劉紀(jì)鋒

（邯鄲市交通運(yùn)輸局公路工程一處，河北 邯鄲 056000）

瀝青面層與基層之間的層間接觸狀態(tài)會(huì)顯著地影響道路的使用性能。為了使得柔性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的承載能力，并獲得較長(zhǎng)的使用壽命，柔性基層與面層之間必須具有良好的聯(lián)結(jié)。柔性基層級(jí)配碎石屬于散粒體，沒(méi)有粘結(jié)料，表面松散，容易受到?jīng)_刷，因此，必須通過(guò)一定的技術(shù)途徑改善層間接觸狀況，例如，在級(jí)配碎石層上面鋪灑透層油和設(shè)置下封層有利于提高級(jí)配碎石層的抗沖刷能力，增強(qiáng)瀝青層與級(jí)配碎石的粘結(jié)力，從而提高整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的整體性能。本文結(jié)合實(shí)體工程，研究同步碎石封層作為下封層在柔性基層路面中的應(yīng)用。

1 下封層作用機(jī)理

根據(jù)定義，下封層應(yīng)該具有以下基本性能［1］：

a）提供一層瀝青防水膜，用來(lái)封閉基層表面，防止水份從基層表面蒸發(fā)和阻止外界水份的入侵，下封層同透層一起能夠在基層頂面形成一個(gè)密封層，防止內(nèi)部水份從基層表面蒸發(fā)，使基層水化作用充分進(jìn)行，保證在最佳含水量情況下形成強(qiáng)度，從而能提高基層的整體強(qiáng)度，同時(shí)，阻止外部水份入侵，使水從封層中排走，在很大程度上阻止了水對(duì)基層的沖刷，減少水了對(duì)基層的破壞；

b）能夠?yàn)榛鶎优c瀝青面層之間提供粘結(jié)，面層與基層間的良好結(jié)合對(duì)于提高瀝青路面的使用質(zhì)量是非常重要的，如果面層與基層結(jié)合良好，就既可以減少面層底部由行車(chē)荷載和溫度變化引起的拉應(yīng)力和拉應(yīng)變，又可以使瀝青面層不發(fā)生滑動(dòng)、脫層等破壞，另外，由于下封層具有面層瀝青混合料的特性，更易與面層緊密粘結(jié)，因此達(dá)到了較理想的弱結(jié)合層作用，增強(qiáng)了路面的整體強(qiáng)度；

c）能夠保護(hù)基層，降低施工機(jī)械和車(chē)輛對(duì)基層的損害施工機(jī)械和車(chē)輛在穩(wěn)定類(lèi)基層上行駛是不可避免的。當(dāng)發(fā)生臨時(shí)交通時(shí)，具有一定厚度的瀝青封層在經(jīng)過(guò)輪胎的磨損后仍能保證較高的完好率，從而能夠保護(hù)基層。

2 下封層材料技術(shù)性能

本文試驗(yàn)中，下封層使用SBS改性瀝青、SBS改性乳化瀝青兩種材料，石料使用3～5mm、5～10mm兩種類(lèi)型，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，確定適合于該柔性基層路面結(jié)構(gòu)的下封層瀝青材料及石料粒徑。

2.1 封層瀝青

SBS改性瀝青技術(shù)性能見(jiàn)表1。

表1 SBS改性瀝青技術(shù)性質(zhì)

2.2 石料

考慮到石料的來(lái)源和加工技術(shù)，以石灰?guī)r石料（5～10mm、10～20mm）為主（見(jiàn)表2、表3）。

表2 粒徑5～10mm石料篩分結(jié)果

表3 粒徑10～20mm石料篩分結(jié)果

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

3.1 方案設(shè)計(jì)

下封層的作用主要是防水，形成一層瀝青膜。室內(nèi)試驗(yàn)研究主要采用SBS改性乳化瀝青與SBS改性瀝青作為下封層瀝青材料，通過(guò)滲水試驗(yàn)，確定封層效果。再根據(jù)不同灑布量進(jìn)行剪切試驗(yàn)確定最佳灑布量。

3.2 試件方法

碾壓成型柔性基層車(chē)轍板，表面鋪撒封層之后進(jìn)行滲水試驗(yàn)。然后利用自制大馬歇爾試模首先靜壓成型級(jí)配碎石基層試件，然后在基層試件上灑布下封層瀝青與碎石，養(yǎng)生后在其上靜壓成型下面層材料ATB-25。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析

4.1 滲水試驗(yàn)

根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40—2006）的要求［2］，下封層要能保證滲透率為零，因此，本文試驗(yàn)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型成型雙層車(chē)轍板進(jìn)行滲水試驗(yàn)。上層采用ATB-25，下層采用級(jí)配碎石，下封層瀝青分別采用SBS改性瀝青與SBS改性乳化瀝青，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 下封層滲水試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種瀝青材料作封層，滲水系數(shù)均為零。主要原因是瀝青能夠與級(jí)配碎石發(fā)生較好的粘結(jié)，形成瀝青層薄膜，有效地阻止了水份的下滲，使得封層以下的柔性基層受到保護(hù)，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得以保證。

