碎石封层在沥青路面中的应用.pdf

2023.21 科学技术创新碎石封层在沥青路面中的应用马上峰（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心，甘肃 嘉峪关）1碎石封层的特点及作用碎石封层是一种通过层铺法将沥青铺洒于路面，再在其上撒布一层碎石，经过碾压后最终形成一种全新的结构层的施工方法，有单层式、双层式、嵌入式三种工艺，如图 1 所示。其主要起到防止地表水渗入基层，保护路面，对磨损严重的路面进行修复，增加路面面层摩擦系数，减少交通事故等作用，同时可以起到预防性养护，减少养护支出的作用1。图 1碎石封层的结构形式相较于微表处、稀浆封层、薄层罩面等工艺，碎石封层适用范围更广，尤其是应用于裂缝较多的沥青混凝土路面时，其使用效果和耐久性更好，主要是由于在路表的沥青层能有效的阻止地表水的下渗，并能吸收一部分应力。除此之外，碎石封层造价也相对较低，单层碎石封层成本约 10 元/m2，仅为其他工艺的1/31/22。2碎石封层材料2.1碎石碎石封层的质量好坏在很大程度上取决于碎石质量的优劣。在选用碎石时，应优先选择尺寸单一、洁净程度高、棱角分明的碎石。常用碎石粒径主要有 3个等级，分别为 4.759.5 mm、9.513.2 mm、9.516mm，一般情况下，上封层宜优选 9.513.2 mm 档碎石，高速公路下封层宜优选 9.516 mm 档碎石，其他等级公路宜优选 4.759.5 mm 档碎石。但无论选择哪一种尺寸，均应保证尺寸一致。选用的碎石力学性能指标应满足表 1 中的规定。2.2沥青可优先选用道路石油沥青、橡胶沥青、改性沥青等，选用道路石油沥青时，可选择 90 或 70 号 A 级沥青；选用橡胶沥青时，其橡胶粉应采用常温磨细的橡胶粉，可优先选用废旧轮胎磨细的橡胶粉，其物理及化学性能应满足表 2 的规定。摘要：随着人们生活水平的不断提高，我国汽车拥有量持续增加，加剧了公路路面各类病害的发生。为适应社会经济的发展需要，各类预防性养护施工技术应运而生，如微表处治、稀浆封层等。除此之外，碎石封层施工技术也在路面养护中起到了至关重要的作用。由于碎石封层施工技术具有造价低、施工速度快、耐久性好等特点，现如今已广泛应用于各等级公路路面养护施工中。本文从碎石封层施工材料、施工技术及质量检验等三方面对该技术进行检验探讨，应用于工程实际后 8 个月再次对路面进行检测，其各方面技术状况仍然完好。关键词：碎石封层；实测法；橡胶沥青；路面状况调查中图分类号院U416.2文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤21-0153-04作者简介：马上峰（1986-），男，本科，工程师，主要从事公路养护工作。212143层号施工情况使用状态单层式碎石封层双层式碎石封层嵌入式碎石封层213153-科学技术创新 2023.21图 2碎石封层施工工艺流程拌和好的橡胶沥青应在 24 h 内全部用完，必须储存时，应储存于 145155 的环境中，最长不应超过 3 d，储存时应不断搅拌，防止离析，再次使用时，必须经检测合格后方可使用。无论采用何种沥青，其掺量均应经试验确定。3碎石封层施工3.1路面状况调查及处理正式施工前，应对拟处理路面进行路面状况调查，如病害情况，横坡及弯沉等进行详细摸底，并制定相关处理方案，同时确保路面净空不低于 6m，以满足碎石封层机械化施工的需求。原路面处理主要包括路表处理及清扫及确定单幅施工宽度。首先应对拟施工路面的车辙、拥包、裂缝等病害进行处理，如果其强度不能满足要求，则应对其进行补强处理；对于陡坡以及急转弯路段应进行铣刨拉毛处理；对于裂缝小于 5mm 的路段，可不进行处理。拟施工路段病害处理完成后，应对其进行全面清扫，若为基层，则应喷洒透层油。路面处理完成后，应根据拟施工路段路面宽度及机械性能确定单幅施工宽度，在满足要求的情况下，尽可能减少施工幅数3。