城市道路瀝青同步碎石封層質(zhì)量控制

趙 峰，張福生（.寧夏第二建筑有限公司， 寧夏 銀川 7500；.寧夏華磊建設(shè)監(jiān)理有限公司， 寧夏 銀川75000）

0 引 言

隨著城市道路設(shè)計標準的不斷提高，以前大多作為等級公路使用的瀝青同步碎石封層工藝，目前在城市道路工程的施工中也得到了較多應(yīng)用。道路路面瀝青同步碎石封層施工工藝，是指采用同步碎石封層車，將符合技術(shù)要求的集料及瀝青粘結(jié)料同步撒鋪，在膠輪壓路機的碾壓下使粘結(jié)料與集料充分粘接并形成瀝青碎石層。

目前，瀝青同步碎石封層施工沒有相應(yīng)的國家標準可供參考，只有由一些省份的交通運輸主管部門組織編制的地方性技術(shù)規(guī)范，并且有些只是為道路預(yù)防性養(yǎng)護措施的上封層而編制的。在具體施工中，由于一些市政工程施工企業(yè)對瀝青同步碎石封層施工工藝應(yīng)用不多或首次接觸，在對此項工藝的施工管理及細部的工程質(zhì)量控制上往往存在很多問題，施工質(zhì)量較差，封層發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。本文結(jié)合寧夏銀川某新建道路工程封層施工及監(jiān)理實踐，針對試驗段出現(xiàn)的工程質(zhì)量問題進行分析總結(jié)，以期對類似道路工程封層質(zhì)量的提高有所幫助。

1 碎石封層的作用和相關(guān)規(guī)范要求

瀝青同步碎石用作下封層時，鋪設(shè)在道路半剛性結(jié)構(gòu)（如水泥穩(wěn)定層等）基層上。一是用于防止基層溫度裂縫和干縮裂縫反射到路面面層；二是防止面層水分下滲至基層，以提高基層與瀝青面層之間的連結(jié)牢度。現(xiàn)行 CJJ 169—2012《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計規(guī)范》第 5.3.5 條規(guī)定，應(yīng)減少半剛性基層瀝青路面收縮開裂和反射裂縫，可選擇采取相應(yīng)措施，如適當(dāng)增加瀝青層的厚度、在半剛性材料層上設(shè)置瀝青穩(wěn)定碎石或級配碎石等柔性基層、在半剛性基層上設(shè)置應(yīng)力吸收層或鋪設(shè)經(jīng)實踐證明有效的土工合成材料等?，F(xiàn)行 JTG D50—2017《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》第 4.2.6 條也提出，當(dāng)采用無機粘結(jié)料穩(wěn)定類基層時，可在無機粘結(jié)料穩(wěn)定類基層上設(shè)置瀝青碎石層、改性瀝青應(yīng)力吸收層等。以上是從設(shè)計角度提出瀝青同步碎石封層的應(yīng)用及其作用。

2 碎石封層主要材料的質(zhì)量控制

對于封層所用的集料及粘結(jié)料，應(yīng)在進場時檢查其供應(yīng)商提供的質(zhì)量合格證明文件等，進場后應(yīng)按照數(shù)量分批次進行相應(yīng)的檢查、驗收和復(fù)試等，合格后方可使用。

2.1 集料的質(zhì)量控制

集料碎石是碎石封層的主要材料之一，其強度、粒徑和表面潔凈度等都有相關(guān)要求。具體的質(zhì)量控制要點如下。

（1）應(yīng)具有足夠的強度和耐磨性能，無風(fēng)化；選料時應(yīng)采用機械破碎的石子。

（2）應(yīng)根據(jù)碎石封層的設(shè)計厚度選用相應(yīng)粒徑的碎石。碎石應(yīng)選擇單一粒徑，允許有一定的粒徑差，但不應(yīng)超過 5 mm。對于城市道路工程等，超粒徑范圍的碎石含量應(yīng)不大于 10%。碎石形狀應(yīng)規(guī)則統(tǒng)一，針片狀石子含量應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。

