摘 要：十多年来，我国公路建设速度迅猛异常，通车里程逐年大幅度延伸。随着时间的推移，在行车载荷加大、材料老化、气候变化等多种因素综合作用的情况下，为保持或恢复沥青路面使用性能和服务能力，如何寻求一种“提高养护质量、降低养护成本、加快养护速度”的道路养护新工艺、新技术，倍受公路交通业内人士重视。沥青路面预防性养护技术(表面封层、裂缝填封和薄层罩面)中，同步碎石封层技术以其突出的优点，使其在国外迅速推广应用。本文将系统地介绍同步碎石封层技术中的材料和设备的选用、施工工艺和技术要求，以及同步碎石封层机的施工应用和应注意的问题。
关键词：沥青路面预防性养护同步碎石封层施工应用
1、前言
“同步碎石封层”是用专用的同步碎石封层机将碎石和粘结剂(热沥青、改性沥青、乳化沥青等)同步洒铺在路面上，通过自然行车或轮胎压路机的碾压形成沥青碎石磨耗层。它主要作为沥青路面表面处理层使用，也可用于低等级公路的面层施工，使沥青路面的使用寿命延长10～15年。
由于同步碎石封层将粘结剂的喷洒与碎石撒布两道工序集中在一台车上同时完成，可以使碎石颗粒立即与刚喷洒的流动性好的120～140℃的热沥青或乳化沥青相接触，并较深地埋入粘结剂内，因此同步碎石封层技术具有以下几个特点:
1)良好的防水性。同步碎石封层整体力学特征是柔性的，能增加路面抗裂性能、治愈路面龟网裂、减少路面反射裂缝，因此提高了路面防渗水性能，若使用聚合物改性沥青则效果更佳。
2)良好的附着性和防滑性。同步碎石封层中被沥青粘结到路面上的骨料仍直接与轮胎接触，其粗糙度增大了与橡胶轮胎之间的摩擦系数，因此可显著提高路面的附着性和防滑性并降低能耗。
3)良好的耐磨性和耐久性。同步洒铺的碎石和沥青形成沥青结合料，其碎石颗粒以23的高度陷入沥青，增大了两者的接触面积，并且由于沥青结合料的毛吸引力可以形成一个凹面，该凹面与碎石紧密结合，防止碎石流失，因此使同步碎石封层具有良好的耐磨性和耐久性，这也是沥青路面采用同步碎石封层技术进行预防性养护或修复性养护、使道路使用寿命得以延长的重要因素之一。
4)良好的经济性。同步碎石封层只需要较低的能耗，据测算每2沥青路面使用1.5k沥青、8～12k碎石即可，其成本只是3c热沥青混合料罩面的50%左右，而质量要好于罩面。
5)同步碎石封层可作为低等级公路的过渡型路面，以缓和公路建设资金暂时不足的问题。
6)同步碎石封层施工工序简单、施工速度快，可及时限速开放交通，一小时后可完全开放交通。
7)无论用于道路养护还是作为过渡型路面，同步碎石封层的性价比明显优于其他道路表面处治方法，从而大大降低道路的维修养护成本。据资料介绍，“法国大量采用同步碎石封层技术进行道路养护施工，将节省的资金用于新公路建设，才使得法国的高速公路网和县乡公路网居世界前列”。
2、材料和设备的选用
为了保证同步碎石封层施工的高性能，需要进行相关试验来确定骨料和沥青之间的物理化学相容性。与此同时，以既定的同步碎石封层机为基础，选用相应的机具与其配套、联合作业，以获得高质量、高效率的封层效果。
2.1沥青的选择和使用
使用同步碎石封层技术，原则上对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青正确的洒布温度、洒布量的前提下，使用普通沥青、重交沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。应注意的是，施工中沥青用量是决定封层质量好坏的一个十分重要的因素。沥青过少时所封层的路面有可能出现严重的碎石脱粒;若过多时，则会出现泛油现象。因此沥青用量要根据交通量、路面状况、施工季节等进行调整，如大交通量的道路用量宜减少5%～10%，秋季施工用量比夏季的应增加5%左右。
2.2骨料的选择和使用
