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利用沥青稀浆封层技术进行旧路改造的实践 |
| 发布时间：2005-11-30 21:02:52 点击次数：473次 |
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利用沥青稀浆封层技术进行旧路改造的实践
李明
(邳州市公路管理站 邳州市221300)
1 前言
沥青稀浆封层是用适当级配的石屑，以乳化沥青为结合料，加
粉料(水泥、石灰、粉煤灰等)、添加剂和水按一定配比拌和而成的
流动状态的沥青混合料，均匀摊铺在路面上而形成的沥青表面处治
层；经析水、蒸发、凝固成型，形成密实、坚固、耐磨的路面保护
层。由于稀浆混合料中乳化沥青对骨料裹履性能好，粘接能力强，
稀浆与原路面结合牢固，它可使老路面的磨损老化、裂缝、光滑、
松散等得以改善，并能达到路面的防水、抗滑、平整和耐磨作用，
具有施工快、造价低、用途广、能耗低等优点，是一种发展前途较
为广阔的路面新材料、新工艺、新结构。
沥青稀浆封层虽然出现时间不长，但由于存在着诸多优点，所
以在世界各国发展很快。六十年代，美国、西班牙、法国、意大利
等国家先后开始应用。为了更好地推动该技术的交流，现已成立了
国际沥青稀浆封层协会(ISSA)，我国也加入了这一组织成为其会员
单位。国家把稀浆封层列入“七五”科技攻关项目，为“八五”重
点推广项目之一。目前，辽宁、河南等地已经大面积推广应
用。1991年，江苏省交通厅将沥青稀浆封层技术正式列项，作为该
年度重点推广项目之一，并将该项目交我站完成。经过近五年的实
践，在不断吸取教训和总结经验的基础上，摸索出一套沥青稀浆封
层施工工艺和技术。
2 稀浆封层的作用
沥青稀浆封层是乳化沥青工程应用的发展，由于沥青稀浆拌合
时加入较多水份，添加了粉料，使稀浆具有较好的流动性和粘附
性，其作用表现在：
2.1 防水作用
沥青稀浆混合料的矿料细、级配好、密实坚固，沥青能够均匀
牢固地粘附矿料，路面铺筑稀浆封层后可防止雨、雪水渗入基层，
保持基层、土基稳定。
2.2 防滑作用
沥青稀浆混合料是一种级配良好的混合料，施工时控制严密，
沥青用量适当，不会发生光滑泛油病害，摩擦系数明显增加，抗滑
性能显著提高，制动性能好，交通事故大量减少。
2.3 平整作用
沥青稀浆混合料中含有大量水份，混合料是一种稀浆状态，具
有良好的流动性，它能够灌入沥青路面的裂缝，填平原有的洼坑和
由机械故障造成的小坑槽，平整度在局部范围内得以提高。
2.4 耐磨作用
沥青稀浆封层的厚度很薄(3-10mm)，骨料用量小，阳离子乳化
沥青对酸、碱矿料都有良好的粘附力，故只需选用的矿料坚硬、耐
磨，铺筑的路面寿命可以延长。同时也相应地延缓了工程进行大中
修的时间，节约了养护经费。
2.5 防尘作用
利用稀浆封层进行砂石路面防尘处理具有显著的特点——投资
小(只占2.5cm沥青表处的1/3)、效率高、效益大。当前在我国砂石
路面所占比重较大(1994年资料统计占通车总里程的78.2％)，充分
发挥稀浆封层的作用能很好地解决砂石路面晴天扬尘、雨天泥泞的
问题，极大地改善其行车条件，提高其利用率。
2.6 加宽路面作用
对已经处理过的路肩(或硬路肩)进行稀浆封层可以起到加宽路
面的作用，提高公路的利用率，减轻中间路面车辆拥挤的状况。同
时可以降低养护成本，减少行车事故，提高车速。
2.7 美化路容作用
原路面使用年久，表面磨损老化，用稀浆封层处理，罩一个薄
面，能够提供一个全新的面层，恢复原路面的使用性能。同时对路
面病害修补留下的痕迹给于遮盖，表面外观一致，路容美观。
2.8 降重减噪作用
沥青稀浆封层由于是一层很薄且具有细粒式混凝土特征的结构
层，因而在老桥面上铺筑可以降低自重，减少噪声，保护桥面承受
氯盐的腐蚀。同时对立交桥、隧道使用稀浆封层代替表处可以减小
对净空高度的影响，节约投资。
3 稀浆封层类型的选择
稀浆封层有较强的路用性能，对具体路段选择稀浆封层类型应
在调查铺筑路段的路况、材料的供给、投资的规模、气候的影响以
