高速公路瀝青路面下封層應(yīng)用技術(shù)研究

步曉斌

（揚(yáng)州市船閘應(yīng)急保障中心 揚(yáng)州 225000）

近年來(lái)，我國(guó)修建的高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)中比較重視早期水損害問(wèn)題，為防止雨水滲入面層的交接面上產(chǎn)生沖刷與泥漿損壞，高速公路設(shè)計(jì)中都在基層表面設(shè)置封層用于保護(hù)基層作用［1］。

1 高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)防水層種類(lèi)

目前國(guó)內(nèi)高速公路常用的下封層（防水層）有單層或雙層表面處理，細(xì)粒式或砂粒式瀝青混合料，近年又發(fā)展了改性瀝青防水層和乳化瀝青或改性乳化瀝青稀漿封層做防水層。

（1）單層或雙層瀝青表處。目前常見(jiàn)的做法有2種：①在透層瀝青上先灑布熱瀝青，然后再撒碎石，但必須在夏天高溫季節(jié)施工，此時(shí)效果較好，并要求交通車(chē)輛行車(chē)碾壓，使瀝青表處反油而形成結(jié)構(gòu)層；②先鋪碎石，然后再灑瀝青，撒嵌縫石屑，進(jìn)行碾壓成型。這2種做法的目的就是加快反油以形成結(jié)構(gòu)，但是基層表面無(wú)法形成一層完整的瀝青膜，防水效果受到影響，一般用于低等級(jí)瀝青路面。

（2）細(xì)粒式或砂粒式瀝青混合料鋪裝層。在瀝青路面結(jié)構(gòu)層鋪筑一層熱料，熱鋪的細(xì)粒式或砂粒式瀝青混合料結(jié)構(gòu)層可以防水，保護(hù)下承層，一般鋪筑在基層頂面，結(jié)構(gòu)層厚度在2.0～2.5 c m，起到防水層和臨時(shí)防護(hù)基層作用。若基層在使用過(guò)程中收縮開(kāi)裂，該防水層也隨著同時(shí)開(kāi)裂，在裂縫處不能防水，若進(jìn)行有效的防止裂縫反射，則必須在接縫處設(shè)置浸漬瀝青的土工布或防水材料。這樣一來(lái)，單獨(dú)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)層進(jìn)行施工，勢(shì)必增加工序，延長(zhǎng)工期，工程造價(jià)也提高。既增加了工作難度，基層表面平整度又不好，薄層瀝青混合料攤鋪施工難度大，易造成厚度不均勻，形成軟弱結(jié)構(gòu)層，目前高速公路已不采用該結(jié)構(gòu)層作為防水層。

（3）乳化瀝青或改性乳化瀝青稀漿封層。瀝青稀漿封層在我國(guó)20世紀(jì)80年代已經(jīng)開(kāi)始使用，主要用于低等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)。隨著高速公路大量修建，稀漿封層材料、加工工藝、施工技術(shù)等方面都有更新的進(jìn)度，乳化瀝青稀漿封層施工技術(shù)在我國(guó)還是一項(xiàng)新的技術(shù)，應(yīng)用于高速公路下封層，能有效提高瀝青路面防水性能。但是，對(duì)于南方高溫、多雨水地區(qū)，由于稀漿封層采用乳化瀝青，其蒸發(fā)殘留物在50%左右，存在50%的水分需蒸發(fā)，且本身強(qiáng)度低，高溫穩(wěn)定性差，承受荷載的能力較差，在較薄的瀝青面層下易形成一個(gè)軟弱的夾層，在高溫季節(jié)由于乳化瀝青的軟化點(diǎn)一般較低，易變軟形成軟弱層，從而造成瀝青面層推移、車(chē)轍形成。施工中在運(yùn)料車(chē)和攤鋪機(jī)的作用下，易起皮、脫膜，影響其防水效果。目前我國(guó)發(fā)達(dá)地區(qū)的高速公路已不采用。