3.2施工工艺碎石封层施工主要包括施工准备阶段和施工阶段两大阶段，施工准备阶段主要包括人员、设备、材料等方面的准备工作，施工阶段主要包括胶结材料撒高速公路、一级公路 二级及以下等级公路 指标 下封层 应力吸收层 上封层 下封层 应力吸收层 密度（g/m3）2.6 2.6 2.5 压碎值（%）26 20 28 坚固性（%）12 12 洛杉矶磨耗损失（%）28 28 30 吸水率（%）2.0 2.0 2.5 混合料 10 10 15 粒径大于 9.5 mm 12 12 针片状颗粒含量（%）粒径小于 9.5 mm 18 18 20 磨光值（%）42 40 38 有 2 个及以上破裂面的颗粒（%）100 100 80 水洗法0.075 mm 颗粒含量（%）1.0 1.0 软石含量（%）2.0 2.0 3.0 抗压强度（MPa）150 150 120 表 1碎石封层集料物理力学性能物理性能 密度（g/m3）含水率（%）金属含量（%）纤维含量（%）指标 1.11.3 0.75 0.01 0.5 化学性能 灰分（%）丙酮抽出物（%）碳黑含量（%）天然胶含量（%）橡胶烃含量（%）指标 8 22 28 30 42 表 2橡胶粉物理及化学性能154-2023.21 科学技术创新布、碎石撒布、碾压、修补及养护等工作，施工工艺流程如图 2 所示。3.3施工注意事项按照设计文件，自下而上分层施工。首先撒布胶结材料，撒布时，应注意撒布速度与机械设备生产能力相适应，避免胶结材料撒布完成后等待过长时间后再撒布碎石。如果胶结材料为沥青，则应在沥青破乳前完成碎石的撒布，同时注意撒布时沥青温度变化情况、碎石撒布用量及均匀性。撒布碎石前，应严格按照设计数量撒布，不能随意减少或增加碎石的撒布用量，否则将对结构嵌挤条件造成一定影响，最终影响其施工质量。碎石封层通常使用轮胎压路机进行碾压，既能保证压实质量效果，又不会对碎石造成破坏，压路机质量宜选用 1620 t，质量越大，越能达到较好的压实效果。进行碾压时，一般情况下应碾压 34遍以上，速度应保持一致，不宜过快，初压以 2 km/h为宜，复压可适当增加碾压速度，但不宜超过 8 km/h。如果选用乳化沥青为胶结材料，则应等待沥青破乳、水份完全蒸发并且基本成型以后才能通车，其他沥青材料在碾压密实以后就可以开放交通，开放交通后还能起到进一步压实的作用。但在通车初期应设置相关标志、标牌，防止车辆速度过快，应限制在 20 km/h 以内。如果局部存在泛油等情况时，应及时在泛油处补撒一层嵌缝料并将其扫匀，嵌缝料粒径应与撒布的碎石粒径保持一致，如果路面存在过多的碎石应及时将其清扫出路面或者回收利用4。3.4质量控制施工过程中应及时对胶结材料和碎石撒布用量、撒布温度、撒布均匀性、碎石与胶结材料的粘附性等进行控制，具体如表 3 所示。胶结材料、碎石撒布用量可有两种检测方法，分别为实测法和总量推算法。两种方法均可对其撒布用量进行较为准确的检测。（1）实测法。试验方法：将已知重量为 m1和面积为 S 的油毛毡平铺于路面，待撒布车通过该处后称取油毛毡质量记为 m2，将油毛毡上的胶结材料或碎石刮除，再用三氯乙烯浸泡冲洗法获得胶结材料或碎石的重量记为 m3，然后再通过下式可计算得出胶结材料和碎石用量。该方法对于洒布车车速依赖较大，因此，在检测过程中应尽量保持其速度恒定，至少应检测 3组，且该检测结果为实时结果。（1）（2）（3）式中，P胶 i代表第 i 试验胶结材料用量（kg/m2）；P石 i代表第 i 次试验碎石用量（kg/m2）；P胶代表胶结材料平均用量（kg/m2）。（2）总量推算法。该方法通过对胶结材料或碎石的总用量与总施工面积来进行计算，最终得出施工区域每单位面积的胶结材料或碎石的用量，该方法通过总量来进行控制，无法实时对用量情况进行检测，对需要施工过程控制来说有一定不利影响5。4应用情况某 一 级 公 路 全 长 23.12km，路面面层采用 8 cm 厚AC-20+6cm 厚 AC-13+4cm 厚 SMA 形式，由于通车年限较久，车流量大，且超载车辆较多，路面出现了不同程度的损坏，为对损坏路面进行修复，采用了改性沥青碎石封层施工。施工结束后，对全线损坏程度较为严重的路段进行检测，投入运营 8 个月后，路面平检查项目 允许偏差 检查频率 胶结材料撒布用量 试验段确定用量0.15 kg/m2 每作业段检查 2 次 胶结材料撒布温度 试验段确定温度5 每车料检查 1 次 胶结材料撒布均匀性 撒布均匀，无花白现象 全断面 碎石撒布用量 试验段确定用量0.5 kg/m2 每作业段检查 2 次 碎石撒布温度 试验段确定温度5 每车料检查 2 次 上封层 覆盖率 80%90%全断面 碎石撒布均匀性 下封层、应力吸收层 覆盖率 60%80%全断面 碎石与胶结材料粘附性 无明显脱落 每作业段检查 2 次 上封层 封层胶结材料无明显破裂 每作业段检查 2 次 与下承层粘结性 下封层、应力吸收层 芯样粘结完整 每作业段检查 1 次 撒布宽度 不小于设计宽度 每 50 m检查 1 次 表 3碎石封层施工质量检查155-科学技术创新 2023.21整度仍然较好，色泽一致，无明显裂缝及拥包现象，抗滑性能较修补前有明显提高，表明碎石改性沥青碎石封层起到了良好的作用。