及预测该路段的交通流量、下一次可能进行稀浆封层时间的基础
上，根据对该路段的综合评估来选择封层类型。
国际稀浆封层协会(ISSA)推荐材料级配及用量见表1。
表中Ⅰ型，该类混合料具有较好的渗透性，有利于治愈裂缝，
表面纹理清晰，可用于做基层的保护层或磨耗层，适用于气候温
暖、低交通量的道路面层，对于路容不太美观的路段更为适宜，且
造价较低。封层厚度一般为2-3mm。
表中Ⅱ型，该类混合料中含有足够的细粒料，易于渗入裂缝，
表面纹理清晰，用途较为广泛，可以代替热沥青拌合粗级配混合料
罩面，适用于交通量较大路段。封层厚度一般为5-6mm。
表中Ⅲ型，该类封层有粗糙的表面，适用于大交通量路段，对
于季节温差悬殊较大和重交通量的路段更为适宜，通常采用双层式
施工法。封层厚度一般为6-9mm。
筛号 筛孔尺寸(mm) 细封层(Ⅰ)型 一般封层(Ⅱ)型 粗封层(Ⅲ)型
通过筛孔百分率(％)
3/8 10 100 100 100
4 5 100 85-100 70-90
8 2.5 100 65-90 45-70
16 1.25 65-90 45-70 28-50
30 0.63 40-60 30-50 19-34
50 0.34 25-42 15-80 15-25
100 0.15 15-30 10-24 7-18
200 0.074 10-20 5-15 5-15
经养护的稀浆封层
最大厚度(mm) 3.2 5.4-8 9.5-11
集料用量(kg/m2) 2.2-5.4 5.4-8.4 3.1-13.6
油石比(％) 10-16 7.5-13.5 6.5-12
4 稀浆封层室内试验
稀浆封层是一薄层，它直接暴露在自然界中受到风吹、雨淋、
日晒、冻融等浸蚀，承受车辆重复荷载作用，因而要求封层应具有
良好的强度、抗滑、耐磨、防水性能，才能延长其使用寿命。为
此，各地应根据自己的情况，加强室内试验工作，在取得室内试验
成功的基础上，选取一个级配良好的配合比(见表2)。
5 稀浆封层的施工技术
5.1 适用范围
虽然我们对稀浆封层有了较多的了解，但在施工之前，还必须
掌握其适用条件：
(1)进行稀浆封层的路面应具有强度高、稳定性好的底基。
(2)由于用油过多而引进泛油或油包的沥青路面应在处理后才能
稀浆封层。
(3)稀浆封层能够填充路面小缝隙 ，但不能阻止路面反射性开
裂的发生。对于大的裂缝须先用稀浆混合料填补然后再封层。
(4) 铺筑稀浆封层的每种原材料质量必须合格。
(5)稀浆封层需早期养护，不能封闭交通的路段不宜进行稀浆封
层。
表2 主要试验项目一览表
内容
试验项目
试验目的 控制指标 仪器
1.稠动试验 最佳用水量 2-3cm 截锥简等
2.初凝时间 凝结快慢 小于3h 油毡等
3.粘结力 确定开放交通时间 小于4h 粘结力试验仪
4.湿轮磨耗 确定沥青的最小用量 小于800g/m2 湿轮磨耗仪
5.负荷车轮 检查沥青用量是否过多 负荷试验仪
6.砂当量 分析细骨料组分 大于45 量简
7.沥青抽提 油石比 8.4％-12.0％ 抽提仪
5.2 稀浆封层的影响因素
(1)不同级配组成的影响
我市砂石材料较充足，取材方便，价格便宜，但岩性比较单
一，多为石灰岩类，石质较软，压碎值与磨光值较大，只能用在次
高级及以下路面上。路段跟踪调查结果表明，由于使用石灰岩类石
屑，随着稀浆封层使用年限的增加，摩擦系数和纹理值有所降低。
试验路段所使用的骨料多为黄山场机轧碎石筛漏，通过筛分析
发现细粒料和粗粒料偏少，因而我们增加了10％的三级粉煤灰和5％
的矿料(4～5mm、1992年)，但铺筑的封层厚度也只有3-4mm，加之石
灰岩不耐磨，影响了封层的使用寿命，降低了其路用性能。为此，
我们在试验路段中加大石屑粒径，在原来级配中掺入5-9mm的碎石
(因用人工过筛，实际相当于4-6mm)，并按不同比例进行配比(见表
3)。
表3 黄山石料配比分析
粒径(mm)
石屑碎石比
10
5
2.5
1.3
0.6
0.3
0.16
0.074
原级配 100 99.5 79.5 64.1 42.0 24.7 18.7 11.7
