橡胶沥青同步碎石封层在公路建设和养护中的应用修改稿

橡胶沥青同步碎石封层在公路养护中的应用

谭永高，朱鸿飞，刘昊，张军

1. 宜昌市公路管理局，2. 宜昌砼富公路养护公司，3. 宜昌市交通规划勘察设计研究院，4.

当阳市公路管理局。

摘要：本文通过橡胶沥青同步碎石封层技术在牛张线等公路预防性养护中的应用对其工艺原理，性能特点，施工技术等进行了探讨。

关键词：橡胶沥青 同步封层 公路养护

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同步碎石封层技术上世纪80年代开始在法国大规模应用，90年代在欧美得到推广，近几年来，随着同步碎石封层车的国产化，同步碎石封层在我国的应用越来越广泛。它即可以作为上封层用于沥青路面预防性养护，又可以用作新建公路下封层和应力吸收层，还可作为桥面防水层，具有良好的路用性能，施工简单，成本低廉，特别是改性沥青同步碎石封层、橡胶沥青同步碎石封层使其不但具有 良好的防水效果，而且有较好的防裂效果，对防止和延缓半刚性基层反射裂缝有较好效果。 本文通过橡胶沥青同步碎石封层在公路预防性养护中的应用对其工艺原理，性能特点，施工技术等进行了探讨。

一．橡胶同步沥青碎石封层技术原理

橡胶沥青同步碎石封层是利用专门的橡胶沥青同步碎石封层机 ，将高温橡胶沥青与洁净干燥的石料几乎 同时均匀喷洒在路面上，保证沥青与石料在最短的时间内完成结合，并在外荷载的作用不断形成强度。

喷洒温度为 180℃的橡胶改性沥青，结合时温度也可保证在 165℃以上，沥青结合料的流动性仍很好，由于流体沥青的表面张力，使热沥青沿石料表面向上爬升高度约为石料高度的2／3，并在石料表面形成一个半月面，使石料被沥青裹覆的面积达到 70％，由于重力作

用石料头轻脚重，保证了沥青与石料有足够的结合强度和稳定度。同时

，沥青的毛吸引力可以产生一个凹面，流动性很好的橡胶沥青进入骨料表面的微观纹理中，该凹面与骨料间好似镶嵌珠宝，然后通过 自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成沥青碎石层。

同步碎石封层技术缩短了粘结剂喷洒与 集料撒布之间的间隔，增加了集料颗粒与粘结剂的 裹覆面积，更易保证它们之间稳定的比例关系，提高了作业效率，降低了施工成本。

二．橡胶沥青同步碎石封层在公路养护中的应用

牛张线K0-K25，潜杨线K16-K23原路面为沥青碎石面层，空隙率偏大，由于超期服役，路面老化，麻面，网裂、坑槽等病害不断增多，急需进行预防性养护，减少水损害，改善路面形象，延长道路寿命。

1材料要求

(1) 橡胶沥青：一般情况下橡胶粉的掺量越大，橡胶沥青的粘度也越大，相应的路用性能也越好，但施工和易性会下降。因此，橡胶粉的掺量有一定的合理范围，本项目橡胶粉的内掺比例为18%～20%，由宜昌砼富养护公司自行生产，选用90号基质沥青，30目胶粉，橡胶沥青技术指标满足表1要求[1]。橡胶沥青洒布量1.5-2.0 kg／m2，洒布量以沥青爬升到碎石60-70%高度为宜，过高会造成泛油，过低沥青膜厚度不足，降低结构层寿命。

表1橡胶沥青技术要求

(2)石料 ：常采用4.75-9.5mm ，9.5-13.2mm ，9.5-16mm 三档，石料粒径越大沥青洒布量相应要增加。本项目集料采用粒径为9.5～13.2mm 的单粒径石灰岩碎石，它具有 良好的颗粒形状，且洁净、干燥、无风化、无杂质，有条件的应进行水洗烘干或用0.5%沥青预拌。石料各项力学指标应满足公路工程技术标准要求，用量为满铺面积的80％-90%，约1 2 kg／m2。

2施工机械

橡胶沥青同步碎石封层机1台；50型装载机1台；9—16t 胶轮压路机1台：25～40t 沥青运输车1台及其他小型机具。

3施工工艺

1）施工前，应对原路面进行检测，对路面强度不足的地方进行补强处理，对路面坑槽、车辙、沉陷、拥包、5ＭＭ以上的裂缝等病害进行修补；若有其他污染或杂物应进行冲洗或清扫，当用水冲洗时，应水分蒸发表面完全干燥后才可进行同步碎石封层的施工。根据设计要求准备石料，机械设备，生产橡胶沥青。施工前根据交通管制方案设置交通标志标牌，引导车辆行人通行。

2）铺筑试验段，根据设计方案标定石料撒铺量，沥青洒布量，行车速度等参数。通过铺筑试验段，对以上参数进行校正，试验段验收后进行大面积施工。

3）橡胶沥青洒布，洒布前先在原路面划上引导线，有标线的可以标线为参照物，使施工车辆与标志线对齐，洒布过程中，施工车辆按设定速度保持匀速行驶，确保沥青石料洒布均匀，出现不均匀现象时，应及时进行人工处理，同时压路机要进行及时碾压，使修补的石料与橡胶沥青充分粘结，形成良好整体，在人工修复时做到不漏点、无浮料。

4）接缝处理

横缝的处理:横缝采用对接法处理方式。在每段接头处，用铁板或油毡纸横铺在本段起点前及终点后，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走铁板或油毡纸。