5结论实践表明，碎石封层是一种非常有效且造价低廉的养护施工技术，不但可以改善旧路外观质量，还能提高旧路的抗滑性能，有效地防止地表水渗入基层，防止道路病害进一步发展，能有效提高道路使用寿命。为保证碎石封层施工质量，首先应对原材料质量进行把控，同时加强施工过程中的质量控制，最后再严格按照相关要求进行质量检验，最终才能圆满完成施工任务。参考文献1刘圣洁,赵之仲,李晓波，等.加热碎石封层对沥青路面层间抗剪性能的影响J.山东交通学院学报,2023,31(2):75-80,88.2魏景新.沥青路面同步碎石封层施工技术J.交通世界,2023,641(11):86-88.3朱金鹏,李洁.基于有限元的纤维沥青碎石封层适应性研究J.黑龙江交通科技,2023,46(4):4-7.4楚志浩.SBS 改性沥青碎石封层施工技术探析J.江西建材,2023,290(3):220-222.5吉高超,张亚.橡胶沥青碎石封层作用机理及施工技术探讨J.工程技术研究,2023,8(5):121-123.Application of Crushed Stone Sealing Layerin Asphalt PavementMa Shangfeng（Jiayuguan Highway Development Center,Jiayuguan,China）Abstract:With the continuous improvement of peoples living standards,the number of cars in Chinacontinues to increase,exacerbating the occurrence of various road surface diseases.To meet the needs ofsocial and economic development,various preventive maintenance construction technologies have emerged,suchas micro surface treatment and slurry sealing.In addition,the construction technology of crushed stone sealinglayer also plays a crucial role in road maintenance.Due to the characteristics of low cost,fast constructionspeed,and good durability,the construction technology of crushed stone sealing layer has been widely usedin the maintenance and construction of various levels of highway pavement.This article examines anddiscusses thetechnologyfrom threeaspects:constructionmaterials,constructiontechnology,andqualityinspection of crushed stone sealing layer.After being applied in engineering practice,the road surface wastested again 8 months later,and its technical conditions in all aspects were still intact.Key words:crushed stone sealing layer;measurement method;rubber asphalt;road condition investigation156-