熱熔橡膠瀝青碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

盧寶艷

（中鐵一院集團(tuán)南方工程咨詢監(jiān)理有限公司蘭州分公司,甘肅 蘭州 730000）

0 引言

針對(duì)不同瀝青路面病害，其養(yǎng)護(hù)措施可分為裂縫填封、薄層罩面、表面碎石封層以及瀝青再生四種方式，而表面碎石封層養(yǎng)護(hù)方式因其較為明顯的優(yōu)勢(shì)，得到廣泛應(yīng)用。其主要應(yīng)用原理為利用適量的膠結(jié)料灑布在養(yǎng)護(hù)區(qū)域路表，隨后在其上灑布單粒徑碎石，并通過碾壓作業(yè)的方式使碎石2/3嵌入膠結(jié)料中，使其形成一種耐久、抗滑的道路表面。本文將結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)熱熔橡膠瀝青碎石封層技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究。

1 公路瀝青路面裂縫及危害

瀝青路面裂縫病害主要分為荷載性裂縫以及非荷載性裂縫兩種，荷載性裂縫產(chǎn)生原因主要受路面設(shè)計(jì)不科學(xué)或施工質(zhì)量影響，結(jié)構(gòu)層本身強(qiáng)度難以滿足道路運(yùn)輸量日益提升帶來的荷載量提升要求，導(dǎo)致強(qiáng)度裂縫出現(xiàn)；而非荷載性裂縫主要表現(xiàn)為反射裂縫以及低溫裂縫兩種形式，前者是由于基層開裂，后者則是路面本身在溫差作用下產(chǎn)生。依據(jù)裂縫形式，非荷載性裂縫可以分為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等。一旦瀝青路面出現(xiàn)裂縫，雨水等地面徑流水會(huì)滲入道路基層，導(dǎo)致其承載力大幅下降，在行車荷載的作用下，結(jié)構(gòu)層內(nèi)部在水流反復(fù)沖刷下，道路病害惡化幅度大幅提升，使得裂縫不斷擴(kuò)寬，導(dǎo)致瀝青路面以及基層遭受更為嚴(yán)重的破壞，最終導(dǎo)致道路沉陷、坑槽等情況發(fā)生，嚴(yán)重影響路面使用功能，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生。

2 瀝青路面碎石封層養(yǎng)護(hù)性能及優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 瀝青碎石封層路面養(yǎng)護(hù)性能

通過瀝青路面碎石封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)，對(duì)原有路面中存在的細(xì)小裂縫進(jìn)行封堵，提升路面的防水性能和防滑性能，承載磨耗層功能，并強(qiáng)化低溫抗裂性能，實(shí)現(xiàn)控制反射裂縫發(fā)展的目的，達(dá)到提升安全性、耐磨耗性、抗裂縫性的目的。具體表現(xiàn)如下：

（1）防水性能。碎石封層主要利用瀝青結(jié)合料填補(bǔ)路面中的微小裂縫，使其形成嚴(yán)密的薄膜實(shí)現(xiàn)提升防水性能的目的，其防水性能直接受瀝青層厚度以及瀝青與路面之間的黏結(jié)程度影響。從技術(shù)角度分析，防水性能會(huì)隨著瀝青層厚度提升而提升，然而考慮到碎石封層設(shè)計(jì)配比、成本投入等相關(guān)因素，實(shí)際設(shè)計(jì)中瀝青層厚度通?？刂圃?～3mm。

（2）抗滑性能。石料表面粗糙度、碎石封層構(gòu)造深度等直接決定其抗滑性能，通過選擇適量的碎石粒徑以及設(shè)計(jì)配比，可以獲取合理的構(gòu)造深度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升碎石封層抗滑性能的目的。

（3）耐磨損耗性能。碎石在車輛輪胎的摩擦下會(huì)不斷損耗，而碎石性能則直接決定碎石封層耐磨性。因此，在實(shí)際選擇石料時(shí)，應(yīng)重視材料的耐磨性能。

（4）抗裂縫性能。從技術(shù)角度分析，瀝青層厚度、瀝青黏結(jié)性能等會(huì)直接影響碎石封層抗裂縫性，瀝青層厚度通常為1～3mm。因此，應(yīng)選擇高性能瀝青以及特殊封層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)提升抗裂縫性目的。