（3）集料碎石應(yīng)保證表面潔凈，不含粉塵等其他雜質(zhì)。進場前應(yīng)經(jīng)水洗后自然風(fēng)干或采用機械烘干并除塵。進場后應(yīng)有專門堆放場地，不得與現(xiàn)場混凝土等所用石子混雜堆放，上部應(yīng)設(shè)置防雨棚或采取覆蓋措施。

2.2 粘結(jié)料的質(zhì)量控制

施工前，粘結(jié)料應(yīng)按照設(shè)計要求選用相應(yīng)的瀝青種類，并且按批次對瀝青的針入度、軟化點、延度等指標進行檢測。若選用改性瀝青，還應(yīng)增加對改性劑有效成分含量的檢測。

3 透層油施工對封層質(zhì)量的影響

瀝青道路施工過程中，在基層與面層交界處一般都要噴灑透層油。無論是稀漿封層的瀝青路面還是碎石封層的瀝青路面，透層油的施工質(zhì)量都會對封層工藝的質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。施工時如果對透層油的噴灑時間、噴灑量和噴灑后的養(yǎng)護時間等控制不當(dāng)，噴灑后的透層油就極有可能未滲入到基層內(nèi)，或者因溫度過低、水分蒸發(fā)慢、沒有充分破乳而降低強度，只是在基層表面形成一層薄膜，當(dāng)進入下一道工序即封層施工時，表面的這層膜很容易被車輪大片粘起，導(dǎo)致封層達不到良好的粘接效果，甚至失去了與基層的粘接能力。因此，透層油施工應(yīng)按照規(guī)范要求，在基層施工完畢后表面稍變干燥但尚未硬化時進行噴灑。否則，水穩(wěn)基層硬化后表面過于干燥、強度過高，不利于透層油向基層滲入。另外，施工時應(yīng)控制透層油的單位面積用量不少于設(shè)計要求，以保證滲透深度；透層油噴灑后至封層施工，應(yīng)留有一定的養(yǎng)護時間間隔。在施工封層時，應(yīng)保證透層油表面無脫層起皮、無污染、無積水等，否則應(yīng)進行修補或清掃后再進行施工。監(jiān)理機構(gòu)應(yīng)加強此項施工作業(yè)的事前控制。

4 結(jié)合實際案例分析碎石封層的質(zhì)量問題

4.1 工程概況

某工程位于銀川某開發(fā)區(qū)內(nèi)，為新建道路，同時也是銀川主城區(qū)東西向主干道延伸工程。道路紅線寬度及橫斷面設(shè)計為 60 m［（6 m 人行道＋5 m 非機動車道＋4 m 隔離帶）×2］＋30 m 機動車道。機動車道縱斷面為 68 cm，包括：4 cm 細粒式瀝青混凝土（AC-13）＋8 cm 粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）＋36 cm 水泥穩(wěn)定砂礫＋20 cm 級配砂礫，道路路基為 80 cm 天然砂礫填筑。相對于上一年度該道路延伸段建設(shè)所應(yīng)用的稀漿封層工藝，本工程設(shè)計為瀝青同步碎石封層（下封層），在封層正式施工前劃定施工試驗段。

4.2 封層試驗段出現(xiàn)問題的表觀特征

本工程因工期要求，在施工瀝青同步碎石封層時已到11 月中旬，氣溫較低。施工單位選擇道路末端近 300 m 路段作為封層試驗段先行施工。施工時白天氣溫在 10℃ 以上，夜間氣溫已降至 10℃ 以下。本工程采用乳液型瀝青作為粘結(jié)料，封層設(shè)計厚度為 10 mm。在試驗段瀝青同步碎石封層施工后，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

（1）碎石嵌入粘結(jié)料的深度普遍達不到一般要求，即為封層設(shè)計厚度的 0.7 倍。在瀝青固化后，檢查發(fā)現(xiàn)部分碎石粘結(jié)不牢固，用手搓動時很容易在根部與基層脫離。

