復合式路面改造同步碎石防水應力吸收層施工工法1前言隨著人民生活水平提高，城市機動車數量激增，城市交通壓力日益膨脹。在過去的十幾年間，各地為了加快交通基礎設施的建設，修建了大量水泥城市道路和高等級公路，有力地促進了當地的經濟發展，改善了當地人民群眾的出行條件。而水泥混凝土路面有維修保養難度大，且行車噪音大等缺點，而城市瀝青路面具有行車舒適、噪音低，行車視覺舒適等優點。因此市政道路“白加黑”復合式路面改造施工在國內市政工程中廣泛應用。“白加黑”復合式路面改造施工往往由于對原水泥混凝土板塊各類縫處理不當、路面水下滲等原因而致使復合式路面產生反射裂縫、路面翻漿等病害。傳統滿鋪玻纖格柵的施工方法又由于玻纖格柵質量參差、固定難度大，施工中易產生蜷曲斷裂等現象而使玻纖格柵失效，復合式路面質量得不到保障。為此，我公司在長安大學路面課題組的指導下開發了“復合式路面改造同步碎石防水應力吸收層施工工法”，并在北環大道路面修繕及交通改善工程得到成功應用，該工法的應用在深圳城市道路“白加黑”改造施工中尚屬首例，取得了良好的社會效益，很好地貫徹國家節能減排、環境保護的政策。為了使施工工藝更趨規范化、標準化，在工程實踐的基礎上經過不斷研究、探索，編制本工法。2工法特點2.1同步碎石防水應力吸收層采用SBS改性瀝青，與普通瀝青(包括乳化瀝青、乳化改性瀝青和熱純瀝青)相比提高了防水層的高溫抗剪強度，改善了防水層的低溫抗裂性與延緩反射裂縫上升的能力。2.2在SBS改性瀝青層上撒布級配碎石，與其它防水層形式相比，在上層瀝青混凝土施工過程中經過高溫碾壓，使防水層改性瀝青上浮，將“白碎石”變成“黑碎石”并與上層瀝青混凝土融為一體，消除了面層與防水層之間的軟弱夾層，從而可進一步提高面層的整體強度，增強抗反射裂縫能力，提高復合式路面整體質量。2.3采用厚瀝青膜(單位用量近2.0kg/m2左右)，厚度達2.0mm2.4采用改性瀝青，延性(彈性恢復)好，即使基層開裂也不會引起2mm厚的改性瀝青防水層開裂；且采用改性瀝青，不會產生泛油的問題。2.5厚瀝青膜可起到應力吸收層的作用，可延緩基層收縮開裂所造成的反射裂縫。2.6采用同步碎石封層車施工，瀝青油與碎石的撒布同步進行，機械化、自動化程度高，施工速度快、工期有保證、施工質量易于控制；2.7該工法應用提高復合式路面使用壽命，減輕路面養護頻度，具有長遠經濟效益。3適用范圍本工法適用于“白加黑”復合式市政道路工程改造；室外工程、停車場、混凝土地坪加鋪瀝青等路面改造工程。4工藝原理在已做銑刨并進行貼縫處理的混凝土路面頂面，用同步碎石封層撒布車灑布用量約為1.6kg/m2左右的聚合物SBS改性瀝青，同時在上面均勻撒布粒徑為6~12mm的碎石，碎石粒徑的大小應與防水層上鋪筑的瀝青混凝土粒徑相匹配，其撒布面積為滿鋪的60％，然后用膠胎壓路機穩壓1～2遍成型。撒布碎石的目的是保護防水層在施工過程中不被運料車等施工車輛輪胎和瀝青混合料攤鋪機履帶所破壞，防止改性瀝青被高溫氣候和熱瀝青混合料熔化后粘輪而影響施工。碎石之間是互不接觸的，當攤鋪瀝青混合料時，高溫混合料進入碎石間隙中，使改性瀝青膜受熱熔化，碾壓密實后，白碎石變成了瀝青碎石，并嵌入了該瀝青結構層底部與其形成一個整體，并在結構層底部形成1cm左右的“富油層”，可有效起到防水層的作用。并消除了面層與防水層之間的軟弱夾層，從而可進一步提高面層的整體強度，增強抗反射裂縫能力，提高復合式路面整體質量。同步碎石封層機，將高溫瀝青(噴灑時熱改性瀝青的溫度應達175℃以上)與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時(1s內)噴灑在路面上，保證瀝青與石料在最短的時間內完成結合，并在外荷載作用下不斷形成強度。骨料攤鋪停止時，瀝青結合料的攤鋪自動停止，不存在等待骨料的瀝青結合層。