（4）SBS，SBR改性瀝青防水層。近幾年來(lái)，隨著高速公路不斷的發(fā)展，要求高速公路路面防水性能越來(lái)越高。根據(jù)我單位施工的幾條高速公路路面來(lái)看，采用SBS，SBR改性瀝青下封層優(yōu)于其他材料，其特點(diǎn)［2］如下：①與普通瀝青相比提高了防水層的高溫抗剪強(qiáng)度，改善了防水層的低溫抗裂性，延緩了反射裂縫上升的能力。粘性強(qiáng)度、粘附能力方面都有改善；②使上覆瀝青混凝土的下部形成富瀝青層，同時(shí)其下部還有一層薄瀝青膜，其共同形成粘結(jié)防水層，防水效果較好；③采用改性瀝青，其彈性恢復(fù)好，顯著減輕下層或上層裂縫的破壞作用；④粘結(jié)防水層可起到應(yīng)力吸收層作用，可延緩基層收縮開(kāi)裂所引起的反射裂縫?？刹捎脵C(jī)械化施工、施工進(jìn)度快，質(zhì)量易控制，防水層與其上面層形成整體，不會(huì)出現(xiàn)軟弱層，不會(huì)產(chǎn)生泛油問(wèn)題。

2 SBS，SBR改性瀝青（下封層）的應(yīng)用

（1）透層。透層是適用于無(wú)機(jī)結(jié)合料基層表面的有機(jī)結(jié)合料滲透層，用于一般路段的下面層與基層的層間處理，其主要作用如下：①滲入基層表面空隙，增強(qiáng)了基層和瀝青層間的粘結(jié)；②有助于結(jié)合基層表面集料中的細(xì)料；③在完成基層的鋪裝后，適時(shí)噴灑透層油還可以減少基層的養(yǎng)生費(fèi)用，提高養(yǎng)生質(zhì)量；④經(jīng)過(guò)透層油滲透成型后的基層表面的開(kāi)口空隙被填充，從而得到一個(gè)滲透深度上的防水層；⑤在由于某種原因推遲鋪筑面層的情況下，透層可向基層提供臨時(shí)性防護(hù)，防止降雨和臨時(shí)行車(chē)的破壞。

在所有的層間處理方式中，透層對(duì)材料有著其特殊的要求。理想的透層深度應(yīng)透入基層3～5 mm，為此透層油一般采用低粘度的煤油稀釋瀝青。但由于將稀釋瀝青中的輕油油分完全揮發(fā)需要較長(zhǎng)時(shí)間，揮發(fā)后的瀝青粘度低，很難保證基層與面層之間的粘結(jié)強(qiáng)度，對(duì)環(huán)境亦有不良影響，因此宜采用改性瀝青作為透層材料。

改性乳化瀝青在應(yīng)用于透層時(shí)，應(yīng)符合《公路瀝青施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)應(yīng)用于透層的乳化瀝青的破乳速度和粘度的規(guī)定。粘度太大則透層和面層之間形成夾心，破壞上下層間的連接。因此改性劑的用量不應(yīng)使乳化瀝青的粘度增加過(guò)大，宜控制在3%以下。對(duì)于級(jí)配碎石基層可適當(dāng)加大［3］。

基層鋪裝后，透層油施工要及時(shí)跟進(jìn)，這樣既可實(shí)現(xiàn)透層油的最佳滲透效果又有利于基層養(yǎng)生。對(duì)于存在浮漿和污染的基層表面，噴灑透層油之前必須進(jìn)行嚴(yán)格的清理，必要時(shí)可灑水潤(rùn)濕基層表面，灑水量以控制在使基層表面濕潤(rùn)無(wú)積水為宜，通過(guò)水的下滲將基層表面空隙打通，有利于透層油滲入。待表面水分蒸發(fā)后即可開(kāi)始噴灑透層，灑布量保持在0.6～1.1 kg／m2之間，不宜過(guò)高。

（2）粘層。粘層的作用是使各面層之間、面層與構(gòu)造粘結(jié)成一個(gè)整體。粘層主要起膠結(jié)作用，對(duì)材料的要求主要在粘度強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度方面，改性乳化瀝青較乳化瀝青在這方面有較大的改善。粘層油宜采用快裂型的改性乳化瀝青。灑布粘層油時(shí)層面間一定要清掃干凈，粘層的灑布強(qiáng)調(diào)“薄”和“遍”。一般用量為0.4～0.6 kg／m2，具體用量可根據(jù)乳化瀝青的濃度（瀝青含量）進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整原則是確保在整個(gè)層面提供不大于0.2 kg／m2的殘留瀝青連續(xù)封面。從對(duì)所取心樣的劈裂試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，各面層結(jié)合處的斷裂面均為不規(guī)則狀，表明結(jié)合面的粘結(jié)強(qiáng)度大于或等于混合料本身的粘結(jié)度，優(yōu)于未進(jìn)行粘層油層間處理的結(jié)合強(qiáng)度［4］。

