论同步沥青碎石封层技术

论同步沥青碎石封层技术　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｓｅａｌ　Ｌａｙｅｒ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ａｓｐｈａｌｔ　Ｃｒｕｓｈｉｎｇ　Ｒｏｃｋ　■西安筑路机械有限公司　梁新文／ＬＩＡＮＧ　Ｘｉｎｗｅｎ　山东省莱芜市莱城区交通局姜勇／ＪＩＡＮＧ　Ｙｏｎｇ　所谓同步沥青碎石封层技术，就是用专用设备即　发展和推广，设备技术水平的不断提高。９０年代末期　同步沥青碎石封层车把碎石及粘结材料（改性沥青或　在德国和美国同时出现了电子计算机控制的沥青（乳化　改性乳化沥青）同步铺洒在路面上，通过自然行车碾　沥青）洒布和碎石撒布一体化的同步沥青碎石封层机和　压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层，他主　改ｌ生沥青（乳化沥青）生产设备；该同步沥青碎石封层　要作为路面表处层使用，也可用于低等级公路的面层　设备每个喷头的压力和流量都是独立控制，沥青（乳化　施工。在国外，该技术以施工成本低、施工效率高等　沥青）的喷洒量和每平方米的碎石撒布量在计算机的控　优点在欧洲、美洲等许多国家和地区使用和推广。在　制下随着汽车底盘的行驶速度自动调节，其误差与设定　我国的公路养护工作中也急切需要加快养护速度、提　值很小，其精度每个喷头可以达到±５ｇ／ｍｉｎ、每平方　高养护质量、降低养护成本的施工方法，而同步沥青　米碎石撒布精度可以达到±１％；由于改性沥青和改性　碎石封层路面养护技术无疑是有效途径之一。这种技　乳化沥青的出现以及增强纤维的添加使得该施工工艺适　术无论是对高等级公路还是对低等级公路，都能以低　用于不同的等级路面养护和维修；现在，该技术在美　的造价，较快的速度，改善路面使用性能，延长道路　国，欧洲及日本等国家得到广泛地应用，各国均有多种　的使用寿命。同步封层路面养护技术作为较为经济的、　型式的碎石封层设备。　有效的路面维修养护技术，已经在国外的公路维修养　护工程中得到了广泛的应用，取得了良好的社会经济　效益。因此，在我国研究推广这项技术，使之成为经　济有效的公路维修养护技术十分必要。　２国内的技术水平及现状　由于我国的公路建设发展的比较晚，以及我国的　公路材料技术和设备技术水平与国外具有相当大的差　距。我国上世纪七十年代以前，多采用层铺法修筑路　面，曾进口了一些碎石撒布机。１　９７８年交通部公路研　ｌ　国外的技术水平及现状　同步沥青碎石封层技术在２０世纪５０年代发明于欧　究所与交通部新津筑路机械厂联合研制出了ＳＡ３Ｃ型自　洲，最初是简易的沥青（乳化沥青）撒布和人工铁锨散　行式碎石撒布机，已广泛用于国内外公路工程；我国　布０￣１０ｍｍ碎石（或河沙），以快速的修复路面龟裂、乏　各省、市、自治区交通系统的制造厂，也根据各自的　油、麻面等路面早期病症的方法；随着科学技术的发　条件和施工要求，研制过利用小型翻斗车改造的小型　展，在８０年代初期就具有机械化程度较高的沥青洒布　自行式碎石撒布机，主要用于沥青路面的罩面养护；还　（乳化沥青）车和碎石撒布机，施工效率大大提高；但　研制过可用于小规模道路施工与养护的后悬挂式和拖　由于当时材料发展的限制，该施工方法仅用于城乡路、　式碎石撒布机，但因设计技术水平属国外５０年代的水　乡村路的养护和修筑；经过８０年代和９０年代材料科学　平，机械传动结构繁杂、故障率高、撒布量不准确，且　技术的快速发展，特别是电子计算机技术推动下的机电　这些产品多为自行生产与应用，并未形成批量生产的　一体化技术及改性乳化沥青材料技术和设备的发展使得　规模。我国的沥青（乳化沥青）洒布车为直热式燃油　乳化沥青生产设备、沥青（乳化沥青）洒布车和碎石撒　加热，效率低、对环境污染大，粘油喷洒不均匀、雾化　　布机的技术水平有了质的变化；致使该项施工工艺的施　不好，其设备的技术水平仅相当于国外６０年代的水平。工质量能够满足不同等级公路早期维修养护要求，由于　８０年代以后，我国的碎石撒布（封层）技术基本处于　　该施工工艺快速、高效的优点导致了该养护技术的迅速　停滞状态，碎石封层作为一种高效、经济的养护手段，８８　ｃ　２００８．０２　维普资讯 http://www.cqvip.com