結合時，噴灑溫度為175℃的聚合物改性瀝青，結合時溫度也可保證在165℃以上，瀝青結合料的流動性仍很好，由于流體瀝青的表面張力，使熱瀝青沿石料表面向上爬升，爬升高度約為石料高度的2/3，并在石料的表面形成一個半月面，使石料被瀝青裹覆的面積達約605施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程養護養護壓實現場質量檢測上料、攤鋪碾壓施工準備5.2操作要點5.2.1施工準備1、技術準備1）施工前，技術人員根據已審批的施工方案對施工班組作詳細的技術交底，特別是同步碎石封層車撒布油量、碎石灑布量、碾壓時間應重點交底，做好書面交底記錄。2）提前做好石料、瀝青油等材料檢驗工作，確保達到設計要求。2、材料準備1）同步碎石應力吸收層用碎石、瀝青的規格及用量表5.2碎石、瀝青的規格及用量表碎石規格及用量6～12mm7～12m3瀝青種類及用量SBSI-D1.6～2.2㎏/m23、人員準備：成立同步碎石防水應力吸收層施工班組，施工班組人員須經過專業人員作專門的技術培訓，并做好相關的培訓記錄。4、場地準備：施工前，對已銑刨的混凝土路面頂面進行檢查，有破損地方應進行修補；若有其他污染或雜物應進行沖洗或清掃，當用水沖洗時，應等水分蒸發表面完全干燥后才可進行同步碎石防水應力吸收層的施工。對路緣石等兩旁結構物或設施采取覆蓋措施，以防改性瀝青噴灑飛濺污染結構物。5.2.2同步碎石防水應力吸收層施工：（1）上料、攤鋪。在施工現場或瀝青料場，采用輪式裝載機向同步碎石封層車的骨料斗裝載6~12mm粒徑碎石，從瀝青高溫罐車泵吸高溫改性瀝青(180℃將裝好料的同步碎石封層車開至施工起點，操作手調整好各個系統的工作參數；然后指揮駕駛員沿預先設置的控制線起步，行駛速度應控制在5～8km/h左右。打開各料門控制開關，使瀝青噴出，同時撒布均勻碎石。改性瀝青灑布量的參數1.6kg/m2一旦設定，同步碎石封層車的控制系統就會根據車速自動調節瀝青流量，使灑布量控制在1.6kg/m2，誤差控制在±5％以內。碎石撒布量應根據現場試驗檢測，通過控制車速確定。施工時，應注意幾點：①為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保證SBS改性瀝青灑布溫度在170℃②灑布SBS改性瀝青封層的施工氣溫不應低于15℃③噴油嘴高度不同瀝青膜厚度不同(各個噴嘴噴出的扇形霧狀瀝青重疊情況不同)，通過調整噴嘴高度使得瀝青膜厚度適宜和均勻。④碎石封層車應以適宜的速度勻速行駛，在此前提下石料和粘結料兩者的撒布率必須匹配。⑤改性瀝青與碎石灑布后，應立即進行人工修補或補撒，修補的重點是起點、終點、縱向接縫、過厚、過薄或不平處。⑥派專人手拿竹掃帚緊跟同步碎石封層車后邊，及時把彈出攤鋪寬度(即瀝青灑布寬度)外的碎石掃到攤鋪寬度內；或加工擋板防止碎石彈出攤鋪寬度。⑦當同步碎石封層車上任何一種料用完時，應立即關閉所有材料輸送的控制開關。查對材料剩余量，校核拌和準確性。（2）碾壓。剛灑布的防水層不能立即碾壓，否則高溫改性瀝青會粘附膠輪壓路機的輪胎并粘走碎石。當SBS改性瀝青溫度降至100℃（3）養護。應力吸收層鋪筑后，嚴禁施工車輛急剎車和掉頭。應封閉交通，SBS改性瀝青應力吸收層的施工與瀝青下面層的施工緊密銜接，緊接著施工瀝青下面層。攤鋪完下面層后方可開放交通。經膠輪壓路機穩壓形成的防水層表面，碎石和瀝青的粘結非常牢固，改性瀝青的延性(彈性恢復)大，發揮應力吸收層作用，能有效延緩和減少基層裂縫在面層上的反射裂縫。（4）現場質量檢測。外觀檢測改性瀝青應力吸收層的改性瀝青灑布：SBS應均勻無漏灑和油層過厚現象。碎石撒布應均勻，不重不漏。灑布量檢測分總量檢測和單點檢測。