同步碎石封層技術(shù)在農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用探討

王淑紅

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 開封 475001）

朱紅偉

（北京市平谷區(qū)水務(wù)局 101200）

“十一五”期間，隨著社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的全面推進(jìn)，國(guó)家對(duì)農(nóng)村公路建設(shè)資金投入的加大，公路建設(shè)步伐明顯加快。同時(shí)，隨之而來的公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理上的矛盾也將隨著公路建設(shè)里程的增加而凸顯，二級(jí)及二級(jí)以下公路養(yǎng)護(hù)方式及養(yǎng)護(hù)工藝已成為目前公路養(yǎng)護(hù)管理部門關(guān)注的熱點(diǎn)?，F(xiàn)代公路養(yǎng)護(hù)提倡“預(yù)防性養(yǎng)護(hù)”，提倡科學(xué)養(yǎng)護(hù)管理，提高道路整體的行使質(zhì)量。我國(guó)近期從國(guó)外引進(jìn)的同步碎石封層技術(shù)在近幾年國(guó)內(nèi)的道路養(yǎng)護(hù)中得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并且，同步碎石技術(shù)在施工中具有經(jīng)濟(jì)、快速等很多優(yōu)點(diǎn)，滿足二級(jí)及二級(jí)以下公路的建設(shè)與養(yǎng)護(hù)要求。

1 同步碎石封層技術(shù)工作原理

所謂同步碎石封層，就是用專用設(shè)備即同步碎石封層車及粘結(jié)材料（改性瀝青或改性乳化瀝青）同步鋪灑在路面上，通過自然行車碾壓或輪胎壓路機(jī)碾壓形成單層瀝青碎石磨耗層，他主要作為路面表處層使用，也可用于低等級(jí)公路的面層施工。同步碎石封層將粘結(jié)劑的噴灑與集料撒布兩道工序集中在一臺(tái)車上同時(shí)完成，可以使碎石顆粒立即與剛噴灑的粘結(jié)劑相接觸。此時(shí)，由于熱瀝青（160℃以上）或乳化瀝青流動(dòng)性較好，能使碎石更深地埋入粘結(jié)劑內(nèi)（約為碎石高度的2/3），保證了瀝青與石料足夠的結(jié)合強(qiáng)度。

2 同步碎石封層優(yōu)越性

2.1 同步碎石封層用于二級(jí)及二級(jí)以下公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)濟(jì)合理，延長(zhǎng)使用壽命

同步碎石封層對(duì)集料沒有特殊要求，可降低施工成本；還可以就地取材，降低運(yùn)輸成本；同步碎石封層本身的造價(jià)較低，同等條件下其成本（目前造價(jià)每平方米十幾元）只有3cm熱瀝青混合料罩面的50%左右，不到傳統(tǒng)的稀漿封層或薄層封面的一半。

同步碎石封層還可以顯著延長(zhǎng)路面的使用壽命，根據(jù)國(guó)內(nèi)外使用情況調(diào)查，同步碎石封層技術(shù)能使損壞比較嚴(yán)重的道路壽命增加10～15年。所以，對(duì)于農(nóng)村公路來說，這是一種經(jīng)濟(jì)適用的養(yǎng)護(hù)方式。

2.2 同步碎石封層施工工序簡(jiǎn)單、施工速度快、開放交通快

同步碎石封層現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械組合只需要同步碎石封層車和碾壓機(jī)械兩種即可，施工中克服了各種工序間的耽擱與等待等因素造成的時(shí)間浪費(fèi)和質(zhì)量隱患。

同步碎石封層技術(shù)采用同步碎石封層車將碎石及瀝青膠結(jié)材料同步灑鋪在路面上，壓路機(jī)碾壓后即可放行，2小時(shí)后可完全開放交通，無需養(yǎng)護(hù)，后期通過自然行車碾壓形成單層瀝青碎石磨耗層，不影響道路的正常通行。這點(diǎn)也非常適合于混合交通的農(nóng)村公路。

