预拌沥青碎石下封层施工工法.doc

预拌沥青碎石下封层施工工法 (杭州市交通工程集团有限公司)李华、李华军、陈雪凤1 前言1.1在以往的沥青面层施工中，下封层表面与沥青面层的层间粘结是一个薄弱环节，分析已完成沥青路面的取芯情况，沥青面层与下封层粘结并不十分理想，主要原因为下封层碎石中0.075mm以下的粉尘含量较多，导致沥青砼面层与下封层粘结较差，封层碎石洒布过厚。本工法是基于加强沥青面层与基层层间联结，改善路面整体力学性能的考虑。对于克服沥青路面常见的剥落、车辙、唧泥等病害有着重要意义。1.2预拌沥青下封层是一种设置在透层之上，沥青面层之下的薄层路面结构。在半刚性基层与柔性路面间形成一道抵御水害的防护层并起到了很好的联结作用，使半刚性基层与柔性的路面结构形成较好的连续性共同受力。1.3预拌沥青下封层的基本施工方法是将封层碎石经沥青砼拌和机加热、筛分、除尘并添加少量沥青（0.40.6%）拌和至沥青包裹碎石，由碎石洒布车运送至施工现场，在沥青洒布车洒布沥青后直接洒布经拌和的沥青碎石。1.4本工法在申嘉湖高速公路湖州段、申嘉湖杭高速公路练杭段等多条公路建设中得到了很好的应用，有效改善下封层与沥青面层的层间粘结，进而加强了基层与沥青砼面层间的层间粘结，取得了明显的经济效益和社会效益。2 工法特点2.1机械化施工、效率高、质量稳定。2.2施工污染小、材料损耗率低。2.3有效改善基层与沥青砼面层间的层间粘结（图1、图2），提高了路面整体的力学性能。图2 经拌和楼除尘、预拌后沥青完全包裹石料，使下封层能与沥青砼面层间联结良好图1 未经处理的下封层碎石表面存在明显的粉尘3 适用范围3.1适用于多雨潮湿地区高等级公路，沥青砼面层空隙率较大，为抵御水害而设置的下封层的施工。3.2在沥青混凝土面层下、基层上设置的防水黏结层。3.3层厚较薄的沥青混凝土路面结构中的下封层施工。4 工艺原理4.1预拌沥青碎石下封层的基本原理是在两种结构层之间设置一个专用功能过渡层，该功能层可增强层间黏结力并具有防止水分进入基层等作用。4.2该工艺通过洒布一层沥青起到层间黏结、应力吸收、防水的目的。洒布碎石是为了保护下封层的沥青膜免受临时交通的破坏，同时也为了下步工艺提供很好的施工平台。4.3该工艺与普通碎石下封层不同之处是在于碎石在洒布前预先经过沥青拌和楼烘干、除尘、筛分、热拌等工序，先用沥青将下封层碎石包裹，以避免下封层碎石表面粉尘引起的层间联结不良等问题。其特点是下封层碎石能更好地与沥青面层融为一体，有效地改善基层与沥青面层的层间粘结，进而提高路面整体的力学性能。5 施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程见图3交通管制，施工准备洒布透层沥青养生洒布下封层热沥青碎石洒布机洒布沥青碎石沥青碎石拌和胶轮压路机碾压养生图3 预拌沥青碎石下封层施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备（1）沥青的洒布应采用电脑控制的专用沥青洒布车（图4）。该类型沥青洒布车自身带有导热油加热系统和自动控制洒布量的电脑控制系统，洒布宽度和洒布量均可调节，每个洒布喷头都是可控的，可以保证车速变化时间，每个平方米洒布量不变。喷洒量宽度由15cm-620cm任意调节。沥青洒布必须呈雾状。（2）预拌沥青碎石采用电脑控制的集料洒布车洒布。图4 智能型沥青洒布车（3）碎石碾压采用20吨以下胶轮压路机。在正式洒布前应进行试洒。（4）严格清理有关施工机械，特别是沥青洒布车和碎石洒布车的车轮，严禁将污染物带上施工断面。5.2.2沥青的洒布（1）透层施工完成后，要有足够和养生时间，然后进行下封层的施工。透层一定要干燥、干净、无污物。（2）沥青洒布量的多少决定沥青膜厚。从工艺上讲洒布量的多少以横向不流淌有一定的厚度和油膜均匀为标准，不得出现空白、缺边现象。通常热沥青洒布量控制0.7-1.0Kg/m2，热沥青洒布温度宜为135-165，洒布应均匀、不流淌，保证洒布连续性。沥青洒布速度应与碎石洒布速度相匹配，速度不得过快以防洒布的沥青过早冷却。