前者控制施工路段的總體灑布量，對碎石和瀝青過磅稱重，根據灑布路段的長度和寬度計算灑布面積，然后計算施工路段的總體灑布量。后者控制單點灑布量和均勻性。單點檢測采用擺盤子法：用鋼卷尺測量方盤(搪瓷盤)的上口面積，準確至0.1cm2，稱取方盤的質量準確至1g；在灑布正常路段隨機選擇測點，在灑布寬度內擺放3個方盤，但應躲開封層車車輪軌跡，3個方盤間距3～5m，該處的測點樁號以中間方盤的位置表示；同步碎石封層車按正常施工速度和灑布方法施工；將已經接受樣品的方盤取走，及時對空白處補灑瀝青和碎石，稱取方盤和瀝青、碎石的重質量，準確至1g；計算方盤內瀝青和碎石的質量；用鑷子等工具取出碎石，用三氯乙烯浸泡溶解瀝青，干燥碎石并稱重，計算方盤內碎石和瀝青的質量；計算單位面積灑布量，計算3平行試驗的平均值(kg/m2)。碎石撒布量受車速影響比較大，要求駕駛員保持一定車速勻速行駛。5.3勞動力組織勞動力組織見表5.3。表5.3勞動力組織情況表序號人員所需人數（人）備注1管理人員42技術人員33測量員24碎石封層車操作工35清掃工56補料工57壓路機操作工28雜工6合計306材料與設備6.1材料本工法采用的主要材料見表6.1。表6.1主要材料表序號材料名稱規格單位每1000m用量用途1瀝青油SBSI-Dkg1600應力吸收層2碎石6~12mmkg6000應力吸收層（1）瀝青要求表6.1.1SBSI-D聚合物改性瀝青技術要求技術指標要求值試驗依據針入度25℃，100g，5s(0.1mm40～60T0604針入度指數PI，不小于0延度5cm/min，5℃(cm)35（規范要求20）T0605軟化點環球法(℃)，不小于80T0606運動粘度135℃(Pa?s)1.6～3T0625閃點(℃)，不小于230T0611溶解度(%)，不小于99T0607離析，軟化點差(℃)，不大于2.2T0661彈性恢復25℃(%)80T0662RTFOT(163℃質量損失(%)，不大于±1.0T0610針入度比(%)，不小于65T0610T0604延度5℃(cm)15T0610T0605（2）集料要求石料選擇的以下原則：1）硬度，必須有足夠的硬度抵擋交通磨損。在相對重載車較多，車流量較大的情況下，骨料的硬度尤為重要。2）級配，近乎單一級配,幾乎不含粉料。3）形狀，盡量使用立方體的骨料，避免針片結構，以保證骨料在瀝青中達到合適的嵌入深度。4）粘附性，必須有足夠的粘附性，以保證低溫粘附性。5）潔凈，石料表面必須潔凈與增加與瀝青的粘結強度。表6.1.2同步碎石應力吸收層石料的技術要求技術指標單位技術標準試驗方法石料壓碎值，不大于%26T0316洛杉磯磨耗損失，不大于%28T0323堅固性，不大于%12T0314磨光值（PSV），不小于—42T0321表觀相對密度，不小于t/m32.6T0304吸水率，不大于%2.0T0304與瀝青的粘附性，不小于級5T0616兩個或多個破碎面，不小于%100T0361針片狀顆粒含量，不大于%12T0312潔凈度，不大于%0.5—軟石含量，不大于%3T03206.2設備本工法采用的主要機具設備見表6.2。表6.2主要施工機具、檢測設備表機械名稱設備型號數量用途輪胎壓路機YL252臺碾壓同步碎石封層車HGY5250TLS1臺撒布自卸汽車EQ3242G8臺碎石運輸高溫瀝青罐車DGL5250GLQ1臺瀝青油運輸裝載機ZL50C型1臺裝載電子秤ACS-15A1臺材料計量紅外線燃燒爐4731NTO1臺碎石含水量恒溫干燥箱101-11臺碎石含水量標準篩1臺碎石篩分7質量控制7.1工程質量控制標準7.1.1本工法實施過程中其質量控制嚴格執行了《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)表7.1.1質量驗收指標檢查項目檢查頻率（每幅車行道）質量要求或允許偏差試驗方法外觀全線密實、不松散目測厚度每100米一點-5mm鉆芯寬度每100米20個斷面不小于設計寬度用尺量瀝青用量每100米1點±0.5%抽提石料用量每100米±5%抽提石料剝落每100米1點＜10%現場測值構造深度每100米1點≥0.55砂鋪法摩擦系數擺值每100米1點≥45擺式儀滲水系數每100米測點≯5ml/min變水頭滲水儀7.2質量保證措施7.2.1嚴格執行材料進場驗收制度，碎石、瀝青油等材料必須有產品質量保證書和出廠檢驗報告。