碎石(5-8)mm 100 66.2 46.5 10.6 8.4 3.1 2.5 0.8
1:1 100 82.8 63.0 37.4 25.2 13.9 10.6 6.3
2：1 100 87.5 67.8 45.8 30.5 17.3 18.2 8.0
3：1 100 91.1 71.2 50.7 33.6 19.3 14.7 9.0
在1994年的试验路段中我们选用2：1、3：1两种类型做封层对
比试验,由所得数据看出，在相同的施工条件下，前者铺筑的路段表
面粗糙，有零星碎石棱角突出，厚度大；而后者表面光滑，厚度偏
小，且纵向接缝痕迹明显，有溢浆现象出现(见表4)。
表4 级配变化对施工路段影响对照表
内容
配比
磨损值
(g/m2)
破损率
下降
(％)
平整度
提高
(％)
摩擦系数(摆式)
封层
厚度
(mm)
施工
桩号
外观
描述
原路面 一月
原级配 264.5 / / 36.8 47.0 4.1 苏233
8K＋800
～
9K＋100 路面光滑，
颜色发黑，
路肩有稀浆
2：1 196.4 7.2 2.9 39.6 48.2 5.6 苏233
9K＋200
～
9K＋500
(东幅) 路面粗糙，
碎石棱角
突出
3：1 / 6.5 1.7 40.0 47.9 5.0 苏233
9K＋200
～
9K＋450
(西幅) 路面较光滑，
纵向接缝有
痕迹
(2)交通量、路面强度的影响
沥青稀浆封层中含有较多的水分，具有良好的流动性。稀浆中
沥青微粒与矿料又有牢固的粘附力，摊铺时能与原路面沥青及露出
的矿料很好地粘结，稀浆并能渗透到路面缝隙中去，填充原路面的
孔隙 ，起到封闭路面裂隙作用。
1991的6月，我们对辖区内的邳苍(苏233)、邳睢(苏234)两条干
线公路部分路段进行了细粒式稀浆封层。由于两条线路交通流量、
路面强度存在差异，导致对路面影响不同，并集中反映在路面的破
损率上(抽出网裂、泛油、油包三项对照，见表5～6)。
表5 原路面破损调查
项目
线路桩号
网裂 泛油 油包 合计
面积
(m2) ％ 面积
(m2) ％ 面积
(m2) ％ 合计
(％)
苏234
1K＋700～2K＋200 360 8 90 2 90 2 12
苏233
3K＋300～4K＋300 1680 14 480 4 360 3 21
表6 封层后路面破损调查
项目
线路桩号
网裂(％)
泛油(％)
油包(％)
合计
一周
二年
一周
二年
一周
二年
一周
二年
苏234
1K＋700～2K＋200 1
2
1
1
1
2
1
5
苏233
3K＋300～4K＋300 1
6
1
2
1
3
2
1 1
由表5～6比较可以看出：
(1)路面进行稀浆封层能很好地弥补网裂，两年内分别提高了
75％、57％，交通量大、强度低的路段提高幅度小。
(2)稀浆封层对油包影响不大，因而应在封层前铲除旧路面油
包。
(3)稀浆封层对旧路面泛油能暂时覆盖，但经过一段时间后(特
别是夏季)仍会暴露出来，因而也应在封层前处治。
(4)稀浆封层不能控制路面反射性开裂，它可以用作缝隙的填充
料，但不能阻止路面反射开裂的发生。
6 老路面存在缺陷及处治办法
浆封层施工，由于各种原因造成路面产生病害，应在病害定型
前彻底处理，以免成型后影响封层质量。现把经常出现的一些问题
及处治办法介绍如下：
6.1 纵向条痕
在封层时路面出现纵向条痕，主要是稀浆料中混有超粒径颗粒
所致。
处治办法：
a.发现有条痕时，立即用人工将摊铺槽猛抬一下，超径颗粒会
从槽内露出(机械不停)，去除此颗粒并用橡胶刮板轻轻将条痕刮
平。
b.石屑要严格过筛，剔除超粒径颗粒，装车运输过程中也要防
止混入。
6.2 条棱
主要发生在工作时横向接头处(工作缝)和纵向接幅处。
处治办法：
a.工作缝衔接处应恰当，控制纵向接幅，应在车前设置导向
杆，并有专人指挥车辆行驶。
b.横向接头和纵向接幅应避免重叠，若已重叠应用橡胶刮板将
重叠部分稀浆刮掉。
6.3 车辙
在稀浆封层施工结束后，由于车辆行驶在未固化成型的路面上
造成。
处治办法：
a.稀浆状态的车辙，立即用橡胶刮板摊平。