（3）在沥青洒布过程中应注重接头的施工处理，主要包括横向和纵向接头的处理。在横向接头的位置，再次施工时既要与前次施工紧密衔接，同时也要避免与前次施工断面重叠。可在每次横向接头前采用油毛毡或铁皮沿接头边缘将已洒布的路段遮挡覆盖住，然后再进行施工。（4）气温低于10或下承层潮湿，或即将降雨和大风时，均不得洒布热沥青。5.2.3碎石的洒布（图5）（1）碎石的粒径采用4.75-9.5mm，预拌沥青碎石的沥青用量控制在0.4-0.6%，预拌碎石出料温度宜为160-170，预拌沥青碎石的洒布温度不得低于150，用量宜为9-10Kg/m2。图5 碎石洒布车洒布作业现场（2）沥青洒布车与集料洒布车应联合作业，二者速度相协调，均应洒布均匀，局部可用人工扫匀集料和嵌缝料。（3）碎石的覆盖率应达到85%以上，以不重叠、不松散、不成堆、不露黑为准。（4）碎石洒布一段后，使用20吨以下胶轮压路机趁热将预拌碎石压入沥青层，从底往高进行，碾压速度不超过2Km/h，碾压2-4遍，并扫除多余松散颗粒。（5）为了避免碎石洒布车与沥青产生粘连，碎石洒布车的载重轮可用喷壶适量喷色拉油，但用量需严格控制，以不粘轮为标准，不可造成色拉油流淌在沥青层上。（6）在洒布碎石施工过程中，为了保证洒布的均匀性，应注意洒布车辆的启动阶段、纵向、横向的交接处，不能出现重叠和漏洒现象。如造成局部重叠和漏洒现象，应在胶轮碾压前，采用人工清理和人工嵌缝的办法处理。5.2.4养生施工后除沥青上面层施工机具外不得开放交通，沥青上面层运输车辆通行时行车速度不得超过20Km/h。并应尽早覆盖下封层，以防止粉尘的二次污染。6 材料与设备6.1材料的准备6.1.1沥青的准备用于下封层的热沥青的标号应与沥青混凝土面层中的沥青标号、种类一致，沥青的规格和质量应符合公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）要求。6.1.2洒布碎石的准备碎石的质量应符合公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）中的相关要求，集料规格采用S12，具体规格见表1。集料规格表 表1规格名称公称粒径（mm）通过下列筛孔（mm）的质量百分率13.29.54.752.36S125-1010090-1000-150-5洒布用的碎石采用4.75-9.5mm的石灰岩石料，经过预拌(沥青用量0.4-0.6%)。矿料用量宜为（9-10）kg/m2。碎石在预拌时必须经过拌和楼筛分、加热、除尘。6.2设备的准备6.2.1机械设备配置见表2。 机械设备配置表 表2设备名称数量备注沥青洒布车1台智能型，能精确控制沥青洒布用量碎石洒布车2台胶轮压路机1台XP-261沥青拌和楼1座6.2.2 工地试验室的主要机具设备见表3工地试验室的主要机具设备表 表3设备名称台套设备名称台套沥青针入度仪1台压力机1台沥青软化点仪1台压碎值仪1台沥青延度仪1台旋转薄烘箱1台方孔标准筛1套电子秤1台路面渗水仪1台沸煮箱1台6.2.3 劳动力组织见表4劳动力组织表 表4人员岗位人员数量工作内容沥青洒布车2人驾驶员1人、沥青洒布操作1人碎石洒布车6人2台洒布车驾驶员2人、洒布机操作4人胶轮压路机1人驾驶员1人沥青拌和楼9人拌和楼班组现场4人局部补洒、扫匀7 质量控制7.1本工法执行的技术规范公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）沥青路面施工及验收规范(GB50092-1996)公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)公路工程集料试验规程(JTGE42-2005)公路路基路面现场测试规程(JTJE60-2008)公路沥青路面养护技术规范(JTJ073.2-2001)7.2质量检验标准质量检验标准见表5 质量检验标准表 表5项目检查频率质量要求试验方法沥青洒布量每天1次0.7-1.0kg/m2根据喷洒面积与沥青消耗量计算集料用量每天1次9-10kg/m2根据洒布面积与集料消耗量计算渗水试验1处/2000m25ml/min渗水仪，每处2点刹车试验1处/4000m2(试验段)沥青层不破裂使用BZZ-100标准汽车以50km/h车速急刹车外观检查随时全面检查碎石应全部被沥青包裹，外观均匀一致，用硬物刮开下封层观察，与基层表面牢固粘结， 不起皮，无油包和基层外露现象。