碎石有適當的顆粒級配，應滿足現行《公路瀝青路面施工技術規范》中關于碎石級配的要求。在現場監理工程師見證下，將各種材料進行見證復檢，復檢不合格的材料，不得使用。7.2.2對已銑刨混凝土路面必須徹底清掃干凈，并作除塵處理，以保證同步碎石防水應力吸收層的層間粘合力。7.2.3碎石攤鋪前應經高溫除塵，確保碎石與瀝青油的粘合。7.2.4同步碎石應力吸收層施工質量控制同步碎石應力吸收層施工過程中主要控制瀝青噴灑量和橫向不均勻度，石料撒布量及其橫向不均勻度，碎石脫粒率。1）要求實際用量與設計量的差值應小于100g/m2；2）橫向瀝青噴灑量的橫向不均勻度系數不得大于10%；3）要求碎石撒布量與設計量的差值應小于1.0m3/km24）要求碎石撒布量的橫向不均勻度系數不得大于15%。5）當石料的平均脫落率Mp＜10%時，合格；若Mp＞10%，則表明施工不良，應考慮修復。7.2.5同步碎石應力吸收層質量驗收標準同步碎石應力吸收層竣工驗收要求進行質量驗收和視覺評價。視覺評價內容及標準如下：1）從外觀看，同步碎石應力吸收層沒有表面裂縫，且幾乎沒有瀝青結合料的條紋；2）接縫平直順滑，沒有重疊、未覆蓋或不好看的表面，縱縫的重疊區小于5cm,2米直尺測量，跨橫縫測量的間隙小于6.5mm；3）同步碎石應力吸收層表面沿著車道、路肩和邊線是統一、均勻的，沿車道方向，任何30米內的高差都小于50mm。4）厚度的控制采用控制瀝青與集料的總用量的方法來代替厚度管理，即：根據將1日內全部原料的用量與鋪筑面積，算出平均鋪筑厚度值。8安全措施8.1.職業健康與安全目標杜絕死亡事故，工傷事故頻率≤5‰；無發生高溫燙傷、機械傷害、交通事故、中毒、火災事故；對員工健康有影響的崗位配備防塵、防噪音等勞動防護用品；特種勞動防護用品配備率為100%。8.2本工法應執行以下安全規范：《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59）、《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46）。8.3安全實施步驟如圖8-2）圖8-3安全檢查程序每道工序開工前每道工序開工前制定施工安全保障措施制定施工安全規章制度開始施工安全員進行安全檢查繼續施工施工結束停工、整改不合格(NO)合格(OK)8.4安全實施1）建立安全管理制度，做到有章可依；2）注意機械使用的安全，特種機械一律持證上崗，機械設備必須證照齊全，建立日常運轉臺帳；3）.在城市道路中施工注意車輛及行人安全，杜絕一切因個人行為的事情發生；4）施工中施工人員一定穿戴公司規定的防護用品，以免發生安全事故；5）施工中機械、車輛一律聽從指揮人的安排，不得私自發動，以免造成不必要的安全事故；6）在城市道路中施工時，施工區域必須圍擋，嚴禁與施工不相干的人員進入施工場內；7）拌合場必須設置保安，嚴禁非施工人員進入，場內車速控制在5KM以下，并在醒目的位置設置提醒標識；8）臺風等惡劣天氣嚴禁施工；9）消防設施必須按照消防機關的要求配置；10）項目部必須成立一支安全應急小組，保證能在事件突發時第一時間處理；9環保措施9.1本工法應執行以下環保法規和規范：《建筑與施工現場環境與衛生標準》（JGJ146）、《建筑施工場界噪聲限制》（GB12523）、《建設項目環境保護管理條例》。