艺相同。

在K59+100～+200段做了第3种工艺，也是分两层施工，下层乳化沥青量为1.2kg／m2，2号石料覆盖率为90％；上层油的洒布量0.9kg／m2，3号石料覆盖率为80％，养生、开放交通及清扫回收石料与第1种工艺相同。

施工完成以后，分别对3段试验路进行了检测，结果如表8所示。

3 结语

通过同步碎石封层的试验段，使我们对该项技术有了进一步的了解。同步碎石封层由于胶结料和石料的粘结，使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能，减少了路面的裂缝，对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙，改善了原路面的抗滑性能，提高公路路面的使用功能及服务水平。同时可以节省材料、设备成本，降低工程造价，提高工作效率，由于同步碎石封层设备的高精确度，也使得劳动强度大大降低。施工完成后，2h内即可通车，缩短了封闭交通的时间，提高了公路的运输效益。总之，同步碎石封层技术作为一种全新的养护手段，其经济性能和技术性能都十分优越。我们应沿着引进、消化、吸收、改进、

提高的技术路线将该技术早日推广到公路建设和养护生产中。