2.3 良好的附著性和防滑性

同步碎石技術(shù)實(shí)質(zhì)上是靠一定厚度的瀝青膜（1mm～2mm）粘結(jié)碎石形成磨耗層，其表面無瀝青，只有裸露的集料，形成堅(jiān)固、平整、粗糙的表面，被瀝青粘結(jié)到路面上的集料仍直接與輪胎接觸，其粗糙度增大了與橡膠輪胎之間的摩擦系數(shù)，層間粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是普通封層的2～5倍，因此可顯著提高路面的附著性和防滑性并降低能耗。

2.4 良好的防水性

同步碎石封層無瀝青與集料的攪拌過程，可以形成連續(xù)的瀝青薄膜，也可以順利滲入表面微裂縫深處，能增加路面抗裂性能、治愈路面龜網(wǎng)裂、減少路面反射裂縫，因此提高了路面防滲水性能，若使用聚合物改性瀝青則效果更佳。也節(jié)約了拌和設(shè)備的成本。

2.5 良好的層間排水功能

采用同步碎石封層技術(shù)的路面，表面無瀝青只有裸露的集料，具有足夠的構(gòu)造深度，提供了順暢的降水或滲水排出通道，使道路表面不會(huì)積水，這是區(qū)別于其他類型封層的主要特點(diǎn)之一，減少了道路水損壞和滑溜事故的隱患。

3 同步碎石封層技術(shù)的材料要求

3.1 結(jié)合料——瀝青

從同步碎石封層的原理可知，同步碎石封層用膠結(jié)料無論是瀝青或乳化瀝青必須具有足夠的粘結(jié)性，以保證一定的粘結(jié)強(qiáng)度；要具有足夠的爬升高度，以保證一定的裹覆面積；要具有較寬泛的適用性，以保證與石料的配伍性。對(duì)于種類沒有特別的要求，如軟化純?yōu)r青、聚合物改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青等均可，熱瀝青主要用于大規(guī)模封層。

在進(jìn)行碎石封層路面施工時(shí)，適合的乳化瀝青灑布量是非常重要的。最少的乳化瀝青使用量應(yīng)該是可以將集料固定住，并且將其粘結(jié)到舊路面上。同時(shí)乳化瀝青也存在一個(gè)最多使用量。如果乳化瀝青灑布過多，會(huì)導(dǎo)致在行車碾壓過程中，瀝青粘結(jié)料從石料的空隙中溢出，從而導(dǎo)致路面泛油，摩擦系數(shù)降低，在潮濕的天氣里，問題尤為突出。為了達(dá)到理想的路面表現(xiàn)，乳化瀝青的灑布量應(yīng)該由不同類型的瀝青選擇、石料層的空隙容量、石料的形狀及尺寸、交通量以及舊路面的狀況來共同決定。在有坡度的情況下，乳化瀝青的使用量應(yīng)該做適當(dāng)調(diào)節(jié)。

3.2 集料

普遍采用間斷級(jí)配結(jié)構(gòu)，碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴(yán)格要求，即等粒徑石料最理想?？紤]到石料加工的難易程度及路面防滑性能的要求不同，常用2～4mm,4～6mm,6～10mm,8～12mm,10～14mm 等 5 檔，8～12mm和10～14mm兩檔主要用于低等級(jí)公路過渡型路面的下面層或中面層。碎石封層作為低等級(jí)公路路面時(shí)須2層或3層，各層石料粒徑應(yīng)互相搭配以能產(chǎn)生嵌擠作用，一般遵循下粗上細(xì)的原則。同時(shí)，還要滿足JTG F40—2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)粗集料的物理、力學(xué)指標(biāo)規(guī)定。

石料的撒布量應(yīng)該是可以完全覆蓋舊路面，石料之間應(yīng)該是肩并肩緊密的構(gòu)成一個(gè)平面，達(dá)到100%石料覆蓋率。如果石料的覆蓋率過低，過多的紫外線對(duì)瀝青的照射會(huì)導(dǎo)致瀝青變性老化，從而導(dǎo)致路面損壞情況發(fā)生；如果石料的覆蓋率過高會(huì)導(dǎo)致過多的石料被擠壓到瀝青層中，從而導(dǎo)致一些已經(jīng)粘到瀝青層的石料脫落。一方面造成不必要的材料浪費(fèi)，另外脫落的石料有可能會(huì)被車輪帶起打碎汽車擋風(fēng)玻璃。下表提供了不同尺寸的石料的撒布量。