2.2 碎石封層技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

2.2.1 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）可以實(shí)現(xiàn)有效治理道路病害的目標(biāo)。瀝青路面碎石封層在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以有效針對(duì)裂縫、表面磨光、泛油等病害，同時(shí)具備耐磨耗、抗滑性能好等優(yōu)勢(shì)，落實(shí)改善路面表面性能的目標(biāo)。

（2）延長(zhǎng)道路使用壽命。該技術(shù)利用瀝青混合料對(duì)微小裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，并在路表形成一層保護(hù)膜，確保地表徑流水不會(huì)沿裂縫滲入路基中，實(shí)現(xiàn)提升道路使用壽命目的。

（3）性價(jià)比相對(duì)較高。相較于稀漿封層形式，碎石封層的成本投入雖然稍高，但是使用壽命可達(dá)到10 年左右，且實(shí)際養(yǎng)護(hù)效果好。而與微表處以及瀝青混凝土罩面相比，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)極為顯著。

（4）施工過程較為簡(jiǎn)易，且對(duì)交通影響較低。該工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中只需一臺(tái)車輛撒料，隨后利用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓作業(yè)即可。且施工完畢后可立即開放交通，只需對(duì)車速進(jìn)行一定限制，對(duì)交通影響相對(duì)較低。

2.2.2 技術(shù)短板

（1）無法應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)性損壞修復(fù)作業(yè)。碎石封層是一層較薄的瀝青處治層承擔(dān)路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)，對(duì)承載力不足或車轍、沉陷等病害的修補(bǔ)能力相對(duì)較弱。

（2）不適用于高交通量、高車速的道路。在碎石封層作業(yè)中，碎石材料直接鑲嵌于瀝青結(jié)合料之上，車速過大的情況下，碎石可能產(chǎn)生脫落飛濺情況，對(duì)行車安全造成威脅。

（3）施工季節(jié)限制較大。在實(shí)際應(yīng)用碎石封層工藝時(shí)，為確保瀝青以及碎石之間具備較強(qiáng)的黏附力，實(shí)際作業(yè)過程中需要確保路面溫度在15℃以上，氣溫在20℃以上，因此，僅能在夏秋兩季的晴熱天氣下進(jìn)行施工。

3 熱熔橡膠瀝青碎石封層養(yǎng)護(hù)施工要點(diǎn)

為深入探究瀝青碎石封層養(yǎng)護(hù)施工要點(diǎn)，本文選取某地區(qū)公路工程養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行具體說明。該案例工程路面受溫差、車流量等因素影響，出現(xiàn)大量裂縫，如果不及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)與養(yǎng)護(hù)，會(huì)導(dǎo)致路基受到嚴(yán)重的侵蝕。技術(shù)人員在充分結(jié)合道路工程情況以及養(yǎng)護(hù)需求的基礎(chǔ)上，決定采用取熱熔橡膠改性瀝青碎石封層技術(shù)開展本次養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.1 施工準(zhǔn)備工作要點(diǎn)

（1）石料及瀝青用量進(jìn)行控制。嚴(yán)格依照相關(guān)要求，依據(jù)粒徑統(tǒng)一、堅(jiān)硬耐磨、干燥潔凈標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原料篩選，同時(shí)，充分考慮到大、小粒徑石料在實(shí)際應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的缺料、飛石等問題，對(duì)不同粒徑石料用量及應(yīng)用性能進(jìn)行檢驗(yàn)，保障其可以滿足塹擠以及層間粘連。對(duì)經(jīng)過水洗的石料進(jìn)行除塵處理，并將溫度控制在70～80℃下進(jìn)行拌和后施工。設(shè)計(jì)上下兩層碎石粒徑分別控制在5～10mm以及10～15cm范圍內(nèi)，并分別依照95%～100%以及80%～85%的覆蓋率進(jìn)行作業(yè)，同時(shí)設(shè)計(jì)瀝青灑布量控制在1.4kg/m2以及2.2kg/m2。本次施工中，將100 號(hào)瀝青作為基質(zhì)瀝青，并融入25%的橡膠粉，具體參數(shù)如表1所示。