8 安全措施8.1应严格遵照国家颁布的相关安全法律、法规。8.2应严格遵守公路工程施工安全技术规程（JTJ076-95）的相关要求。8.3沥青洒布车作业应注意：8.3.1洒布现场应设专人警戒，防止人员进入工作区域。现场严禁使用明火。施工现场障碍物应清除干净。8.3.2在满载沥青时洒布车应中速行驶，尽量避免紧急制动，行驶途中严禁使用加热系统。8.4碎石洒布车作业应注意：8.4.1现场应有专人指挥洒布车行走路线，并警戒，防止碰撞和碎石飞溅引发事故。8.4.2洒布车起步应缓慢，洒布碎石过程中不得换档，车速应均匀。8.4.3洒布机操作人员不得在洒布过程中擅自上下洒布车。8.5胶轮压路机作业应注意：8.5.1压路机行驶速度应保持低速，并不得随意变更碾压方向，中途不得停车。8.5.2在坡道上作业严禁空档滑行。8.5.3当有人员配合在胶轮上喷洒色拉油时，洒布人员严禁位于压路机前进方向。8.6沥青操作工应佩戴工作服、防护眼镜、防尘口罩、手套、防护鞋。8.7沥青操作工的工作服以及防护用品均应集中存放，严禁穿戴回家和存入宿舍。8.8由于沥青作业不可避免高温环境，现场还应配备遮阳帽、饮料、防灼药品。9 环保措施9.1不得在施工现场焚融沥青，严禁焚烧含有有毒、有害化学成分的各类垃圾。施工废弃物应及时根据有关规定处理。9.2现场施工应根据风力、风向合理安排施工，避免造成污染。9.3沥青拌和楼应远离居民及村庄，在搅拌场所应采取降尘措施。9.4油料、溶剂等应有专门仓库，地面作防渗处理。9.5应选择在周边人流不集中的时候施工。10 效益分析10.1将预拌沥青碎石下封层设置在沥青混凝土面层之下，透层之上提高了路面整体的力学性能从而延长了沥青路面的使用寿命。10.2沥青面层与半刚性、刚性基层在结构、组成材料、施工工艺与时间等方面有着明显的差异，面层与基层之间客观上形成了一个滑动面，预拌沥青碎石下封层不仅能起到防水层的作用，还起到半刚性基层与柔性路面的过渡层作用，由于碎石在洒布、碾压前，经过了筛分、除尘、加热、拌和的工序，使得碎石能更好的和沥青混凝土面层黏合，能有效的抵抗剪切滑移，减少了沥青路面病害的发生。大大降低了沥青路面维护费用。10.3由于预拌沥青碎石下封层的施工方法相对于传统施工方法机械化程度更高、沥青洒布量与碎石洒布量更为精确，因此提升了下封层的施工质量，并且节约了材料的用量产生了可观的经济效益。10.4预拌沥青碎石工艺相比原有工艺大大减少了人工使用的数量，降低了职业病可能造成的危害。11 工程实例11.1申嘉湖高速公路湖州段是浙江北部地区的一条交通大动脉。路线区属亚热带季风气候区，温暖湿润，雨量充沛，年降雨量达1475.4mm。项目全线采用水泥稳定底基层20cm +水泥稳定基层34cm +预拌沥青碎石下封层+SUP-25粗粒式沥青混凝土8cm +SUP-20中粒式沥青混凝土6cm +AC-13细粒式沥青混凝土4cm的路面面层结构。项目自2006年7月1日开工，至2007年12月30日竣工，共施工预拌沥青碎石下封层98.531万平方米。该项目通过设置预拌沥青碎石下封层有效地改善了下封层与沥青下面层的层间粘结，提高了路面结构的连续性，目前使用情况良好。11.2申嘉湖杭高速公路练杭段，路面结构形式采用上面层为4cm的AC-13C细粒式沥青砼（SBS改性沥青）；中面层为6cm的SUP-20中粒式沥青砼（SBS改性沥青）；下面层为8cm的SUP-25粗粒式沥青砼；封层为预拌沥青碎石下封层；基层为36cm的水泥稳定碎石（5%水泥）；底基层为20cm的水泥稳定碎石（3.5%水泥）。项目于2008年10月1日开工，预计2009年10月31日竣工，共施工预拌沥青碎石下封层103.64万平方米。该项目通过设置预拌沥青碎石下封层有效地改善了下封层与沥青下面层的层间粘结，提高了路面结构的连续性。