單石單層不同尺寸石料的撒布量表

當(dāng)然，針對(duì)不同工程具體用量還需要經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。

4 同步碎石封層施工工藝

4.1 同步碎石封層設(shè)備

同步碎石封層技術(shù)的主要設(shè)備是同步碎石封層車，與1輛同步碎石封層車配套的主要機(jī)械設(shè)備有裝載機(jī)1臺(tái)、石料加工清洗設(shè)備1臺(tái)、膠輪壓路機(jī)1臺(tái)、8t以上水車1臺(tái)、路面除塵設(shè)備1臺(tái)、小型銑刨設(shè)備1臺(tái)。熱瀝青加（保）溫車1臺(tái)、（乳化）瀝青運(yùn)輸車若干臺(tái)。在同步碎石封層車的使用上，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)操作手的要求較高，操作人員必須懂得機(jī)械的工作原理，同時(shí)操作要相當(dāng)熟練，否則將鋪不出高質(zhì)量的路面。

4.2 同步碎石封層施工程序

同步碎石封層施工的基本程序?yàn)?原有舊路面的處理→施工材料的準(zhǔn)備→現(xiàn)場(chǎng)施工→膠輪壓路機(jī)碾壓→開放交通→路面清掃，剩余集料回收。

4.2.1 原有舊路面的處理

首先，要對(duì)公路表面損傷進(jìn)行診斷，明確將要進(jìn)行修補(bǔ)的要害問題，對(duì)原路面的坑槽、嚴(yán)重網(wǎng)裂、結(jié)構(gòu)裂縫等路面嚴(yán)重病害預(yù)先進(jìn)行徹底處理，然后清掃路面，保證路面清潔干燥，以便瀝青和舊路面的粘結(jié)，作為表處層或磨耗層的碎石封層，其使用條件是原路面平整度和強(qiáng)度滿足要求。

4.2.2 同步碎石封層材料準(zhǔn)備

乳化瀝青和改性瀝青我國(guó)已經(jīng)有比較完善的制作和使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于大型工程盡量采用車間式生產(chǎn)。

碎石的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)該滿足規(guī)范的要求，必須干燥、潔凈［3］。

4.2.3 現(xiàn)場(chǎng)施工

施工中，同步碎石封層車應(yīng)以適宜的速度均勻行駛，在此前提下石料和粘結(jié)料兩者的撒布率必須匹配；使用改性瀝青作為粘結(jié)料時(shí)，為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保證瀝青的溫度在160～170℃范圍內(nèi)；同步碎石封層車的噴油嘴高度不同，所形成的瀝青膜厚度會(huì)不同（因?yàn)楦鱾€(gè)噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青重疊情況不同），通過調(diào)整噴嘴高度使得瀝青膜的厚度符合要求。

撒布后10～15min用膠輪壓路機(jī)碾壓2～3遍。目的是使撒布的石料均勻密實(shí)，2～3h后開放交通，初期應(yīng)限制車速，防止快速行車造成石子飛濺，自然碾壓4h后，清掃回收脫落的石料再利用。

5 結(jié)語(yǔ)

同步碎石技術(shù)雖然在我國(guó)使用的經(jīng)驗(yàn)較少，但是其性能和效益是有目共睹的，它不但節(jié)省材料、設(shè)備成本，降低工程造價(jià)，提高工作效率，而且在路面裂縫防治、改善路面的抗滑性能、提高路面的使用功能等方面都有其他養(yǎng)護(hù)手段不可比擬的優(yōu)越性，同時(shí)由于同步碎石封層設(shè)備的高精確度，也使得勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。施工完成后，2h內(nèi)即可通車，縮短了封閉交通的時(shí)間，提高了公路的運(yùn)輸效益?？傊剿槭鈱蛹夹g(shù)作為一種全新的養(yǎng)護(hù)手段，其經(jīng)濟(jì)性能和技術(shù)性能都十分優(yōu)越。在農(nóng)村公路這樣一般等級(jí)道路的維護(hù)中更可以大顯身手。我們應(yīng)沿著引進(jìn)、消化、吸收、改進(jìn)、提高的技術(shù)路線將該技術(shù)早日推廣到農(nóng)村公路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)中。