（3）路面防水層（下封層）。高速公路瀝青路面防水層一般是沒(méi)有有機(jī)結(jié)合料面層與基層間有一定厚度的隔水層。防水層與透層結(jié)合，在基層和面層之間形成一道抵御水害（包括動(dòng)水壓破壞）的防護(hù)層。防水層應(yīng)使用粘結(jié)性和溫度穩(wěn)定性好的材料，它在荷載應(yīng)力應(yīng)變作用下不僅要保持良好的水密性，還應(yīng)使面層和基層間形成足夠的結(jié)合面，防止薄瀝青面層產(chǎn)生滑動(dòng)、推移等破壞。與面層和基層不結(jié)合的情況相比，它可以減小面層低層由行車(chē)荷載引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變（一般情況下可減小50%以上，有時(shí)甚至可以減小到25%），并可以明顯減小由溫度變化引起的瀝青面層內(nèi)的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變。改性乳化瀝青用于瀝青路面防水層，改性劑的總固物含量應(yīng)在65%左右。濃度較高的乳液不易流淌，成膜效果較好。SBS改性劑的摻量以4%～6%為佳。封層油要在透層油破乳后進(jìn)行灑布，灑布量控制在0.8～1.6 kg／m2。在封層油沒(méi)有完全破乳時(shí)及時(shí)撒布0.5～1 c m的單粒徑碎石，覆蓋率一般為整個(gè)面積的60%～70%，然后用輕型膠輪壓路機(jī)穩(wěn)壓1～2遍。經(jīng)穩(wěn)壓后的碎石顆粒浸入深度為粒徑的1／2。施工時(shí)應(yīng)注意掌握好石料撒布的時(shí)間，過(guò)早或過(guò)晚都不能收到良好的效果。

（4）橋面防水層。由于橋面的各種應(yīng)變量較大，溫度變化劇烈，使用一般的防水措施其效果和耐久性較差。尤其是瀝青混凝土面層與水泥混凝土2種材料模量相距較大，這就對(duì)兼有防水和粘結(jié)過(guò)渡作用的防水層材料和工藝方法提出了更高的要求。

目前高速公路大部分橋面防水工程采用SBS熱態(tài)改性瀝青和SBR乳化改性瀝青相結(jié)合的方法，效果較好。這種處理方法的優(yōu)點(diǎn)在于：防水效果好，粘接力強(qiáng)，均勻無(wú)接縫，施工進(jìn)度快。有效地克服了使用防水卷材與多布多涂防水法易出現(xiàn)的空鼓剝離和層間滑動(dòng)等問(wèn)題。這種方法施工時(shí)要求嚴(yán)格控制SBR粘層油的養(yǎng)生時(shí)間，在粘層上噴灑SBS熱改性瀝青（SBS改性劑含量為4.5%）時(shí)的溫度應(yīng)控制在180～200℃之間，灑布量為2.5 kg／m2。碎石撒布機(jī)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，撒布覆蓋率為60%～70%的2 c m碎石，膠輪或鋼輪壓路機(jī)直接跟進(jìn)穩(wěn)壓。

3 結(jié)論

（1）SBS改性瀝青應(yīng)用于高速公路路面面層間處理時(shí)，因各處理層對(duì)材料的要求不同，具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)引起注意，特別是應(yīng)對(duì)透層油在改性后的粘度變化進(jìn)行檢查，在進(jìn)行層間處理時(shí)，清掃工作是最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，下承層的清潔程度將關(guān)系到層間處理效果。

（2）SBS改性瀝青作為下承層和防水層，提高了防水層的高溫抗剪強(qiáng)度，改善了低溫抗裂性和延緩基層反射裂縫上升的能力，最大限度地對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。采用SBS改性瀝青下封層明顯優(yōu)于其他材料，因此得到普遍認(rèn)可。

［1］ 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防［M］.北京：人民交通出版社，2008.

［2］ JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，2004.

［3］ JTJ 036－98公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，1994.

［4］ JTJ 095－95公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程［S］.北京：人民交通出版社，1995.