同步碎石封层技术对骨料种类无特殊要求，花岗岩、玄武岩、石灰岩等都可以。但要根据不同交通量和路基结构等情况，对同一次施工中不同的工序所需的骨料要进行有针对性的选择。因同步碎石封层技术属薄层技术，所用骨料为单一级配碎石颗粒(非一般意义的“石屑”)常用的碎石粒径有2～4、4～6、6～10和10～14等。
2.3设备的选用
同步碎石封层机是专用于同步碎石封层施工的主机，目前投放中国市场的同步碎石封层机有法国赛格玛(SECAR)公司生产的30通用型、40通用型、41型、45通用型、凯撒路霸连续式和河南省高远公路养护设备有限公司生产的XY5250TSF型等，施工单位可根据实际情况进行选购、使用。
与同步碎石封层机配套作业的机械有50型装载机一台、9～16t轮胎压路机两台、25～40t沥青运输车一台、8t洒水车一台、路面除尘设备和小型铣刨机各一台。
3、施工工艺及技术要点
3.1施工工艺
沥青路面的预防性养护和修复性养护一般采用二次封层:第一次用6～10、10～14粗碎石形成骨架;第二次用2～4细碎石嵌缝。两次封层后用轮胎压路机碾压，也可通过自然行车碾压。沥青路面若有10c以上的车辙、沉陷等病害时，可采用多次封层不同粒径碎石的施工方法。现以旧沥青路面加铺防水磨耗层的典型预防性养护为例，介绍同步碎石封层机的施工工艺。
3.1.1施工前的准备工作
1)首先对待施工路段的路面状况、交通量等进行实地勘察。
2)根据检测数据，认真分析并做试验，确定施工方案，其内容包括:施工结构选择，沥青和碎石的选用，对车辙、坑槽等病害的预处理等。
3)做好配套机具的调配、组织等工作。
3.1.2施工过程中的操作技术
1)在施工路段内设置道路施工提示标志。
2)确定沥青、碎石、配套机具已准备就绪;确定同步碎石封层机技术状态良好、参数设定正确，并现场试验。
3)清扫施工路段，确保路面无尘土、垃圾等。
4)在一段路面上进行试封层，并根据其效果对各作业参数进行调整直至达到预期效果，然后进行长距离的连续施工。
5)随后轮胎压路机立即进行3～4遍的碾压。若采用自然行车碾压，通行车辆则必须限速行驶。
6)分幅进行封层施工时，另一幅可以开放交通。要做好分幅封层搭接缝的处理工作:第一幅封层时暂留10～15c宽度不撒布碎石，待第二幅封层时沿预留沥青边缘进行同步碎石撒布。
3.1.3施工后的技术工作
1)封层后的1h(或2h)可以开放交通，但需要对通行车辆限速(≤40kh即可)，以防止快速行车造成碎石飞溅。
2)对散落在路边的碎石进行清除。
3.2技术要点
1)选用技术性能先进的同步碎石封层机并保持其良好的技术状态是保证沥青路面同步碎石封层质量和效率的前提和基础，其中包括:结构合理的沥青喷洒装置，保证对沥青喷洒量及均匀性进行精确调节与控制;先进合理的沥青控制系统;精确调节和控制碎石的撒布量及均匀性;沥青喷洒与碎石撒布要保持高度一致。
2)喷嘴高度不同时喷洒后形成的沥青膜厚度不同(各个喷嘴喷出的扇形雾状沥青的重叠情况不同)，因此要通过调整喷嘴高度使得沥青膜厚度适宜。
3)使用改性沥青作为粘结剂时，为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保持沥青在160～170℃的温度范围内。
4)同步碎石封层机应以适宜的作业速度匀速行驶，在此条件下碎石和沥青的撒布率必须匹配。
5)根据路面平整度和抗滑性能要求，应严格控制所用石料的粒径范围，即等粒径石料最理想，但考虑到石料的破碎及筛分有一定困难，针片状石料要限制在15%以内，不含杂质和石粉，压碎值小于14%，要经过水洗、风干。
6)作为沥青路面表面处理层或磨耗层的同步碎石封层，其平整度和强度必须满足要求。
7)一般沥青路面预防性养护进行一次同步碎石封层即可。若旧沥青路面平整度较差时可选用适宜粒径的粗碎石作为下封层找平，然后用细碎石再做上封层。低等级公路采用同步碎石封层时须两层或三层，各层碎石粒径应互相搭配，以能产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。