没有得到应用与重视。近几年来，由于改性沥青技术　强作用；也可用来修筑车流量较小的城乡路和乡村路，　在我国的推广，采用胶体磨改性和乳化的技术有了进　适用于高等级公路的下封层，也适用于等级道路的预　一步的发展，但仅是将用于其他行业的胶体磨加以改　防性养护。同步沥青碎石封层技术得到世界许多国家　良，其剪切率低、材料不耐磨不耐腐蚀使用寿命短，施　的认同，大多已采用了同步沥青碎石封层技术进行各　工的质量满足不了等级公路养护和建设的要求；但是　等级公路的养护和建设，表ｌ为一些公路交通发达国家　随着稀浆封层技术特别是改性乳化沥青稀浆封层技术　采用的几种公路养护工艺比较表。　日益广泛的应用，同时引进了一定数量高性能的改性　沥青（乳化沥青）生产设备，这就为高等级公路的碎　表ｌ公路养护工艺比较表　国　家　英国　新西兰　法国　德国　西班牙　同步沥青碎石　粘结剂　冷拌　封层技术　７５％　６５％　６Ｏ％　５９％　５６％　稀浆　封层　０　ｌ０％　３％　３％　６％　其它　０　０　２％　ｌ％　６％　石封层养护提供了必要条件，碎石封层与稀浆封层相　比，具有更大的灵活性，效率更高，必将得到更为广　泛的应用，开辟养护技术新的领域。　目前，同步沥青碎石封层技术在我国辽宁省、湖南　省、山东省、江浙、安徽、陕西、山西等地的高速公路　罩面　ｌ０％　２５％　１　５％　２０％　ｌ　７％　和　ｌ　５％　０　２Ｏ％　ｌ７％　ｌ　５％　下封层及国道、省道的建设中已经得到应用。我国辽宁　澳大利亚　荷兰　５５％　５ｌ％　ｌ９％　３４％　５％　３％　ｌ０％　９％　ｌ１％　３％　沈阳三鑫公路工程有限公司于２００２年从法国赛格玛公　司购进一台通用４０型同步沥青碎石封层机，一直使用。　了浓厚的兴趣。但总的来说，由于这项技术在我国才刚　其次，同步沥青碎石封层技术与传统养护技术相　（１）同步沥青碎石封层的防滑性。同步沥青碎石　　由于这项技术优越的性能，许多公路建设部门对他产生　比，主要有如下优点：刚开始得到应用，许多施工工艺还没有完全掌握，更缺　封层可以大大提高原路面的摩擦系数，即增加路面防　乏施工经验，在施工材料的研究上还处于空白，在同步　滑性能，并能使路面平整度得到一定程度的恢复。利　　沥青碎石封层车的研究上还没有开始，还有许多理论上　用同步沥青碎石封层机同步喷洒沥青结合料和骨料，和应用上的问题没有掌握。与其他技术如稀浆封层技术　可以保证沥青结合料和骨料之间最大的接触程度，沥　相比，同步沥青碎石封层技术具有较强的防水性，极高　青结合料的毛吸引力产生一个凹面，该凹面与骨料间　　的防滑性，具有处理路面裂缝的良好性能，这非常适合　镶嵌，骨料不会流失。（２）同步沥青碎石封层的防水性。同步沥青碎石　我国许多地方降水多、雨季长、山区广的气候特点。我　国区域辽阔，公路状况差异大，而同步沥青碎石封层技　封层靠喷洒的沥青结合料渗进裂缝中，在公路表面形　术既适用于高等级公路，也适用于普通城市公路、乡村　成沥青结合料薄膜，这种沥青结合料薄膜可以持久保　公路等，而且不受各种不同的气候、交通能力等因素的　持防水性，延长路面使用寿命，若使用聚合物改性粘　影响。另外，同步沥青碎石封层技术是能耗较低的路面　结料效果更佳。同步沥青碎石封层依靠喷洒的沥青结　养护技术，即不需要花很大的投资就可以覆盖较大的使　合料神经裂缝中，并在原路面形成沥青结合料薄膜，这　　用区域，这也是该项计划素得以迅速发展的基础，对于　种结合料薄膜可以持久保证防水性。（３）同步沥青碎石封层增加路面抗裂性。同步沥　尚处于发展阶段的中国来说是非常适合的。　青碎石封层养护技术实质是在原路面铺设一定厚度的　３技术特点及结构工艺要求　３．１技术特点　沥青碎石表面处治层，其整体力学特征表现是柔性，治　愈并防止路面龟网裂、减少路面反射裂缝。　（４）施工工期短。封层后的路面可进行限速开放　首先，他是将沥青（乳化沥青）洒布系统、碎石撒　　布装置、计算机控制调节系统、测量监视系统等装置　交通，缓解交通紧张状况，保证道路的正常使用。（５）施工工艺简单，道路养护成本低。