表1 橡膠粉篩分級(jí)配要求

（2）施工溫度控制。在地表溫度過低的情況下進(jìn)行施工會(huì)導(dǎo)致返潮情況出現(xiàn)，使得砌筑層以及原路面之間的黏結(jié)度不足，甚至導(dǎo)致脫皮、卷皮問題發(fā)生。因此，利用多種措施確保地面溫度在施工過程中始終保持在25℃以上。此外，為最大限度地避免瀝青灑布不均或噴嘴堵塞問題，設(shè)計(jì)將瀝青灑布溫度控制在190～200℃范圍內(nèi)，同時(shí)對(duì)瀝青材料進(jìn)行霧化處理，以確保施工有序開展。

（3）施工現(xiàn)場(chǎng)清掃。灰塵會(huì)導(dǎo)致瀝青材料黏度下降，路面泥塊等污物也會(huì)導(dǎo)致封層與原路面之間的黏接度大幅下降。此外，如果路面上存在水漬會(huì)導(dǎo)致瀝青冷卻速度加快，還會(huì)產(chǎn)生水膜，導(dǎo)致其難以產(chǎn)生勃結(jié)力，影響實(shí)際施工成效。因此，施工單位在準(zhǔn)備階段對(duì)整個(gè)施工路段進(jìn)行全面清潔處理。

（4）接縫處治方案設(shè)計(jì)。為確保密實(shí)度以及美觀性，設(shè)計(jì)采用油氈或鋼板材料，由接縫兩邊面層進(jìn)行搭接作業(yè)?？紤]到該工程采用雙層施工設(shè)計(jì)，在實(shí)際搭接過程中，需將上下層接縫錯(cuò)開處理，以規(guī)避油帶、錯(cuò)臺(tái)等病害出現(xiàn)。

3.2 施工過程質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）原材料標(biāo)定及設(shè)備選擇。案例工程中，施工人員依據(jù)施工工藝要求，選擇同步碎石封層灑布車開展原料灑布作業(yè)，為確保施工質(zhì)量，在正式作業(yè)開始前對(duì)碎石灑布量進(jìn)行精準(zhǔn)標(biāo)定，并將誤差控制在可接受范圍內(nèi)。同時(shí)，為切實(shí)保障瀝青材料霧化處理成效以及布料均勻性滿足實(shí)際需求，對(duì)碎石布料器噴油嘴進(jìn)行調(diào)試。除此以外，準(zhǔn)備清掃車、大噸位膠輪壓路機(jī)以及吹風(fēng)機(jī)設(shè)備，具體規(guī)格參數(shù)如表2所示。

表2 相關(guān)設(shè)備規(guī)格參數(shù)

（2）施工流程：清掃→放線→施工→養(yǎng)護(hù)。

在清掃工序中，首先對(duì)養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行封閉，嚴(yán)禁非施工車輛進(jìn)入，并利用強(qiáng)力清掃車對(duì)相關(guān)路段進(jìn)行全面清潔，最大限度地保障路面無泥塊、油跡等，針對(duì)清掃車難以清掃的邊角部分，則采用鋼絲刷以及吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行清理。

在放線工序中，開展布料作業(yè)之前利用白石灰粉在相應(yīng)路段畫出中線以及邊線，確保布料寬度以及線形直順。

在正式施工過程中，技術(shù)人員跟車對(duì)布料均勻性、噴油嘴堵塞等情況進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)叫停施工，排除相應(yīng)故障后再次開始作業(yè)。在作業(yè)過程中，施工人員要剔除超粒徑碎石，并對(duì)散落于道路外的石料進(jìn)行回收，確保石料可以緊密地勃結(jié)、裹覆于瀝青之上。同時(shí)采用膠輪壓路機(jī)跟隨布料車進(jìn)行碾壓作業(yè)，反復(fù)進(jìn)行10次以上。

在養(yǎng)護(hù)工序中，首先應(yīng)對(duì)施工后的路面進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)有缺陷或碾壓程度不足等問題，應(yīng)及時(shí)處理。在保證無特殊問題的情況下，可在施工完成1～2h 內(nèi)開放交通，同時(shí)，對(duì)路面后期開展定期維護(hù)，如發(fā)現(xiàn)高溫泛油現(xiàn)象，應(yīng)灑布石料進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

通過瀝青路面碎石封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)，對(duì)原有路面中存在的細(xì)小裂縫進(jìn)行封堵，有效提升路面的防水、防滑性能、耐磨耗、抗裂性能，提升了瀝青公路路面的安全性和使用壽命。通過實(shí)際案例，應(yīng)用熱熔橡膠瀝青碎石封層技術(shù)后取得了較好的成效，完全達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，可以為同類型公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)提供參考。