（2）局部碎石撒布堆積重疊、不均勻，重疊處的上層碎石完全沒有嵌入粘結(jié)料內(nèi)。

（3）縱向接縫處出現(xiàn)漏撒及空（花）白現(xiàn)象。

（4）透層油未滲入到水泥碎石穩(wěn)定層內(nèi)，只在基層表面形成 1 層薄油膜層，導(dǎo)致封層粘結(jié)料無法與水穩(wěn)基層可靠粘結(jié)。

針對以上問題，施工單位提出在該試驗段已施工完畢的封層上再灑布 1 層粘結(jié)料并連夜實施。在第 2 遍粘結(jié)料灑布結(jié)束后的次日早晨，再次檢查碎石粘結(jié)情況，發(fā)現(xiàn)比第 1 遍灑布后的粘結(jié)質(zhì)量有了明顯改善。在此情況下，施工單位同時安排了瀝青混合料面層的施工。但在瀝青混合料面層的施工過程中，旁站監(jiān)理人員發(fā)現(xiàn)：在混合料的運輸、攤鋪和面層碾壓過程中，各種施工機械和車輛所過之處，封層碎石被成片壓倒、壓碎，尤其是攤鋪機履帶壓過的范圍，封層及透層油均被破壞，基層水泥穩(wěn)定層外露。

4.3 問題分析及防治措施

從以上實際案例來看，該瀝青同步碎石封層的施工是不成功的。雖然采取了重新灑布粘結(jié)料等補救措施，但未從根本上解決問題，應(yīng)按照不合格分項工程進行處理。

4.3.1 碎石封層的基層處理不當(dāng)

（1）原因分析。如前所述，碎石封層底部透層油對封層質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。本案例在進行透層油噴灑時水泥穩(wěn)定層已干燥硬化，透層油難以滲透到基層內(nèi)；加之透層油噴灑后滲透及養(yǎng)護實踐不足 48 h，無法給碎石封層與基層之間提供足夠的粘接力。

（2）防治措施。嚴格控制透層油的施工質(zhì)量，特別是控制好透層油的配合比及噴灑時機，同時根據(jù)設(shè)計要求設(shè)置每平方米的噴灑用量。應(yīng)保證噴灑后有足夠的養(yǎng)護時間，在養(yǎng)護結(jié)束后檢測滲透到基層的深度是否符合設(shè)計要求。在封層施工前對透層油施工質(zhì)量進行檢查驗收，為下一步封層施工創(chuàng)造良好的施工條件。

4.3.2 氣溫影響及養(yǎng)護時間不足

（1）原因分析。除了上述氣溫較低對透層油施工質(zhì)量有影響外，在封層施工時，氣溫也不應(yīng)低于 10℃。本工程封層試驗段在白天施工時氣溫雖略高于 10℃，但施工臨近結(jié)束時氣溫已降至 0℃ 至 10℃ 之間；加之粘結(jié)料采用乳液型瀝青，溫度過低會影響乳化瀝青的破乳及水分蒸發(fā)。另外，在粘結(jié)料沒有獲得有效的養(yǎng)護時間及達到一定強（硬）度的情況下，如果馬上進入下一道工序的施工，勢必會對已施工的封層質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

（2）防治措施。對于氣溫達不到施工條件的，不要因工期等原因不顧施工質(zhì)量而盲目施工。特別是乳液型粘結(jié)料，應(yīng)保證封層施工階段及養(yǎng)護期能夠達到 10℃ 以上氣溫條件，同時保證至少 48 h 的養(yǎng)護時間。

4.3.3 缺少對封層施工后的同步碾壓。

（1）原因分析。對于非乳液型粘結(jié)料的同步碎石封層，在碎石撒布后一般使用膠輪壓路機緊隨撒布車進行碾壓。這樣做的目的，主要是通過膠輪碾壓將碎石充分嵌固（實）在粘結(jié)料中，而在一些瀝青同步碎石封層地方標準中，對乳液型粘結(jié)料一般不做碾壓要求。本工程采用乳液型粘結(jié)料，也未對撒布的碎石進行同步碾壓，于是在下道工序施工過程中，出現(xiàn)了部分石子在各種施工機械及車輛的碾壓下，從根部被壓倒、翹起，呈松散脫落狀態(tài)。