同传统的　和部件经过优化设计成机电一体化的路面养护设备，　　主要用来对不同等级路面的早期龟裂、乏油、麻面等　黑色路面养护相比，同步沥青碎石封层使用效率高，早期病害进行养护和维修，同时对路面也有一定的补　单位施工成本低，可节约４０％～６０％的资金。同步沥　２００８．０２建设机械技术与管理８９　维普资讯 http://www.cqvip.com 青碎石封层只需要较低的能耗。据测算每平方米路面　沥青结合料温控器、撒布系统、液压系统、加热系统　使用１．５ｋｇ沥青结合料８～１２Ｌ骨料即可，其成本只是　和沥青缸和控制系统等组成。其工艺流程如图１所示：　３ｃｍ热铺的５０％左右，而且质量要好于３ｃｍ热铺。　（６）缩短了喷洒剂与洒布集料之间的距离，使集料　颗粒能更好地植入粘合计中，获得了更多的裹盖面积。　且能保证粘合计和碎石之间的稳定比在无骨料流失的　情况下，可以确保七至十年的道路养护性能。　几种机型的性能对照见表２。　液压泵工作　发动机启动　上料　３．２关键技术　（１）粘合剂喷洒与碎石撒布的同步。完整的粘合　剂喷洒机构与完整的碎石撒布机构能够保证布料同步。　（２）粘合剂、碎石计量精度的控制。依据监测系统　反馈信息自动精确调节粘结剂泵的流量、碎石料门的开　度／布料滚转速，实现精度的自动控制。　（３）粘合剂、碎石消耗量与工作速度的匹配。依　照国内道路养护施工工艺规范，在控制程序中设定粘　的级配，每种级配对应一相应的工作速度。　图１工艺流程图　合剂的用量区间，在区间范围内用户可设定多种不同　４施工工艺要求　（１）施工普遍采用间断级配结构，碎石封层所用石　（４）控制系统设计。人机一体化控制系统，按照　料粒径范围有严格要求，即等粒径石料最理想。考虑到石　工艺流程设计完整的工作程序，监控粘合剂的适时温　料加工的难易程度及路面防滑Ｉ生能的要求不同，比较常用　度和导热油的最高温度，监控工作速度，主要数据的　的粒径范围为４－６ｍｍ、６～１０ｍｍ这两种，而８～１２ｍｍ、　输入设定及界面显示和适时打印。　１０－１４ｍｍ两档主要用于低等级公路过渡型路面的下面层　或中面层。对沥青的选择和使用无特殊要求。在保证沥青　正确的洒布温度、洒布量的前提下，使用普通沥青、重交　（２）根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石　３结构组成及工艺流程　部分、作业部分和控制部分。行驶底盘部分完成机器　同步沥青碎石封层车从结构上可以分为行驶底盘　沥青、乳化沥青、改性沥青都可以获得很好的效果。　的行驶任务，并支承其它部分的重量，要求工作速度　料的粒径范围。一般路面掩护进行一次碎石封层即可，　能够精确控制并达到恒速；作业部分完成作业过程中　在路面平整度较差时可选用适宜粒径的石料作为下封　各种物料的存贮、输送、搅拌、摊铺等任务，这部分可　层找平，然后再做上封层。碎石封层作为低等级公路　以由给料系统、拌和系统、摊铺系统、动力传动系统　路面时须二层或三层，各层石料粒径应互相搭配以能　等组成；控制部分完成队车辆速度、给料速度、各种　产生嵌挤作用，一般遵循下粗上细的原则。　物料计量、粘结剂保温、拌和时间等的控制，是同步　（３）封层前要对原路面进行认真清扫，作业过程中　碎石车的关键部分。一般由如下几部分组成：发动机、　应保证足够数量的胶轮压路机以便在沥青温度降低之前　表２几种机型的性能对照表　机　型　沥青罐容量　Ｌ　最大洒部宽度　ｍ　沥青洒布量加执方式　骨料斗容量　ｍ　ｋｇ／ｍ２　ＳＥＣＭＡｌＲ　凯撒路霸　ＢＲＥｌＮｌＮＧ　西４ｏ通用型　６Ｏ００　４　０．２．３．５　导热油　ｌ２　连续式　６０００　４　０．２．３．５　导热油　ｌ　６　筑　路友　６０００　３．５　０＿３．２．５　ｌ２　高远　６０００　４　０．２．２．０　ｌ　２　达刚　６０００　３．５　０．５．３．０　ｌ　０　北京欧亚　ｆ拖挂式１　６０００　４　０．２．３．５　ｌ　２　ｖｓ（百灵、　Ｔ￥４０００　ＸＹ５２９ｏ］ｒＳＦ　３０００　８７００　１００００　２．５　４　０＿３　２．５　导热油　４　６　０　ｌ　２　ＧＹＫＴ０６ｌ６Ａ　ＴＢＳ３５００　导热油　导热油　自动柴油燃烧器　导热油　导热油加热或直接加热　９０　ＣＭｒＭ　２００８．０２　维普资讯 http://www.cqvip.com