9.2施工現場成立以項目經理為組長的施工現場文明施工管理組織。健全管理制度，健全資料管理，加強教育培訓工作。對施工現場各生產要素所處狀態不斷的進行整理、整頓、清潔，把全工地施工期間所需要的物在空間上合理布置，實現人與物、人與場所、物與物之間的最佳組合，使施工現場秩序化、標準化，體現文明施工水平。9.3實行環保目標責任制把環保指標以責任書的形式層層分解到有關單位和個人，列入承包合同和崗位責任制，建立一支懂行善管的環保自我表現監控體系。9.4加強檢查和監控工作要加強檢查，加強對施工現場灰塵、水土流失的監測和監控工作，要與文明施工現場管理一起檢查、考核、獎罰，及時采取措施，消除粉塵、污水的污染。9.5保護和改善施工現場的環境，要進行綜合治理，一方面施工單位要采取有效措施控制人為的污染，另一方面，項目部應加強同外界的聯系，協調各種關系，同當地居委會、村委會、辦事處、派出所及環保部門加強聯系。9.6制定環保技術措施，嚴格執行國家的法律法規，從技術手段上消除施工過程帶來的污染，施工現場垃圾渣土要及時清理出現場，道路施工前應徹底清洗路面，以防止同步碎石防水層施工時造成道路揚塵。夜間施工時，對高噪音設備加裝防噪音設施，避免噪音污染，瀝青廠、同步碎石封層車排煙管道加裝過濾設備，防止瀝青油煙污染。1）、認真搞好施工現場規劃，場內布置整齊，緊湊有序，機械設備歸類并整齊停放，材料物資等分門別類及時入庫或存放在指定位置等。2）、施工場地內的堆放、棄土和其他廢棄物等及時清除運輸至指定地點，做到施工期間現場整潔。運土車輛的車斗采用蓬布加以覆蓋，防止泥土撒落，進出工進時，要沖洗，保持道路等干凈、整潔。施工任務完成退場時，徹底清除必須拆除的臨時設施和生活設施。3）、施工場地設置必要的臨時圍欄，平交路口、大門口等設置明顯的標志，使施工場地盡可能自成一體，以減少和外界的相互干擾。4）、施工便道做好管理養護工作，路面保持平整，兩側排水良好，雨天無沆洼積水，旱季適當灑水，防止塵土飛揚。對進了工地的車輛進行沖洗，保持道路干凈、整潔。同時積極創造條件，努力減少施工期間對行人和車輛通行的影響。5）、雨天到來可暫停作業，以避免造成道路泥濘、坑洼積水、流水污染環境。10效益分析10.1經濟效益由于同步碎石防水應力吸收層施工屬于復合式路面施工新工藝，應用處于起步階段，且需要配置同步碎石封層車。短期內施工綜合單價受機械使用費、油石料單價影響，波動性較大。但同步碎石防水應力吸收層的應用能大幅提高復合式路面防水、防放射裂縫能力，延長路面使用壽命，降低后期維護費用，具有長遠的經濟效益。采用本工法的經濟效益分析如下表10.1。經濟效益分析表項目綜合單價（元/m2）每100平方米造價（元）同步碎石防水應力吸收層15.271527改性乳化瀝青PC-3粘層、滿鋪玻纖格柵17.51750節約成本（元）223成本節約率（%）12.7%10.2社會效益聚合物SBS改性瀝青同步碎石防水應力吸收層，提高了防水層的高溫抗剪強度，改善了防水層的低溫抗裂性與延緩反射裂縫上升的能力，對保護基層免受沖刷破壞和瀝青面層早期損壞具有非常現實的重要意義。同步碎石封層技術將高溫改性瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時(1s內)噴灑在路面上，保證瀝青與石料在最短的時間內完成結合，保證了瀝青與石料有足夠的結合強度。因此，采用同步碎石封層設備和同步碎石防水應力吸收層，能大大提高對瀝青路面下封層的施工質量和防水密水、抗裂性能，從而提高了復合式路面使用壽命。10.3節能與環保效益同步碎石防水應力吸收層技術施工簡單、迅速，提高工作效率；可以節省材料、設備成本，降低工程造價，性