纵缝的处理:在进行接缝处理时，第一幅右侧的橡胶沥青正常喷洒，而碎石则要减少一个卸料槽的宽度，从而为接缝做好准备，第二幅左侧的橡胶沥青洒布与第一幅交叉重叠10c m 左右(两个喷嘴形成的半个扇面重叠) ，使橡胶沥青用量刚好达到正常要求，左侧碎石撒布正常，右侧减小一个卸料槽宽度，以此类推，直至到最边幅时施工右侧调整到正常状态。

5）碾压，在洒布完成后，应立即进行碾压，控制碾压速度为 5～8 km／h ，使单粒径碎石嵌入沥青之中且牢固，没必要进行过多的碾压。碾压完成后即可开放交通让行车碾压。

6）养护，同步碎石封层铺筑后的后期养护很关键，需要经过1-2月行车碾压和高温泛油的过程才能逐渐成型，期间对局部泛油严重的地方要及时补撒石料，对多余的石料清扫干净。

4 施工注意事项

1）应在原路面充分干燥的条件下施工，大风、雨天或路面潮湿时不宜施工。温度过低时，橡胶沥青失去了爬升能力，与石料的结合性能降低，会出现严重的脱粒现象。用作上封层时，宜在10月以前完成施工，便于在高温下路面成型，气温低于 15℃不宜施工。

2）橡胶沥青的喷洒温度不能过低，否则导致喷洒粘度过大，容易造成橡胶沥青雾化效果差，分布不均匀，也不宜过高，否则易造成沥青粘度快速衰减，对工程质量造成不良影响，综合实践经验，其喷洒温度宜控制在180-190 ℃。

3）同步碎石封层车应以设定的速度匀速行驶 ， 在此前提下石料和沥青两者的撒布率必须匹配；并通过调喷嘴高度使得沥青膜厚度适宜和均匀。

4）派专人手拿竹扫帚紧跟同步碎石封层车后边，及时把弹出摊铺宽度（沥青洒布宽度）外的碎石扫到摊铺宽度内，或加工挡板防止碎石弹出摊铺宽度。并将有重叠的个别碎石扫除。

5）当同步碎石封层车上任何一种料用完时，应立即关闭所有材料输送的控制开关。查对材料剩余量 ，校核洒布用量准确性。

6）为了防止橡胶沥青离析，橡胶沥青储存罐应设搅拌装置，当天生产的橡胶沥青应尽量用完，第二天使用时应重新检测，黏度不足时掺加胶粉调节。

5 施工效果

由于该项目没有对碎石预拌处理，施工当时路表颜色花白，没有沥青混凝土颜色均匀，且有少量飞散，但这是同步碎石封层工艺决定的，并不影响路面质量，如果采用预拌碎石可以改善早期表观质量，通车1个月以后，施工路面表面平整密实，在高温作用下结构层颜色不断变深，均匀一致，无骨料剥落脱皮现象，达到了预期的效果。见图1，图2。

图1橡胶沥青同步碎石施工现场

图2橡胶沥青同步碎石施工效果

三、橡胶沥青同步碎石封层的性能特点

1．良好的防水性，公路的防水性能是影响公路寿命的重要因素，橡胶沥青同步碎石封层技术使高温沥青结合料可顺利渗入公路表面微裂缝，弥补了因裂缝造成的路面防水性能差等缺陷；另外，喷洒在路面形成的1-2mm 厚的橡胶沥青油膜及结合料薄层部分，则形成一层严密的沥青结合料防水层。

2．较好的抗反射裂缝能力，橡胶沥青与普通沥青相比具有优良的粘弹性能，由荷载变形实验可以看出橡胶沥青破坏前蓄积的能量比普通沥青大30-50%，见图3，图4，橡胶沥青的这一性能应用于应力吸收层，对延缓半刚性基层路面的反射裂缝起到重要作用，美国加利福尼亚州的规范中明确指出当采用橡胶沥青作为应力吸收层可减薄沥青面层1/4-1/3左右。在澳大利亚一些高速公路和干道上采用橡胶沥青同步碎石封层作为表面层也起到良好的效果

[2]。

图3橡胶沥青具有优良的粘弹性能

图4橡胶沥青荷载变形实验 3．良好的防滑性，同步碎石封层工艺自然形成了油石比上小下大的结构，采用单级配粒径碎石， 被沥青结合料粘结到公路上的骨料直接接触轮胎，这种骨料镶嵌的粗糙度将提供最好的粘附养护性能，能确保以最低的能耗，满足路面防滑性的要求。

4．良好的耐久性，橡胶沥青的温度敏感性较低，胶粉的掺加可以提高软化点8-11℃，这样就可以提高洒布量，形成更厚的油膜和结合料层；同时胶粉中的天然橡胶、炭黑等成分提高了沥青的抗老化性，橡胶沥青的抗老化性远远高于现行规范中SBS 改性沥青的指标，使结构层耐久性增加。

5．施工简单，成本低廉，橡胶沥青同步碎石封层与常规中修罩面相比其成本只是3cm 热沥青混合料罩面的40-50%左右，而质量要好于罩面。是公认的成本低廉，施工简单的一种路面预防性养护技术。

四、结 语

橡胶沥青同步碎石封层在公路养护中可以预防沥青路面水损害，治愈路面轻微裂缝，恢复路面抗滑性能，防止路面老化，具有施工快捷，成本低廉，施工期间对交通通行影响小的

特点，同时其优良的性能也也可以广泛用于公路下封层、应力吸收层、路面及桥面防水，是一种具有极好的成本效益和性能的技术，它被公认是耗能最低、性价比最高的公路建设和路面养护技术，适用于各种公路等级、交通条件，在公路建设养护中将得到越来越广泛的应用。

参考文献：[1]欧阳海霞等. 陕西同步碎石封层施工技术指南. 人民交通出版社，2010.9.

[2]交通部公路科学研究院. 橡胶沥青及混合料设计施工技术指南. 人民交通出版社，2008.12.