4.2 封層剪切試驗(yàn)

改性乳化瀝青采用2.2kg/m2、2.4kg/m2和2.6kg/m2共3種瀝青用量，SBS改性瀝青采用1.8kg/m2、2.0kg/m2和2.2kg/m2共三種瀝青用量。根據(jù)半剛性基層封層的使用經(jīng)驗(yàn)，碎石粒徑采用3～5mm和5～10mm兩種，用量采用6kg/m2，碎石的灑布量為60%。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1～圖3。

圖1 改性乳化瀝青透層剪切強(qiáng)度

圖2 SBS改性瀝青透層剪切強(qiáng)度

圖3 不同粒徑下兩種瀝青材料封層剪切強(qiáng)度

由試驗(yàn)結(jié)果可知：

a）相同碎石粒徑下，SBS改性瀝青在最佳灑布量下的剪切強(qiáng)度大于改性乳化瀝青，可見(jiàn)改性瀝青比乳化瀝青能更好的與級(jí)配碎石粘結(jié)，SBS改性瀝青的最佳灑布量是2.0kg/m2，改性乳化瀝青的最佳灑布量是2.4kg/m2；

b）在兩種瀝青封層材料下，碎石粒徑為3～5mm的剪切強(qiáng)度均大于粒徑為5～10mm，可見(jiàn)封層的粘結(jié)性與碎石粒徑也有一定的關(guān)系，所以推薦采用粒徑為3～5mm碎石。

5 試驗(yàn)路施工工藝和觀測(cè)

5.1 施工工藝

5.1.1 在施工起點(diǎn)處或?yàn)⒉冀硬缣幵O(shè)置略長(zhǎng)于灑布寬度的鋼板或土工膜，長(zhǎng)度50cm即可，避免灑布剛剛開(kāi)始時(shí)碎石、瀝青用量不足或在接茬處重復(fù)過(guò)量灑布。施工過(guò)程中對(duì)于部分灑布不均的地方人工輔助（用竹掃帚）掃均勻，灑布量不足的地方人工補(bǔ)充灑布。在縱向搭接處，第一幅暫留10～15cm不灑碎石，待第二幅施工時(shí)沿預(yù)留的瀝青邊緣灑布，避免搭接處碎石重疊灑布。

5.1.2 雨天和大風(fēng)天氣不得進(jìn)行封層施工，避免灑布不均，且會(huì)導(dǎo)致黏結(jié)料和石料溫度迅速降低，影響?zhàn)そY(jié)效果。灑布完成后立即用8t雙鋼輪壓路機(jī)緊跟灑布車(chē)碾壓兩遍。碾壓時(shí)，每次輪跡重疊30cm,壓路機(jī)應(yīng)緩起慢行、穩(wěn)停、走向要直、速度均勻。要嚴(yán)控壓路機(jī)碾壓速度，避免因溫度降低過(guò)快而壓路機(jī)碾壓不及時(shí)造成下封層質(zhì)量缺陷［3］。壓路機(jī)的停止位置應(yīng)在同一斷面，在碾壓過(guò)程中不得隨意剎車(chē)或掉頭。

5.1.3 級(jí)配碎石下封層施工完成后不同于半剛性基層，禁止開(kāi)放交通，應(yīng)立即進(jìn)行下面層的鋪筑，以保護(hù)級(jí)配碎石的施工質(zhì)量。

5.2 現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)

由于級(jí)配碎石屬于無(wú)粘結(jié)料，所以無(wú)法鉆心取樣進(jìn)行剪切試驗(yàn)，對(duì)于試驗(yàn)路下封層技術(shù)采取現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，并對(duì)灑布量進(jìn)行控制。觀測(cè)發(fā)現(xiàn)灑布量出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)際測(cè)量發(fā)現(xiàn)灑布量比設(shè)計(jì)值略小。因此，同步碎石封層車(chē)對(duì)碎石的灑布還需要進(jìn)一步嚴(yán)格控制。

6 結(jié)論

6.1 下封層不僅要有很強(qiáng)的粘結(jié)力，還要有很明顯的防水能力，保證級(jí)配碎石基層不受到水損害。試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，改性乳化瀝青和SBS改性瀝青兩種材料作為下封層均能較好的防止?jié)B水，從粘結(jié)強(qiáng)度上講。SBS改性瀝青優(yōu)于改性乳化瀝青。從施工工藝上講，改性乳化瀝青施工較為便捷。

6.2 下封層所用的碎石粒徑在一定程度上也影響著層間的抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)表明，無(wú)論采用改性乳化瀝青還是SBS改性瀝青，就抗剪強(qiáng)度而言，粒徑3～5mm的碎石優(yōu)于粒徑為5～10mm的碎石，最佳撒布量約為6kg/m2。

［1］郭寅川.重交通高等級(jí)公路瀝青路面層間處治技術(shù)研究［D］.西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2009.

［2］TJJ 034—2000，公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］姜娟，趙華.重載交通長(zhǎng)壽命瀝青路面層間處治技術(shù)研究［J］.西部探礦工程，2011，（4）：179-181.