或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。另外，封　此说，碎石封层技术是一种应用范围非常广泛的路面　层后即可通车，但在初期应限制车速，待两小时后可完　施工技术。同步沥青碎石封层技术在中国有广阔的应　全开放交通，从而防止快速行车造成石子飞溅。　（４）使用改性沥青作为粘结料时，为保证雾状喷　用前景，其主要依据如下：　（１）与其他技术如稀浆封层或超薄技术相比，同　洒而形成均匀、等厚度的沥青膜，必须保证沥青的温　步沥青碎石封层技术使用软化期长的沥青，更适合于　度在ｌ６０℃～ｌ７０℃范围内。　（５）同步沥青碎石封层车的喷油嘴高度不同，所　形成的沥青膜厚度会不同（因为各个喷嘴喷出的扇形　雾状沥青重叠情况不同），通过调整喷嘴高度使得沥青　膜的厚度符合要求。　（６）同步沥青碎石封层车应以适宜的速度均匀行　驶，在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配。　（７）作为表层或磨耗层的碎石封层，其使用条件　是原路面平整度和强度满足要求。　４推广应用前景　为了适应高等级公路及一般公路养护的需求，同　步沥青碎石封层施工工艺和设备以施工成本低、施工　效率高等优点在欧洲许多国家和地区得到广泛应用，　截止目前国内已进口各种同步沥青碎石封层设备６台，　已有两家国内企业生产出国产样机．还有三到四家企业　在开发生产。因此引进技术发展我国自己的碎石封层　技术和设备是我国公路养护的当务之急，同步沥青碎　石封层技术将成为养护事业新的经济增长点。同步沥　青碎石封层施工工艺在国内现处于试用推广阶段，设　备主要来自国外进口品牌，法国塞格玛、德国百灵、奥　地利ｓｔｒａｓｓｍａｙｒ和欧亚波记等。其中法国赛格玛公司　的产品进口产品６台，国内现有几家企业已出样机或正　在投产（西筑公司、河南高远公司、新乡路友公司、西　安达刚、陕建公司已出样机）。目前具有领先技术的产　品是德国ＳＣＨＡＥＦＥＲ公司生产的ＶＡＲＩＯ　４５００型道路　养护车和法国ＳＥＣＭＡＩＲ生产的凯撒路霸。　碎石封层技术的应用范围非常广泛：可用层铺法　进行城乡路、乡村路的修筑，满足低档次公路的施工　要求；碎石封层也适用于各种道路的养护，不管是高　等级公路，还是县乡道路，它也不象稀浆封层施工对　原路面平整度有较高要求，路面损坏的程度对碎石封　层的效果影响也不大；碎石封层对所有沥青的都适用，　可用改性沥青进行高等级路面施工，可用普通沥青进　行一般路面施工，同时，适用于沥青和乳化沥青。因　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）中国地域辽阔，公路状况差异性大，而同步　沥青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）同步沥青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。　（４）同步沥青碎石封层技术同时也是世界上成本最　低的乡村道路建造技术，是欧美国家修建乡村公路的首选　解决方案。中国有广大的地区需由乡村公路网来覆盖，以　达到“乡乡通油路，村村通公路”的目标。据有关资料显　示。未来三年内全国将新建县乡公路１７．８万ｋｍ，如采用　同步碎右封层技术，每平方米可降低成本ｌ　０元，这将可　以节省建设费用１２５亿元。无疑，在公路建设资金紧缺的　西部地区，同步沥青碎石封层技术将是乡村公路建设的良　好解决方案。　总之，随着同步沥青碎石封层技术的推广应用，国　内更多同步沥青碎石封层车的需求将是必然的。公路　养护技术的重要革新——同步沥青碎石封层技术，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，可以帮助解决中国公　路上的大多数问题，它必将在中国有广阔的适用前景，　在中国的道路建造及养护事业中发挥巨大作用。　参考文献　１．张新荣、焦生杰．同步碎石封层技术及设备．筑路机　械与施工机械化．２００４．２１（１１）ｌ￣４　收稿日期：２００７—０７—０８　通讯地址：梁新文，西安筑路机械有限公司技术研究所　００　２００８．０２建设机械技术与管理９１