b.半凝固状态时的车辙，先用橡胶刮板将车辙棱刮平，若刮平
处还低于路面，可用稀浆喂补。
6.4 漏浆
由于摊铺橡胶刮片缝隙较大，特别在四角，以及稀浆稠度过小
所致。
处治办法：
a.更换橡胶片或采取缩小缝隙间距的措施。
b.及时调整混合料配比，控制稀浆稠度，并做好漏浆清除工
作。
6.5 纵向白痕
在稀浆封层施工时，沿纵向在拌和筒出口正下方出现白色痕
迹，主要是混合料在筒内拌和不均匀，而摊铺槽内又缺乏搅拌螺旋
器所致。
处治办法：
a.延长拌和筒内稀浆的拌合时间。
b.人工用铁铣或特制工具辅助拌和流入摊铺槽内的混合体。
c.有条件的单位可以在摊铺槽内设置螺旋给料器。
d.对出现的问题要重新用稀浆拌和修补。
6.6 剥落
发生在稀浆封层固化之后，有设计和施工两方面原因造成。
设计原因：
骨料级配不合理，应重新调整级配。
施工原因：
a.乳液用量偏少，降低了乳液与原路面的粘附力， 在外力作用
下脱落。
b.路面清扫不彻底，含有泥块等杂质。
c.纵向白痕引起。
处治办法：
大面积出现应清除后重新铺筑，小面积局部喂料，并应注意交
通管理。
７ 稀浆封层施工注意事项
(1)把好材料进场关，对各种材料的选用要严格把关，合格者
取，不合格舍。
(2)把好人员筛选关。稀浆封层是一种技术要求较高的工作，参
加人员应具备高
素、强责任心、吃苦耐劳、技术熟练的能力。
(3)施工前由于底基强度不足造成的病害(如坑塘、沉陷等)应彻
底处理。
(4)清基要彻底，原路面上的马粪、泥土、杂物等要清除干净，
有条件的要用水冲洗，砂石路面要将磨耗层去掉。
(5)施工机具要配套，最大限度地发挥沥青稀浆封层机的作用，
提高生产效率。同时，根据发展需要应配备先进的稀浆封层机。
(6)施工过程中严格控制用油量，确保铺筑路面的颜色一致。两
幅之间的漏浆要专门处理。
(7)稀浆封层机行走线路要直，根据需要可设置导向杆等指导标
志。
(8)交通管制应加强，可设备置栏或隔离桩，限制车辆在成型之
前的碾压，出现问题应及时处理。
8 稀浆封层的推广应用
8.1 在石灰土硬路肩上的应用
1994年，我们在苏233 11K＋500～11K＋900段石灰土硬路肩上
铺筑稀浆封层400M，共1200M2。该硬路肩为1991年7月施工，结构为
15CM石灰土，上面为3CM磨耗面，由于路面较宽，自封层铺筑以来很
少有车辆行驶，通过一年时间的观察，发现除局部因路面未清除干
净造成脱落现象外(约有8M2)，其他使用效果良好。
在硬路肩上进行封层，拓宽了沥青路面，改善了行车条件，美
化了路容路貌；更为主要的是减轻了养护工人的劳动强度，节省了
养路费用。
8.2 在中修工程中的应用
苏233 28K＋500～31K＋000为1993年中修工程，该段路日双向
混合交通2000次，且以8％速度增长，路基为中湿状态。1971年路面
由6米拓宽到12米，1976年进行改建，拓宽部分底基为20cm石灰土，
2.5cm沥青表处。
中修工程结构为6cm沥青贯人，2cm沥青表处，表处层采用人工
场拌法施工，施工前路面破损率达36％。
因施工季节赶在汛期，施工队为抢时间对工程质量关把得不
严。特别在6月21日、22日两天的表处施工中，在材料缺乏级配和被
雨水淋过的石料没有晒干的情况下盲目施工造成铺筑的表处面层麻
面严重，小坑塘较多。为弥补这一缺陷，我们对28K＋950～29K＋
500东幅进行了中粒式稀浆封层(西幅因材料供给不足而未封层)。通
过施工后测试，封层段使用效果良好，而相邻(西幅)没有封层路段
毁坏面积较大，分析原因主要是雨水灌人，渗透基层而遭破坏。
9 结语
稀浆封层是一种良好的筑养路技术，这已被国内外的生产实践
所证实 。充分发挥稀浆封层的作用，提高路况和改善行车条件，是
一种切实可行的途径，也符合我国当前国情和实际情况，具有广阔
的推广应用前景。
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来源：中国投标网 |
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