（2）防治措施。對于采用乳液型粘結(jié)料的封層工藝，建議在乳液未破乳硬化之前，用膠輪壓路機對撒布碎石進行同步碾壓，可將碎石的粘結(jié)從“隨機拋落”狀態(tài)調(diào)整為“規(guī)則”狀態(tài)。這對保證碎石承受荷載后的穩(wěn)固性，以及每粒石子的大面與粘結(jié)料的充分混合粘結(jié)都是有利的。

4.3.4 碎石粒徑存在問題

（1）原因分析。所用碎石并非單一粒徑，粒徑差超過5 mm，超粒徑范圍的碎石含量大于10%。

（2）防治措施。碎石進場時應(yīng)嚴格做好檢查驗收工作，對于超過以上要求的碎石，必須嚴禁進場或過篩后方可使用。

4.3.5 集料和粘結(jié)料的每平方米用量控制不嚴格

（1）原因分析。對于改性瀝青類粘結(jié)料，每平方米用量一般控制在 1.2 kg～1.5 kg，若用量不足，則無法保證碎石集料的嵌固深度。城市道路封層的碎石覆蓋率應(yīng)控制在60%～80% 之間并均勻布置，碎石過多，會出現(xiàn)堆積重疊現(xiàn)象；過少，則呈現(xiàn)大片空（花）白。

（2）防治措施。在封層試驗段開始施工的第1車（幅），就應(yīng)通過實測的方法檢測集料和粘結(jié)料的實際用量。同時，應(yīng)根據(jù)實測含量進一步對封層車進行準確標定。當(dāng)碎石出現(xiàn)局部堆積重疊或空（花）白現(xiàn)象時，應(yīng)通過人工進行清掃或補撒處理。

4.3.6 碎石強度不足

（1）原因分析。施工后出現(xiàn)部分石子被壓碎的現(xiàn)象，除了未對封層實施有效保護措施以外，碎石本身強度不足，有風(fēng)化、形狀不規(guī)則等，也是導(dǎo)致碎石易受壓碎裂的重要因素。

（2）防治措施。一是根據(jù)不同巖石的特性進行選擇，對其強度做進場復(fù)試；二是控制針片狀等外觀不規(guī)整碎石的含量，施工前保留樣品，施工過程中按車次做批次檢驗。

4.3.7 未對施工完畢的碎石封層進行有效保護

（1）原因分析。在封層施工后的瀝青混合料攤鋪階段，其集料碎石不可避免地會受到混合料運輸車輛、攤鋪機等的碾壓，如果沒有相應(yīng)的防治保護措施，封層就會遭受大面積破壞。

（2）防治措施。在瀝青混合料面層施工過程中，應(yīng)加強對封層的保護和管理。封層施工后的養(yǎng)護階段應(yīng)封閉交通，在瀝青混合料施工時應(yīng)合理確定各種施工車輛、機械等的行駛路線及出入口，不可隨意在施工完畢的碎石封層上轉(zhuǎn)彎、掉頭和碾壓。尤其是對瀝青混合料面層進行碾壓的鋼輪壓路機，嚴禁其與碎石封層直接接觸。

5 結(jié) 語

本文結(jié)合銀川某開發(fā)區(qū)新建道路工程瀝青同步碎石封層施工實例及相關(guān)規(guī)范要求，闡述了該項工藝對路面基層防水、路面面層裂縫防治的積極作用。通過對案例中問題的總結(jié)分析，提出了主要材料的質(zhì)量控制要點及各類問題的防治處理措施。作為施工單位，應(yīng)積極掌握該工藝的施工標準，通過制定合理的施工方案，加強材料管控，加強施工前控制和施工過程控制，確保封層施工質(zhì)量達標，延長道路使用壽命。