浅谈同步碎石(下)封层功能及技术特点

浅谈同步碎石（下）封层功能及技术特点

秦道仁

（南阳通途公路勘察设计有限公司

南阳473000）

摘要为了更好地应用同步封层施工技术于实际工程中，本文结合多年来的道路设计及施工经

验，从理论上分析了沥青路面下封层的功能，进一步阐述了同步碎石封层的工作原理、技术特点及应用情况，指出了同步碎石封层技术的优越性及不足之处，为同步碎石封层技术更好地应用提供有益参考。关键词

沥青路面

同步碎石

封层

功能

技术特点

Introductionthefunctionandtechnicalcharacteristicsofsynchronousrubbleseal

DaorenQin

（NanyangTongturoadsurveyanddesignco．，Ltd，Nanyang，473000，China）

Abstract

Forthebetterapplicationofsynchronoussealtechnologyatpracticalengineering，thispaperana-lyzedthefunctionoftheundersealcoatofasphaltpavementtheoretically，andfurtherexpoundedtheworkingprin-ciple，technicalcharacteristicsofsynchronizedcrushedstoneseallayercombinedwithyearsofroaddesignandcon-structionexperience．Atthesametimeitpointedoutthesuperiorityanddeficiencyofsynchronizedcrushedstonesealtechnology．Itcouldbethebeneficialreferenceforthebetterapplicationofsynchronoussealtechnology．

Keywords

asphaltpavement；synchronousrubble；seal；function；technology

此，层间较之层内抵抗外力的能力大大降低。因此，如果忽视结构的层间结合要求，或者没有有效的材料与工艺来实现层间粘结，路面寿命将大大折减。目前处理层间的方式较多，例如层间拉毛，洒透层油，设置应力吸收层，设置封层等措施，但效果不一定理想。本文主要指出同步碎石下封层的优点，阐述同步碎石下封层技术在工作原理及技术特点，指出了目前应用中存在的一些问题。1

下封层的功能分析

下封层是路面结构当中的功能层而不是结构层，要严格区别透层和下封层的概念。透层采用的透层油是以透为主粘结为辅，透层油必须要渗透到半刚性基层一定的深度，但是水泥稳定碎石表面比较致密较难渗入（需要把握喷洒时机和基层表面处理），在一些工程中便在透层油上撒集料和砂子作为下封层，在某种程度上可以起封闭的作用，但是不能替代透层油，也不可以当做下封层，下封层的功能

半刚性基层沥青路面占我国高等级路面结构的85%以上，但随着交通量和轴载的不断增加，路面早期病害严重。大量研究表明，因基面层间接触问题而导致的层间剥落，剪切疲劳等破坏突出。半刚性材料和沥青面层材料的物理、力学性能差异较大，实际使用中的路面结构基面层间处于完全连续和完全滑动的中间某个状态，与设计规范中假设沥青路面层与层之间处于完全连续状态是不一致的，这样以来实际中的路面面层本身的内摩阻力、粘结力以及面层底部的弯拉应力抵抗不了面层产生相对于基层的位移趋势，那么基面层间必将成为一个脆弱环节，如果处理不当则会直接影响路面结构的服务性能和耐久性。另外，从施工方面来看，路面结构自下而上完成每一个结构层都需要进行足够的振实碾压，使这些结构层的表面都达到了相对平整密实的状态，所以层间结合面上的摩阻力就会在很大程度的低于混合料本身，其强度构成转为对粘结力的依赖，因66

青海交通科技2016—6

主要有：1.1

防水

防水是封层的首要功能，水是路面的杀手，在北方地区，如果路面结构有裂缝存在的话，在冬季水渗入基层内部会造成基层冻胀，到春融季节导致翻浆；在南方地区，潮湿多雨，雨水在路面结构内停留是时间较长，路面结构极易产生水损害。下封层可在基层和面层之间形成连续的沥青薄膜，较好流动性的沥青会流到基层缝隙处，确保了整体防水性能。1.2

增强层间联接

虽然下封层基层施工完后应及时铺筑下封层，使沥青结合料能最大程度的渗入基层与其粘结在一起，再撒布石屑碾压成型，由于下封层具备沥青混合料的特性，能紧密地粘结面层，故达到了较好的结合层的效果。1.3

减少基层裂缝

由于下封层本身是一种密封的沥青混合料薄层，能有效防治基层水分挥发，因此，及时铺筑下封层能较少因半刚性基层干缩而产生的裂缝。在冰冻甚至重冰地区，设置下封层对基层起到隔温保护作用，也可以减少半刚性基层顶面持续低温、大的温度梯度，从而减少了基层产生的温缩裂缝。1.4

减少基层养生用水量，并增强其整体强度下封层能在基层顶面形成一个兴当于沥青防水膜的密封层，把基层表面封闭，防止外界水分的进入，因而可以减少养生用水量。下封层施工完后，不必继续洒水养生，避免了基层长期暴露而引起的一系列问题，同时防止了基层水分的蒸发，使得基层水化充分进行，强度持续增长。1.5

可临时开放交通

下封层与基层形成整体后，可起到磨耗层的作用，由于下封层本身就是一种沥青混合料薄层，晴天

无灰尘，雨天防水下渗，车辆在其上临时行驶不会造成基层表面松散和后期抗冲刷能力下降的不良影响。因此设置下封层可以缓解由于资金等问题造成施工中断且不能开放交通的障碍。1.6

