王中合

（邢臺(tái)路橋建設(shè)總公司，河北 邢臺(tái) 054001）

0 引言

半剛性基層材料是目前我國(guó)高等級(jí)瀝青路面基層結(jié)構(gòu)的主要模式，它具有強(qiáng)度高、板體性好和承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。瀝青面層的低溫疲勞開裂及由于半剛性基層裂縫引起的反射裂縫會(huì)造成路面雨水或雪水的浸入使基層軟化，在行車荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生沖刷和唧泥現(xiàn)象，導(dǎo)致瀝青路面的水損壞，從而影響路面的路用性能，縮短道路使用壽命。

為防止路面水滲入基層，延緩或減少基層開裂引起的瀝青面層反射裂縫，主要方法包括增大瀝青面層厚度、加防裂貼以及同步碎石封層技術(shù)等。本文對(duì)防水抗裂層瀝青混合料進(jìn)行分析，通過對(duì)混合料高低溫性能的研究，表明該結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)封水、抗裂的目的，防止路面水損害現(xiàn)象發(fā)生，延長(zhǎng)道路使用壽命。

1 原材料試驗(yàn)

1.1 瀝青

按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）檢測(cè)聚合物復(fù)合改性瀝青的針入度（25℃）、軟化點(diǎn)、延度（5℃）、彈性恢復(fù)（25℃）、動(dòng)力黏度（60℃）、與粗集料黏附性等指標(biāo)，按《公路瀝青路面防水抗裂層設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范》（DB13/T 1506—2012）的附錄A、附錄B進(jìn)行-25℃瀝青低溫柔性和低溫彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1，試驗(yàn)過程如圖1、圖2所示。

表1 聚合物復(fù)合改性瀝青性能指標(biāo)

圖1 --25℃低溫柔性試驗(yàn)

圖2 --25℃低溫彎曲試驗(yàn)

1.2 細(xì)集料和粉料

各項(xiàng)性能指標(biāo)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）的相關(guān)要求。

2 配合比設(shè)計(jì)

防水抗裂層位于瀝青路面表面層的下部，由細(xì)集料、粉料、聚合物改性瀝青和礦物纖維組成。在路面結(jié)構(gòu)中的特殊作用決定了其主要由石灰?guī)r礦料和特殊改性瀝青組成，其典型特征是采用細(xì)集料（粒徑在5mm以下）、粉料用量大、油石比大、空隙率小。防水抗裂層混合料級(jí)配范圍見表2。

表2 防水抗裂層混合料級(jí)配范圍

根據(jù)表2設(shè)計(jì)防水抗裂層瀝青混合料的目標(biāo)配合比，確定的最佳油石比為11%，纖維（占總質(zhì)量）摻量為0.5%。

3 防水抗裂層路用性能試驗(yàn)

根據(jù)確定的瀝青混合料的目標(biāo)配合比及纖維添加量，按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）中的相關(guān)要求進(jìn)行試驗(yàn)，按《公路瀝青路面防水抗裂層設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范》（DB13/T 1506—2012）中的附錄D與附錄F進(jìn)行低溫沖擊試驗(yàn)（-20℃）和滲水速率試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 防水抗裂層混合料試驗(yàn)結(jié)果

4 防水抗裂層低溫抗裂性能

瀝青混合料小梁彎曲破壞試驗(yàn)?zāi)芊从碁r青路面抵抗低溫收縮裂縫的能力，瀝青混合料中添加礦物纖維可大大提高其低溫抗裂性能。按確定的瀝青混合料配合比，分別采用聚合物改性瀝青與SBS改性瀝青，進(jìn)行-10℃條件下瀝青混合料小梁彎曲破壞對(duì)比試驗(yàn)，用于評(píng)價(jià)其低溫抗裂性能。按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20/T0715—2011）中對(duì)瀝青混合料彎曲試驗(yàn)的要求進(jìn)行，試件長(zhǎng)250mm，寬30mm，高35mm，跨徑為200mm，加載速率為50mm/min，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 瀝青混合料小梁彎曲破壞試驗(yàn)結(jié)果

5 試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 聚合物復(fù)合改性瀝青

防水抗裂層要求瀝青膠結(jié)料具有較高的軟化點(diǎn)、優(yōu)良的彈性恢復(fù)性能和低溫延性，與礦料黏附性好。表1中的試驗(yàn)結(jié)果表明，聚合物復(fù)合改性瀝青具有足夠的變形能力和與石料的黏結(jié)強(qiáng)度，良好的高溫性能和低溫柔韌性，是相同試驗(yàn)條件下，其他瀝青無(wú)法滿足的，即使在-25℃溫度下仍能保持柔性而不脆斷，可以滿足高低溫條件下瀝青路面對(duì)防水抗裂層的要求。

5.2 防水抗裂層路用性能

防水抗裂層的作用決定了瀝青混合料不僅要有足夠的高溫強(qiáng)度和良好的低溫性能，而且該層要達(dá)到禁止水進(jìn)入基層的目的。表3中的試驗(yàn)結(jié)果顯示，防水層不僅具有較小的孔隙率、抗凍融性能，而且具有理想的阻水、封水效果，即滲水系數(shù)是0，滲水速率僅為0.7mL/min。低溫沖擊試驗(yàn)表明在-20℃時(shí)瀝青混合料仍具有柔性而不脆裂，低溫性能優(yōu)良。

5.3 防水抗裂層低溫抗裂性能

比較兩種不同瀝青混合料彎曲破壞試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，防水抗裂層的低溫抗裂性能優(yōu)于SBS改性瀝青混合料，具有良好的低溫抗裂性能和變形能力，能較好地消解基層接縫處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，有效防止基層由于溫縮而引起的瀝青路面反射裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

6 結(jié)論

防水抗裂層結(jié)構(gòu)不僅具有阻水、封水效果，同時(shí)還具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗溫度反射裂縫的能力，可有效地防止半剛性基層因溫度應(yīng)力而引起的瀝青面層反射裂縫的產(chǎn)生，保護(hù)基層免受水浸害。

自2008年以來(lái)，防水抗裂層技術(shù)先后應(yīng)用于邢臺(tái)市南二環(huán)、邢和線、大廣高速衡大段LM4合同、大廣高速京衡段LM12合同和青銀高速養(yǎng)護(hù)改造工程。通車至今，試驗(yàn)段路面運(yùn)營(yíng)狀況良好，無(wú)反射性裂縫產(chǎn)生，防止了瀝青路面的水損害，延長(zhǎng)了道路的使用壽命。

[1]沙慶林.高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，1999：56-65.

[2]DB 13/T 1506—2012，公路瀝青路面防水抗裂層設(shè)計(jì)施工技術(shù)規(guī)范[S].