浅谈公路养护中同步碎石封层技术

1 同步碎石封层技术的特点

传统的表面封层技术是指为提高已摊铺的或未摊铺的, 车流量大或小的公路面层的防水性和防滑性, 而进行的先撒布沥青结合料, 后撒布骨料的技术。它通常是通过使用两种不同的设备一一辆沥青结合料撒布车及一辆骨料撒布车来进行的。这样做的成效并不显著, 将会由于骨料流失而导致养护效果低劣。而同步碎石封层技术是采用同一设备在同一时间内同时撒布沥青结合料和骨料。

1.1 良好的防水性

对一条公路的持久性而言, 公路的防水性能是必不可少的因素。同步碎石封层技术是惟一允许摊铺到公路表面, 使低能量沥青结合料顺利渗人表面微裂缝的技术, 可以满足公路表面防水性能的要求。喷洒一部分适当温度的沥青结合料可顺利渗入表面微裂缝, 弥补了因裂缝造成的路面防水性能差等缺陷;另外, 喷洒在路面形成的沥青结合料薄层部分, 则形成一层严密的沥青结合料防水层。

1.2 高度的防滑性

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。

1.3 高度耐磨耗及耐久性

这是过去20年来这种公路技术上的最大革新。当沥青结合料仍很潮湿时, 可以保证沥青结合料和骨料之间最大的表面接触, 在潮湿而后塑化粘结阶段, 立即进行压实。可以在最好的条件下, 现场拌和沥青结合料和骨料。沥青结合料的毛吸引力可以产生一个凹面, 该凹面与骨料紧密结合, 不会有骨料流失。除以上特性外, 同步碎石封层的优点还明显地表现在以下几方面:可使用各种沥青结合料;可以在其他养护技术不宜实施的恶劣气候下进行公路作业;可在低温或高温的地区摊铺。

2 同步碎石封层技术相关的材料和设备

(1) 同步碎石封层技术使用的骨料规格。根据路面状况及对路面防滑性能的不同要求, 骨料直径可分为:2~4 m m, 4~6mm, 6~10mm, 10~14mm。使用同步碎石封层技术的面层厚度是该施工项目所选择的最大规格的骨料规格。一般采用二次封层。第一次用6~10mm、10~14mm粗碎石形成骨架, 第二次用2~4mm嵌缝。两次封层后, 可用胶轮压路机碾压, 也可通过自然行车碾压。

(2) 同步碎石封层技术使用的沥青结合料。一般来说, 这种同步碎石封层可以使用任何一种沥青结合料, 如纯沥青、聚合物改性沥青、乳化沥青及聚合物改性乳化沥青等。这些材料的选择要考虑公路表面类型、交通流量、气候和供应能力等因素。另外, 在机械设备的配套上, 通常应用同步碎石封层技术进行施工需如下机械设备:

(1) 赛格玛同步碎石封层机1台;该设备由发动机、沥青结合料温控器、撒布系统、液压系统、加热系统和沥青缸组成; (2) 50型装载机1台; (3) 9~1 6 t胶轮压路机2台; (4) 25~40t沥青运输车1台; (5) 其他小型机具。由于现场混合, 无需使用昂贵的热沥青混凝土拌和站进行热拌和料长距离运输, 从而为施工单位节省设备成本和运输费用。同时无需使用沥青混凝土摊铺机和钢轮压路机, 但施工效率却远高于热摊铺, 这样以来不需要很大投资就可以覆盖很大的使用区域。

3 国外应用同步碎石封层技术的经验

同步碎石封层技术的成本是各种表面养护技术中最低的, 用于公路表面养护的技术成本与实施中的总能耗 (包括材料) 成正比。从1980年起, 作为节约能源的政策规定的一部分, 法国已改进了道路养护技术措施, 使用该措施对现存公路的养护能耗较低。利用节省下来的资金, 法国能够实施它的新公路建造计划。同步碎石封层, 由技术规范规定并在质量允许的范围内, 在无骨料流失的情况下, 可以确保3~5年之久的养护性能。其要求最低的能量, 具有极好的防水性能和高度的防滑性。这些优点足以使公路工程师选择该项技术来保证公路资产的发展和养护性能。现在, 同步碎石封层技术在国道、省道的预防性养护中已经得到应用。由于这项技术优越的性能, 许多公路部门对他产生了浓厚的兴趣。下表为赛格玛同步碎石封层机的各种型号。

与其他技术相比, 同步碎石封层技术被公认为世界上成本耗能最低的路面养护技术。这正是其以强劲、快速的发展势头在世界范围内被广泛应用的基础。人们已经掌握如何获得持久的同步碎石封层技术的方法。例如, 用于车流量大的路面上的, 具有5年寿命周期的同步碎石封层是很普遍的, 并且该同步碎石封层每年的养护性要求不超过总表面的5%。一般性腐蚀将抑制相对均匀性。为了获得同步封层成功, 需要注意几点: (1) 公路表面损伤的优质诊断和将要进行的修补; (2) 沥青结合料的质量标准 (如润湿性、对骨料和公路表面的粘合性、内聚性等) 和骨料的质量标准 (如粒度、耐磨性、抗压性和微粒的持久性等) 之间的关系。这些材料的选择也要考虑交通流量、气候和供应能力; (3) 利用顶级设备进行数量精确的材料摊铺, 在最好的状况下进行沥青结合料和骨料的密实作业; (4) 在技术规范所允许的范围内进行摊铺操作; (5) 在公路作业前、作业中、作业后的控制实验操作 (实验室试验, 现场试验) ; (6) 聘用训练有素的人员选择材料, 确定配方, 运行摊铺设备, 实施控制实验。

4 同步碎石封层技术在中国有广阔的应用前景

同步碎石封层在欧美国家已经有了成熟应用的技术经验, 同样, 它也完全适合我国的公路市场。其主要依据为: (1) 与其他技术如稀浆封层或超薄技术相比, 同步碎石封层技术使用软化期长的沥青.更适合于非刚性路面。具有较强的防水性, 极高的防滑性, 较好的粗糙度, 并具有处理层间裂缝的良好性能。这非常适合中国大部分地区降水多和和季长的气候特点; (2) 我国地域辽阔, 公路状况差异性大, 而同步碎石封层技术既适用于高速公路、一级和二级公路, 也适用于城市公路、乡村和市郊公路, 而且可以应付各种情况, 比如不同的气候、交通能力等; (3) 同步碎石封层技术被公认为世界上能耗最低的路面养护技术, 即不需要花很大的投资就可以覆盖很大的使用区域。而这一点对于作为发展中国家的中国来说是非常适合的。

5 结语

总之, 公路养护技术的重要革新——同步碎石封层技术, 是一种具有较好的成本效益和养护性能的技术, 它适用于各种公路、交通及气候条件, 可以帮助解决我国公路上的大多数问题, 它必将在中国有广阔的适用前景, 在我国的道路建造及养护事业中发挥巨大作用。

摘要：同步碎石封层技术是指同步进行沥青结合料的喷洒及骨料的撒布, 使沥青结合料和骨料之间有最充分的表面接触, 以达到它们之间最大限度的粘结性。使用同步碎石封层技术对路面进行养护, 是延长路面使用寿命最经济可行的办法之一。同步碎石封层具有持久的防水性, 高度的防滑行, 良好的经济性。在无骨料流失的情况下, 可以确保3～5年的道路养护性能。

关键词：同步碎石封层,养护技术,应用