8)封层作业前要对原路面进行认真清扫，以免尘土影响沥青的粘结剂作用发挥。
9)封层作业过程中要保证足够数量的轮胎压路机，以便在热沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。
4、施工应用及应注意的问题
4.1施工应用
4.1.1各等级公路旧沥青面层加铺防水磨耗层
1)沥青路面预防性养护已被大多数公路管理者所认知，其中的同步碎石封层技术及其应用效果更为公路交通业内人士所赏识。在新建公路投入使用一段时间后进行一次同步碎石封层，既能以其防水性延长路面的使用寿命，又可以其平整度和防滑性提高公路的服务质量，以较少的资金投入和能源消耗，可获得成倍的经济效益和社会效益。
2)沥青路面防反射裂缝应力吸收膜(SA)是由一层乳化沥青改性沥青和一层单一粒径碎石组成。此技术运用的成功与否，在于沥青和碎石撒布的均匀性，即均匀的撒布可保证施工后沥青薄膜的连续性。而全部自动控制的同步碎石封层机，可将沥青和碎石的撒布精度和均匀性控制在很小的误差范围内，亦即同步碎石封层机能产生性能优良的防反射裂缝应力吸收膜，成为延长沥青路面使用寿命的一个重要的有利因素。
3)利用同步碎石封层技术将旧水泥面板改造为沥青路面，其中防水粘结层的形成与性能是关键。它的施工质量将会影响后续工序乃至整个路面改造的质量。过少的沥青用量将不能起到必须的粘结作用，会导致施工后上层新路面剥离;过多的沥青用量则会形成润滑作用，使上层路面作水平移动，然后剥离。而同步碎石封层机可在设备启动和停止阶段，都能保证沥青和碎石的撒布量始终如一，形成上乘质量的防水粘结层。
4.1.2桥面防水施工
采用同步碎石封层技术进行桥面防水施工，可保证施工后的路面质量最少、减少桥面因自重(或承载质量)引起的变形，有利于改善桥面防水性能。
4.1.3与稀浆封层微表处理结合施工(开普封层)
多种施工工艺相结合是应对不同路段不同要求的组合施工方式。开普封层(CAPESEAL)是将碎石封层技术与稀浆封层微表处理结合施工，充分发挥二者的优点，可以完成复杂路段、要求更高的沥青路面养护施工。
4.2应注意的问题
为了获得满意的同步碎石封层施工效果，需要注意以下几个问题:
1)沥青路面损伤的类型及程度的准确判断及正确选择同步碎石封层施工工艺。
2)根据交通量、气候和供应条件，合理选择沥青和碎石，并使沥青品质(润湿性、粘结性和内聚性等)碎石品质(粒度、耐磨性、抗压性和持久性等)之间有良好的相容性。
3)保持同步碎石封层机和配套机具良好的技术状态，以保证封层施工质量和生产率。
4)在施工工艺及技术规范所允许的范围内正确调整和操作同步碎石封层机及其他机具。
5)必须进行试封层，并依此对选择的技术参数作必要的修正。
6)聘用训练有素的人员选择材料、确定配方、组合机具、操作试验和作业。
7)仔细地做好封层施工全过程的记录，并认真总结。
5、结束语
同步碎石封层技术是沥青路面养护的新工艺、新技术，性能良好的同步碎石封层机(包括配套机具)是实施同步碎石封层技术的基础，正确选用沥青和碎石、严格把握施工工艺是取得同步碎石封层良好效果的保证。
国外应用同步碎石封层技术于沥青路面养护的时间较长，效果良好，已在法国、美国、俄罗斯和印度等多个国家和地区推广使用。我国自2002年开始，选购进口的同步碎石封层机，并在生产稀浆封层机和石屑撒布车的基础上自主研制开发全自动的同步碎石封层机。与此同时，在沈大高速公路改扩建工程中，湖南长潭高速、安徽合徐高速、河南驻信高速、湖南106国道、吉林长太线和辽宁沈环线等沥青路面养护工程中先后使用了同步碎石封层技术。由于时间较短，需要我们进一步熟悉、掌握同步碎石封层技术的施工工艺和技术要领，很好地总结同步碎石封层机的生产和同步碎石封层技术的应用，以便在更大的范围内迅速推广。
（来源：中国工程机械银网）