具有吸收基层应力的作用

设置下封层可以很好的基层和面层紧密结合，封闭了基层表面的微裂缝，形成接近完全连续的层间状态，可以很好的吸收并传递应力，减少由于面层底部由于形成荷载引起的拉应力或拉应变。22.1

同步碎石下封层技术工作原理

下封层所具有的功能同步碎石下封层均具备，同步碎石封层是国际上比较流行的一种封层技术，在新建高等级沥青路面中可将其作为下封层使用。

所谓同步碎石封层是指用专门的同步碎石封层车将石料及粘结料同步地铺筑在路面上或基层上，经压实机械压实后开放交通，在车辆荷载的自然轮碾下形成的沥青路面下封层或磨耗层。该项技术可以作为路面表层处理或低等级公路的面层施工使用。

同步碎石封层的工作原理是利用专门的施工设备将温度达160℃以上的热沥青结合料与洁净干燥、颗粒均匀的石料同时喷洒在基层表面，粘结剂的喷洒和集料撒布两道工序在一台车上同时完成，使得沥青和石料在最短时间内完成结合，同时由于流体沥青的表面张力作用，使热沥青沿石料表面向上爬上，增加了集料颗粒与粘结剂的裹附面积，因此确保了它们之间有足够的结合强度，并在外荷载作用下形成更高的强度。提高了作业效率，减少了设备使用，总体上降低了施工成本。图1为正在施工中的同步碎石封层车。

图1施工中的同步碎石封层车

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秦道仁浅谈同步碎石（下）封层功能及技术特点

2.2技术特点2.2.1

提高工程质量

同步碎石封层的实质是靠一定厚度的沥青膜粘

结超薄沥青碎石而形成的磨耗层。可作为薄层路面使用，其表面平整、有一定粗糙度、无沥青，只有裸露的集料，依靠集料之间的嵌挤作用与结合料牢固结合。研究表明，层间粘结强度和抗剪强度是普通封层的2～5倍，可以有效地车辆荷载作用下产生的纵、横向剪切破坏。2.2.2

优良的整体防水、排水功能。同步碎石封层

技术不存在集料与沥青的搅拌过程，可以形成连续的沥青薄膜，流动性优良的结合料可顺利渗透到基层表明微裂缝出，保证了其良好的整体防水性能。另外，基层表明无沥青仅有裸露的集料，有足够的构造深度，为降水或渗水提供了顺畅的排除通道。2.2.3

提高了沥青路面的抗裂性能。由于同步碎

石封层在力学特性上属于柔性，具备良好的抗变形能力，可大幅度提高半刚性基层沥青路面的抗裂性能，有效地减少了基层的反射裂缝，可作为路面结构的应力吸收层，吸收部分行车荷载产生的应力，有效延缓了沥青面层产生破坏的时间。2.2.4

降低工程成本，延长使用寿命。对于集料可

就近取材，没有特殊要求，与稀浆封层相比，稀浆封层是采用多级配的集料，对集料的要求较高，需外运，增加了工程成本。有研究对稀浆封层/微表处、热拌沥青混凝土、同步碎石封层等路面养护技术的质量成本进行了对比，达到同等质量的情况下，同步碎石封层的成本为稀浆封层/微表处的1/3左右，有效地减少了投资。另外，实际调研显示，采用稀浆封层铺筑的路面一般使用年限为3～5年，而同步碎石封层技术能使破坏严重的路面道路寿命增加10～15年。2.2.5

加快施工进度

稀浆封层施工不仅对集料要求严格，还需经过破乳、凝结、固化三个阶段，往往会受施工环境的影响，并且结合料必须是乳化沥青。因此，稀浆封层的

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施工质量受到众多因素的影响，在实际工程中较难以控制。而同步碎石封层施工是单层封层技术，施工简单、质量易控，只需加以控制沥青和碎石的比例用量设定好，可大面积施工，施工中节约了时间、克服了质量隐患，施工完毕后，无需覆盖养护，碾压后即可开放交通。3

应用情况

同步碎石封层技术20世纪80年代始于法国，90年代扩展到整个欧洲和美国，随后推广到世界各地，主要用于道路的预防性养护和修复性养护。

我国幅员辽阔，公路差异较大，而同步碎石封层技术适用于各等级的公路，较少受气候和交通能力等因素限制，因此非常适合我国的国情。2002年在沈阳某高速公路从法国引进并应用此项技术于下封层，2005年在北京得到同样的应用，取得了良好的效果，基于此项技术的优越性，收到许多公路部门的青睐，但总的来说我国对同步碎石封层技术还没有完全掌握，4

小结

同步碎石封层技术具有很强的防水性，极高的防滑性能，可以处理基层微裂缝，防治反射裂缝等优良性能，非常适合我国的气候和交通特点。但是国内同步碎石技术的研究相对较晚，目前同步碎石封层在机械设备，施工工艺等方面还缺乏一定的研究，还有许多理论上和应用上的问题尚待完善并解决。

参

考

文

献

1］严二虎，沈金安.半刚性基层与沥青层之间

界面条件对结构性能的影响［J］.公路交通科技，

2004，21（1）：38－41.2］李晋峰.高速公路透层和下封层施工工艺

［J］.公路，2004，（11）：159－161.

3］陈素丽.同步碎石封层技术研究及在公路养

护中的应用［

J］.公路，2005，（6）：174－181.4］张存公，石剑.同步封层车碎石撒布质量效

果［J］.筑路机械与施工机械化，2008，25（5）：58－60．

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